Определение сердечного выброса закисью азота. Непрямой метод Фика
A. Krogh и J. Lindhart для определения сердечного выброса пользовались закисью азота, Y.Henderson и H.W. Haggard для этих целей применили иодэтил. Однако эти методы не отличались достаточной точностью и поэтому не получили поддержки исследователей. Наибольшего признания получил метод регистрации сердечного выброса, основанный на вдыхании ацетилена. Он иногда применяется и в настоящее время.
Этот метод впервые был описан в 1929 году A. Grollman. Он основан на косвенном определении артериовенозного градиента кислорода без зондирования правых отделов сердца.
Испытуемый делает несколько глубоких вдохов из герметичной емкости, содержащей 1,5-2 литра кислородно-воздушной смеси (28-30% кислорода) и 15% ацетилена. Для анализа забирается две пробы газа: через 5-7 вдохов (полное перемешивание ацетилена) и спустя еще 3-4 вдоха (поглащение кислорода и ацетилена).
Мы в 1966 году пытались применить метод A. Grollman для определения сердечного выброса в раннем периоде после операций на легких. Однако наши попытки оказались безуспешными, хотя у этих же больных до операции мы получали вполне удовлетворительные величины сердечного выброса, близкие к должным величинам, рассчитанным по формуле Н.Н.Савицкого. Причины наших неудач были обусловлены, по-видимому, трудностями для больного, оперированного на легких, обеспечить форсированное дыхание — непременное условие для полноценного перемешивания дыхательных газов с ацетиленом.
В настоящее время этот метод применяется на несравненно более высоком технологическом уровне, что не может не сказаться на повышении его точности.
Разработка второго из непрямых методов Фика, в основе которого лежит определение альвеолярной концентрации углекислоты, также относится к началу прошлого столетия. Авторы показали, что если сделать несколько форсированных выдохов в герметичную емкость, то содержание углекислоты в этой емкости будет приблизительно соответствовать содержанию ее в артериальной крови.
Затем, если осуществлять и несколько вдохов из этой же емкость, то через короткое время установится равновесие концентраций углекислоты в емкости и в альвеолярном газе, и эта концентрация будет соответствовать концентрации углекислоты в смешанной венозной крови. После этого по классической формуле Фика легко рассчитать сердечный выброс. Для того, чтобы сократить время выравнивания концентраций углекислоты в емкости и альвеолярном газе, в ней искусственно увеличивают концентрацию углекислоты до 5%. В этом случае равновесие наступает уже через 10-15 секунд.
Этот весьма трудоемкий метод не лишен серьезных недостатков, основной из которых состоит в невозможности учесть фракцию сердечного выброса, минующую альвеолы (альвеолярный шунт). Однако именно этот метод в последнее время привлек пристальное внимание физиологов, инженеров и программистов.
Группа американских физиологов и технических специалистов корпорации Novometrix в течение нескольких лет разрабатывала неинвазивную технологию регистрации сердечного выброса на основе определения альвеолярной концентрации С02. В начале текущего столетия был создан оригинальный датчик, который в прямом потоке позволял с высокой точностью регистрировать скорость потока газовой смеси и концентрацию в ней двуокиси углерода, что позволило, используя принцип Фика, определить сердечный выброс.
В основе этой новой технологии лежит старый принцип реверсивного дыхания, т.е. использование газа, который уже участвовал в дыхательном акте. Были разработаны два способа реализации этого принципа: полного и частичного реверсивного дыхания. Первый способ по существу не отличался от метода, описанного еще в 1903 году A. Loewy. Пациент в течение определенного времени вдыхает из герметичной емкости газ, уже участвовавший в дыхании.
