Cardiac Output — Fick Principle
CO = VO₂ ÷ (CaO₂ − CvO₂) ÷ 10. O₂ content in vol%, VO₂ in mL/min.
What is Cardiac Output (Fick Method)?
▾
A Fick-elv szerint mért perctérfogat (CO) az aranystandard invazív módszere annak meghatározására, hogy a szív percenként mennyi vért pumpál. Adolph Fick 1870-ben javasolta, hogy az oxigénfogyasztás egyenlő a véráramlás és az arteriovénás oxigéntartalom különbségének szorzatával – ez a megtévesztően egyszerű ötlet, amely továbbra is az a referenciastandard, amelyhez képest minden más CO-mérési technikát validálnak. A klinikai gyakorlatban a Fick-módszert a jobb szív katéterezése során hajtják végre: a pulmonalis artéria katéter vegyes vénás vért vesz a pulmonalis artériából, miközben ezzel egyidejűleg artériás vért vesznek, és az oxigénfogyasztást vagy metabolikus kocsival mérik (direkt Fick), vagy nomogrammal becsülik (Fick feltételezése szerint). A perctérfogatot ezután liter/percben fejezzük ki, a normál tartomány 4–8 l/perc nyugalmi felnőtteknél. Mivel a CO a testmérettől függően változik, a szívindexet (CI = CO / BSA) részesítjük előnyben a betegek összehasonlításához, a normál CI 2,5–4,0 l/perc/m². Az alacsony CO-állapotokat – kardiogén sokk, súlyos szívelégtelenség, szívtamponád – akkor ismerjük fel, ha a CI 2,2 l/perc/m² alá esik. A magas kimeneti állapotok, mint például a szepszis, anémia, a thyrotoxicosis és a májelégtelenség, 8 l/perc fölé emelhetik a CO-t. A Fick-elv a veleszületett szívbetegségek pulmonális véráramlásának számításait is alátámasztja, ahol a balról jobbra irányú sönteket Qp/Qs arányban határozzák meg, több kamrából származó oxigéntelítettség alapján.
Calkulon makes complex calculations simple — built for students and everyday problem-solvers.
Képlet
▾
CO (L/perc) = VO2 (mL/perc) / ([CaO2 - CvO2] x 10). Ez a képlet úgy számítja ki a perctérfogat fick-et, hogy a bemeneti változókat a matematikai kapcsolaton keresztül viszonyítja. Mindegyik komponens mérhető mennyiséget képvisel, amely egymástól függetlenül ellenőrizhető.Variable Legend
▾
| Szimbólum | Név | Egység | Leírás |
|---|---|---|---|
| CO | Szívteljesítmény | L/min | A szív által percenként kilökött vér mennyisége; normál 4-8 l/perc nyugalmi állapotban |
| VO2 | Oxigén fogyasztás | mL/min | Teljes test oxigénfogyasztás percenként; normál 200-300 ml/perc nyugalmi állapotban; közvetlenül mérve vagy 125 ml/perc/m2 x BSA-ra becsülték |
| CaO2 | Artériás oxigéntartalom | mL/dL | Az artériás vérben szállított oxigén: (Hb x 1,34 x SaO2) + (0,0031 x PaO2); normál ~20 ml/dl |
| CvO2 | Vegyes vénás oxigéntartalom | mL/dL | A pulmonalis artériás (vegyes vénás) vérben visszamaradt oxigén; normál ~15 ml/dl; PA katéterből vett mintát |
| CI | Szívindex | L/min/m2 | CO a testfelületre normalizálva; normál 2,5–4,0 L/perc/m2; A <2.2 meghatározza a hemodinamikai kompromisszumot |
| BSA | Testfelület | m2 | DuBois vagy Mosteller képlet alapján számítva; a CO betegmérethez való normalizálására szolgál |
How to Cardiac Output (Fick Method)
▾
- 1Mérje meg vagy becsülje meg az oxigénfogyasztást (VO2): a metabolikus kocsin keresztüli közvetlen mérés a legpontosabb; feltételezett, hogy Fick 125 ml/perc/m2 x BSA-t használ becslésként.
- 2A minta artériás oxigéntartalma (CaO2): CaO2 = (Hb x 1,34 x SaO2) + (0,0031 x PaO2), jellemzően 18-20 ml/dL egészséges felnőtteknél.
