Принцип Фика - Fick principle

По поводу закона диффузии см. Закон диффузии Фика.

В Принцип Фика утверждает, что кровоток к органу можно рассчитать с использованием вещества-маркера, если известна следующая информация:

  • Количество вещества-маркера, поглощаемое органом в единицу времени
  • Концентрация маркерного вещества в артериальной крови, кровоснабжающей орган
  • Концентрация маркерного вещества в венозной крови, покидающей орган

Разработан Адольф Евгений Фик (1829–1901) принцип Фика применялся для измерения сердечный выброс. Его основные принципы также могут применяться в различных клинических ситуациях.

В оригинальном методе Фика «органом» было все человеческое тело, а маркерным веществом был кислород. Первое опубликованное упоминание было в трудах конференции от 9 июля 1870 года из лекции, которую он прочитал на этой конференции;[1] именно эта публикация чаще всего используется в статьях для цитирования вклада Фика.

Принцип может применяться по-разному. Например, если известен кровоток к органу, вместе с артериальной и венозной концентрациями вещества-маркера, можно затем рассчитать поглощение вещества-маркера органом.

Переменные

В оригинальном методе Фика измеряются следующие переменные:[2]

  • VO2, расход кислорода в мл чистого газообразного кислорода в минуту. Это можно измерить с помощью спирометр в замкнутом контуре обратного дыхания, включающем CO2 поглотитель
  • Cа, содержание кислорода в крови, взятой из легочная артерия (представляет насыщенную кислородом кровь)[3]
  • Cv, содержание кислорода в крови из внутривенной канюли (представляющей дезоксигенированную кровь)

Уравнение

Из этих значений мы знаем, что:

куда

  • CO = сердечный выброс
  • Cа = Содержание кислорода в артериальной крови
  • Cv = Содержание кислорода в смешанной венозной крови

Это позволяет нам сказать

и, следовательно, вычислить сердечный выброс.

Обратите внимание, что (Cа - Сv) также известен как артериовенозная разница в кислороде.[4]

Предполагаемое определение Фика

На самом деле этот метод используется редко из-за сложности сбора и анализа концентраций газов. Однако, используя предполагаемое значение потребления кислорода, сердечный выброс можно точно приблизительно оценить без обременительного и трудоемкого измерения потребления кислорода. Иногда это называют предполагаемым определением Фика.

Обычно используемое значение O2 расход в покое 125 мл О2 в минуту на квадратный метр площадь поверхности тела.

Основные принципы

Принцип Фика основан на наблюдении, что общее поглощение (или высвобождение) вещества периферическими тканями равно произведению кровотока к периферическим тканям и разности артериально-венозной концентрации (градиенту) вещества. При определении сердечного выброса наиболее часто измеряемым веществом является кислород содержание кровь Таким образом, получается артериовенозная разница по кислороду, а рассчитанный поток - это поток через легочную систему. Это дает простой способ рассчитать сердечный выброс:

Предполагая, что внутрисердечный шунт отсутствует, легочный кровоток равен системному кровотоку. Измерение содержания кислорода в артериальной и венозной крови включает забор крови из легочной артерии (низкое содержание кислорода) и из легочной вены (высокое содержание кислорода). На практике забор периферической артериальной крови является заменой легочной венозной крови. Определение потребления кислорода периферическими тканями более сложное.

Расчет концентрации кислорода в крови в артериальной и венозной крови - простой процесс. Почти весь кислород в крови связан с гемоглобин молекулы в красные кровяные тельца. Измерение содержания гемоглобина в крови и процента насыщения гемоглобином (насыщения крови кислородом) - простой процесс, доступный врачам. Используя тот факт, что каждый грамм гемоглобина может нести 1,34 мл О2, содержание кислорода в крови (артериальной или венозной) можно оценить по следующей формуле:

При концентрации гемоглобина 15 г / дл и насыщении кислородом 99% концентрация кислорода в артериальной крови составляет примерно 200 мл O2 за Л.

Насыщение смешанной венозной кровью в норме составляет примерно 75%. Используя это значение в приведенном выше уравнении, концентрация кислорода в смешанной венозной крови составляет примерно 150 мл O2 за Л.

Следовательно, используя предполагаемое определение Фика, приблизительный сердечный выброс для среднего человека (1,9 м²) составляет:

Сердечный выброс = (125 мл O2в минуту x 1,9) / (200 мл O2/ Л - 150 мл O2/ Л) = 4,75 л / мин

Сердечный выброс также можно оценить с помощью принципа Фика, используя производство углекислый газ как маркерное вещество.[5]

Использование в физиологии почек

Этот принцип также можно использовать в почечная физиология вычислять почечный кровоток.[6]

В этом контексте измеряется не кислород, а такой маркер, как пара-аминогиппурат. Однако принципы по сути те же.

Рекомендации

  1. ^ Фик, Адольф (9 июля 1870 г.). "Ueber die Messung dea Blutquantums in den Herzventrikela". Verhandlungen der Physikalisch-medizinische Gesellschaft zu Würzburg (на немецком). 2: XVI – XVII. Получено 24 октября 2017. NB: краткое изложение его принципа содержится в пункте (4) судебного разбирательства.
  2. ^ Носек, Томас М. "Раздел 3 / 3ч5 / с3ч5_3". Основы физиологии человека. Архивировано из оригинал на 24.03.2016. - «Косвенное измерение сердечного выброса»
  3. ^ Артериальная кровь
  4. ^ «Артериовенозная кислородная разница». Спортивная медицина, спортивная наука и кинезиология. Net Industries и ее лицензиары. 2011. Архивировано с оригинал 12 июня 2011 г.. Получено 30 апреля 2011.
  5. ^ Cuschieri, J; Реки, EP; Доннино, МВт; Катилиус, М; Якобсен, G; Нгуен, HB; Памуков, Н; Хорст, HM (июнь 2005 г.). «Центральная венозно-артериальная разница углекислого газа как показатель сердечного индекса». Интенсивная терапия. 31 (6): 818–22. Дои:10.1007 / s00134-005-2602-8. PMID  15803301.
  6. ^ Носек, Томас М. «Раздел 7 / 7ч04 / 7ч04п27». Основы физиологии человека. Архивировано из оригинал на 24.03.2016. - «Измерение почечного кровотока: принцип Фика»

внешняя ссылка