- 3Vegyes vénás oxigéntartalom (CvO2) a pulmonalis artériából: CvO2 = (Hb x 1,34 x SvO2) + (0,0031 x PvO2), normál esetben 13-15 mL/dL.
- 4Számítsa ki az arteriovénás oxigéntartalom különbségét (CaO2 - CvO2), általában 4-6 mL/dL; a nagyobb különbség alacsony teljesítményt jelez.
- 5Alkalmazza a Fick-egyenletet: CO = VO2 / (CaO2 - CvO2) x 10 — a 10-es tényező dL-t ml-re konvertál (mivel a VO2 ml/perc egységben van, a tartalom pedig ml/dL-ben van).
- 6Számítsa ki a szívindexet: CI = CO / BSA (BSA DuBois szerint: 0,007184 x magasság (cm) ^ 0,725 x súly (kg) ^ 0,425); A CI < 2,2 L/min/m2 alacsony teljesítményű állapotot határoz meg.
- 7Értelmezze a szövegkörnyezetben: a CO önmagában nem elegendő – hasonlítsa össze a töltési nyomásokkal (PCWP), az SVR-rel és a vegyes vénás telítéssel (ScvO2 vagy SvO2) a teljes hemodinamikai profilalkotáshoz.
Worked Examples
▾
Normál CO; CI körülbelül 2,7 l/perc/m2 átlagosan 1,85 m2-es felnőtt BSA esetén
Az 5 ml/dl arteriovénás eltérés a normál tartományba esik. A szív elegendő oxigént szállít a szövetekhez.
Erősen csökkent CO. CI kb. 1,1 l/perc/m2 – sürgős beavatkozást igénylő mély kardiogén sokk.
A széles AV különbség (10 ml/dL) a szövetek maximális oxigénkivonását tükrözi, ami kompenzálja az alacsony szállítást. Klasszikus akut MI-ben, szivattyú meghibásodásával.
Nagy teljesítményű állapot szűk AV-különbséggel – jellemző a disztributív sokkra (szepszis, anafilaxia).
A perifériás értágulat csökkenti az oxigénkivonás hatékonyságát, ami a megnövekedett CO ellenére szűk arteriovenosus különbséget eredményez.
A sönt arány > 1,5 általában indokolja a javítás megfontolását ASD/VSD esetén.
A tüdőben és a szisztémás keringésben egyaránt alkalmazott Fick-elv lehetővé teszi az intrakardiális shuntok számszerűsítését kontraszt nélkül.
Real-World Applications
▾
Hemodinamikai értékelés a jobb szív katéterezése során szívelégtelenség, pulmonális hipertónia és billentyűbetegség esetén. Ezt az alkalmazást gyakran használják olyan szakemberek, akiknek pontos kvantitatív elemzésre van szükségük a döntéshozatal, a költségvetés-tervezés és a stratégiai tervezés támogatásához saját területükön.
Irányadó vazopresszor, inotróp és mechanikus keringéstámogató terápia kardiogén sokkban a szív intenzív osztályán. Az iparági szakemberek erre a számításra támaszkodnak a teljesítmény összehasonlítása, az alternatívák összehasonlítása, valamint a megállapított szabványok és szabályozási követelmények betartása érdekében.
Az intrakardiális shuntok (Qp/Qs) számszerűsítése felnőttkori veleszületett szívbetegségben a beavatkozás előtt. Tudományos kutatók és hallgatók ezt a számítást elméleti modellek validálására, tanfolyami feladatok elvégzésére és a mögöttes matematikai elvek mélyebb megértésére használják.
Preoperatív kockázati rétegződés és posztoperatív monitorozás szívműtét után. A pénzügyi elemzők és tervezők beépítik ezt a számítást a munkafolyamatukba, hogy pontos előrejelzéseket készítsenek, értékeljék a kockázati forgatókönyveket, és adatközpontú ajánlásokat tegyünk az érdekelt felek számára.
A szívtranszplantációra való jelöltség értékelése és a fejlett szívelégtelenség terápiák (LVAD, transzplantáció) időzítése. Ezt az alkalmazást gyakran használják olyan szakemberek, akiknek pontos kvantitatív elemzésre van szükségük a döntéshozatal, a költségvetés-tervezés és a stratégiai tervezés támogatásához saját területükön.
Special Cases
▾
Tricuspidalis regurgitáció
{'title': 'Tricuspidalis regurgitáció', 'test': 'Súlyos TR vérkeringést okoz a jobb szívben, tévesen megemelkedett vegyes vénás szaturációt okozva a pulmonalis artériás mintában. Fick CO túlbecsült lesz. A termodilúciós CO szintén megbízhatatlan súlyos TR esetén. A klinikai kontextus és az echokardiográfiás adatok elengedhetetlenek.'} Amikor ezzel a forgatókönyvvel találkoznak a perctérfogat fick számításai során, a felhasználóknak ellenőrizniük kell, hogy bemeneti értékeik a képlet elvárt tartományába esnek-e ahhoz, hogy értelmes eredményeket adjon. A tartományon kívüli bemenetek matematikailag érvényes, de gyakorlatilag értelmetlen kimenetekhez vezethetnek, amelyek nem tükrözik a valós körülményeket.
Balról jobbra irányú intrakardiális söntök
{'title': 'Left-to-Right Intracardiac Shunts', 'body': "ASD vagy VSD esetén a bal szívből származó oxigéndús vér a jobb szívbe jut, felfújva a vegyes vénás szaturációt. Az SVC és a pulmonalis artéria közötti >7%-os O2-telítettség 'lépése' azt sugallja, hogy ezekben az esetekben a bal oldali fizikális rendszer, a jobb oldali rendszer. külön számítják ki, és a Qp/Qs arány számszerűsíti a sönt nagyságát."}
Anémia
Vérszegénységben (Hb 7 g/dL) az O2-szállító kapacitás felére csökken; ugyanaz a CO sokkal kevesebb oxigént szállít. Az oxigénszállítás (DO2 = CO x CaO2 x 10) és az oxigénfogyasztás együtt jobban jellemzi a szöveti oxigenizációt, mint a CO önmagában.'} A perctérfogat fick összefüggésében ez a speciális eset körültekintő értelmezést igényel, mert előfordulhat, hogy a standard feltevés nem állja meg a helyét. A felhasználóknak össze kell vetniük az eredményeket a tartományi szakértelemmel, és fontolóra kell venniük további referenciák vagy eszközök igénybevételét a kimenet érvényesítéséhez ilyen atipikus körülmények között.
Feltételezett Fick-hiba az elhízásban
{'title': 'Feltételezett Fick-hiba az elhízásban', 'test': 'A standard VO2-becslés (125 ml/perc/m2 x BSA) alulbecsüli az elhízott betegek valódi VO2-értékét, mivel a zsírszövet felületi egységenként metabolikusan kevésbé aktív. A nem korrigált feltételezett VO2 túlbecsüli a CO-t. A 35 feletti BMI-vel rendelkező betegeknél erősen előnyben részesítik a közvetlen metabolikus mérést.'}
Pacemaker-függő betegek
{'title': 'Pacemaker-függő betegek', 'body': 'Azoknál a betegeknél, akiknél teljes szívblokk van kamrai ingerlés hatására, a CO az elért AV-szinkrontól függően változhat. A csak kamrai ingerlés során mért Fick CO-érték alábecsülheti az AV-szinkron helyreállításának hemodinamikai előnyeit. A mérést a célingerlési módban kell elvégezni.'} Ez a szélsőséges eset gyakran előfordul a perctérfogat fick professzionális alkalmazásaiban, ahol peremfeltételek vagy szélsőséges értékek érintettek. A gyakorló szakembereknek dokumentálniuk kell, ha ez a helyzet előfordul, és mérlegelnie kell, hogy az alternatív számítási módszerek vagy korrekciós tényezők megfelelőbbek-e az adott felhasználási esetükhöz.
Hemodinamikai osztályozás szívindex és PCWP (Forrester-Diamond) szerint
▾
| Profil | CI (l/perc/m2) | PCWP (Hgmm) | Klinikai kép | Beavatkozás |
|---|---|---|---|---|
| Normál | >2.2 | <18 | Euvolémiás, kompenzált | A járóbeteg-terápia optimalizálása |
| Nedves és meleg (zsúfolt) | >2.2 | >18 | Folyadék túlterhelés, megőrzött kimenet | Diurézis, értágítók |
| Hideg és száraz (alacsony hangerő) | <2.2 | <18 | Hipovolaemia vagy RV-kudarc | Óvatos folyadékterhelés |
| Hideg és nedves (sokk) | <2.2 | >18 | Kardiogén sokk | Inotrópok, mechanikus támaszték |
| Magas kimenet | >8.0 | változó | Szepszis, tirotoxikózis, vérszegénység | Kezelje a kiváltó okot |
Frequently Asked Questions
▾
Mi a Fick-elv, és miért használják a perctérfogathoz?
A Fick-elv kimondja, hogy egy szerv által felvett vagy kibocsátott anyag mennyisége megegyezik az adott szerven áthaladó véráramlással, megszorozva az anyag artériás és vénás vér koncentrációjának különbségével. Az oxigén az ideális marker, mert előre láthatóan fogyasztja el a szervezet, lehetővé téve a VO2-ból származó perctérfogat és az arteriovénás oxigéntartalom különbségének pontos kiszámítását.
Mi a különbség a közvetlen Fick és a feltételezett Fick között?
A Direct Fick pontosan méri a VO2-t egy metabolikus kocsi segítségével (lejárt gázelemzés), így a legpontosabb CO-t adják meg. Feltételezhető, hogy Fick egy képlet alapján becsüli meg a VO2-t (általában 125 ml/perc/m2 x BSA vagy 3 ml/kg/perc), ami akár 25%-os hibát is bevezethet. Az Assumed Fick akkor használatos, ha az anyagcsere-kocsi nem áll rendelkezésre, de az eredményeket ennek a korlátozásnak a figyelembevételével kell értelmezni.
Mi a normál szívindex, és miért részesítik előnyben a perctérfogattal szemben?
A normál szívindex (CI) 2,5-4,0 l/perc/m2. A CI-t részesítik előnyben, mert normalizálja a CO-t a testmérethez képest, és értelmessé teszi a különböző testalkatú betegek összehasonlítását. A 4 l/perc CO normális lehet egy kis nőnél, de nem megfelelő egy nagy férfinál. A CI < 2,2 l/perc/m2 a testmérettől függetlenül meghatározza a hemodinamikai kompromisszumot.
Miért szoroz a képlet 10-zel?
A VO2-t ml/perc-ben, míg a CaO2-t és a CvO2-t ml/dL-ben fejezzük ki (ml/100 ml vér). A ml/perc elosztása ml/dl-lel dL/perc értéket kap. 10-zel szorozva a dL/perc értéket mL/percsé alakítja… várj – a CO-t dL/percről L/percre konvertálja, mert 10 dL = 1 L. Ez a mértékegység-egyeztetés elengedhetetlen a helyes számításhoz.
Mit jelez a széles arteriovenosus oxigénkülönbség?
A széles AV O2 különbség (>6 ml/dL) azt jelzi, hogy a szövetek a szállított oxigén szokatlanul nagy részét vonják ki, ami kompenzáló válasz a csökkent perctérfogatra. Ez a kardiogén sokk vagy alacsony teljesítményű szívelégtelenség hemodinamikai ujjlenyomata. Ezzel szemben a szűk AV-különbség magas CO-ra (szepszisre) vagy sejtszintű oxigénfelhasználásra utal.
Alkalmazható-e a Fick-elv jelentős billentyűregurgitációban szenvedő betegeknél?
A Fick CO a nettó előremenő szívteljesítményt jelenti (a szisztémás szövetekbe ténylegesen eljuttatott vér). Súlyos aorta vagy mitralis regurgitáció esetén a teljes lökettérfogat nagyobb, mint a nettó előreáramlás, így az echokardiográfiás volumetriás módszerek magasabb számot adhatnak. A hemodinamikai kezelés szempontjából a Fick-eredetű előrehaladott CO a klinikailag leginkább releváns adat.
Mi a vegyes vénás oxigéntelítettség (SvO2), és mit mond nekünk?
Az SvO2 a vér oxigéntelítettsége a pulmonalis artériában, amely az összes testszövetből a vénás visszatérés átlagát jelenti. A normál SvO2 65-75%. Az SvO2 < 60% vagy megnövekedett oxigénigényt, vagy csökkent szállítást jelez (alacsony CO, vérszegénység vagy alacsony SaO2). Az SvO2 > 80% sokkban az oxigénfelhasználás károsodására (késői szepszisre) vagy a pulmonalis artériás mintát szennyező balról jobbra haladó söntre utal.
Hogyan mérik a perctérfogatot nem invazív módon Fick alternatívájaként?
A nem invazív alternatívák közé tartozik a pulmonalis artériás katéteren keresztül történő termodilúció (csak bolus injekciót igényel, vérmintavételt nem), a mellkason keresztüli echokardiográfia (LVOT VTI x terület), a bioreaktancia, a pulzuskontúr elemzés (PiCCO, LiDCO) és a becsült Fick pulzoximetriás SpO2 segítségével. Mindegyiknek sajátos hibajellemzői vannak; a közvetlen Fick továbbra is az arany standard az összes többi módszer validálásában.
Common Mistakes to Avoid
▾
- !Perifériás vénás vér használata valódi kevert vénás (tüdőartériás) vér helyett – a perifériás vénák nem tükrözik a teljes test oxigénkivonását, és téves eredményeket adnak.
- !Elfelejti a 10-szeres konverziós tényezőt, amely a CO-t dL/perc-ben adja, nem pedig L/percben – ez tízszeres hiba a végső válaszban.
- !A feltételezett VO2 használata a bizonytalanság megjelölése nélkül – a feltételezett Fick 20–30%-kal is kieshet, különösen lélegeztetett, szedált vagy lázas betegeknél.
- !A plazmában oldott oxigén figyelmen kívül hagyása (0,0031 x PO2 kifejezés az O2-tartalomban) – akkor releváns, ha a FiO2 magas, és a PaO2 meghaladja a 300 Hgmm-t, ahol az oldott O2 1-2 ml/dL-rel járulhat hozzá.
- !A képlet alkalmazása jelentős intrapulmonalis arteriovenosus shuntokban (pl. hepatopulmonalis szindrómában) szenvedő betegeknél, ahol a SaO2 a megfelelő szívműködés ellenére megtévesztően alacsony.
- !A perctérfogat és a szívindex összekeverése – mindig jelentse mindkettőt, és használja a CI-t a klinikai döntési küszöbértékekhez.
Pro Tip
A katéterező laborban mindig ellenőrizze a Fick CO-t a termodilúcióval szemben, ha mindkettőt mérik. A 15%-nál nagyobb eltérés esetén a mintavételi technika, az időzítés (az egyensúlyi állapot biztosítása) vagy a sönt kizárása szükséges. Stabil járóbetegeknél a normál tartományon belüli nyugalmi Fick CO nem zárja ki a terhelés okozta hemodinamikai kompromisszumot – szükség lehet a jobb szív katéterezésére.
Did you know?
Adolph Fick 1870-ben tette közzé elvét egyetlen 29 soros levélben – nem betegadatok, csak egy gondolatkísérlet. Újabb 20 évbe telt, mire Grehant és Quinquaud állatokon kísérletileg megerősítette, és közel 50 évbe telt, mire Krogh és Lindhard 1912-ben in vivo alkalmazta az emberre.
Regional Guides
▾
🇺🇸 US▾
🇬🇧 UK▾
🇪🇺 EU▾
References
- ›Fick A. Uber die Messung des Blutquantums in den Herzventrikeln (1870)
- ›Nishimura RA et al. 2012. évi ACC/AHA irányelvek szívbillentyű-betegségben szenvedő betegek kezelésére (katéterezési szakasz)
- ›Ragosta M. A klinikai hemodinamika tankönyve, 2. kiadás. Elsevier 2017
- ›Hoeper MM et al. A pulmonalis hipertónia definíciói és diagnózisa. JACC 2013
- ›Magder S. A szívteljesítmény jelentése. Crit Care 2020
Read the full guide on how to use this calculator effectively
Tovább →Szerezzen heti matematikai tippeket
Csatlakozzon 12 000+ feliratkozóhoz, akik minden héten kapnak tippeket a számológéphez.