Измерение скорости системного потока

Оценка скорости системного потока крови у новорожденных в критическом состоянии является одним из основополагающих факторов, определяющих стратегию и тактику дальнейших терапевтических мероприятий [2, 5]. Скорость системного потока крови у новорожденных определяется с помощью ультразвука путем определения ударного объема крови импульсным допплером.

Сущность метода заключается в определении интегральной скорости потока в каком-либо анатомическом образовании сердечно-сосудистой системы (выносящий тракт левого желудочка, аортальный клапан, восходящая аорта, митральный клапан, трикуспидальный клапан, клапан легочной артерии, ствол легочной артерии) и площади сечения данного анатомического образования. Произведение этих значений является объемом крови, протекающим в данном анатомическом образовании за одну систолу, и соответствует ударному объему [6].

Теоретически значения ударного объема при симультанном измерении на легочной артерии, в выносящем тракте левого желудочка, в аорте, на трикуспидальном клапане, на митральном клапане должны быть одинаковыми при условии точности измерения (анатомических размеров исследуемых объектов, скорости потока) и отсутствии внутрисердечного шунтирования.

Оценка центральной гемодинамики не ограничивается показателями, характеризующими скорость системного кровотока. Определение значений периферического сосудистого сопротивления и доставки кислорода дает дополнительное представление об имеющихся гемодинамических нарушениях. На основании совокупности данных о центральной гемодинамике, представленных в виде сердечного индекса, периферического сосудистого сопротивления, доставки кислорода возможно принять грамотное и аргументированное решение о выполнении коррекции гемодинамического статуса [6,7].

После выполнения УЗИ сердца по формулам рассчитывается индекс ударного объема, сердечный индекс, общее периферическое сосудистое сопротивление и индекс доставки кислорода.

Формулы для расчета:

; где

VTI (см) – интегральная скорость потока; D (см) – диаметр анатомической структуры; коэффициент 0,785 = π/4.

 

где ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление, АД – артериальное давление.

Данные исследования интегральной скорости потока на уровне различных анатомических структур, представлены в табл. 4.

 

Таблица4. Интеграл времени и скорости потока.

Показатель	Me	Q1	Q3	Мин	Макс
Выносящий тракт легочной артерии, см	14,75	13	16,1	10,7	21
Выносящий тракт левого желудочка, см	12	10,4	14	6,8	19
Митральный клапан, см	10	8,1	11,7	6,3	17
Трикуспидальный клапан, см	11	8,9	12,1	6	17,2

 

Индексы ударного объема представлены в табл. 5. Из-за функционирования фетальных коммуникаций индекс ударного объема отличается во всех точках измерения.

 

Таблица 5. Индекс ударного объема.

Показатель	Me	Q1	Q3	Мин	Макс
Индекс ударного объема легочной артерии, мл/м^2	27,5	25,25	30,9	18,3	43,6
Индекс ударного объема выносящего тракта левого желудочка, мл/м^2	25,3	22,4	29,1	15,7	37,8
Индекс ударного объема на уровне митрального клапана, мл/м^2	30,3	26,1	34,3	17,6	49,9
Индекс ударного объема на уровне трикуспидального клапана, мл/м^2	29,9	26,5	33,6	10,1	43,5

 

С позиций клинической практики необходимо помнить, что различия в индексе ударного объема, измеренные на уровне выносящего тракта левого желудочка, не имеют статистических различий между группами пациентов с функционирующими и отсутствующими фетальными коммуникациями.

 

Таблица 6. Cердечный индекс.

Показатель	Me	Q1	Q3	Мин	Макс
Легочная артерия, л/мин/м^2	3,9	3,6	4,3	2,7	5,5
Выносящий тракт левого желудочка, л/мин/м^2	3,6	2,9	4,0	2,1	5,4
Митральный клапан, л/мин/м^2	4,2	3,5	4,7	2,3	7,0
Трикуспидальный клапан, л/мин/м^2	4,1	3,7	4,7	1,5	6,5

 

Средние значения сердечного индекса у всех здоровых новорожденных находятся в диапазоне 3,5-4,5 л/мин/м² (рис. 1). Статистически значимых различий в показателях сердечного индекса в зависимости от массы тела также не выявлено (рис. 2).

 

Рис. 1. Показатели сердечного индекса в зависимости от наличия функционирующих фетальных коммуникаций.	Рис. 2. Показатели сердечного индекса в зависимости от массы тела (менее 2500 г и более 2500 г).

 

 

Сердечный индекс как интегральная оценка скорости системного потока в клинической практике является ключевым показателем центральной гемодинамики и напрямую зависит от ударного объема и частоты сердечных сокращений. Полученные в исследовании величины сердечного индекса в целом соответствуют общепринятым показателям, однако нами были зафиксированы максимальные значениями до 7 л/мин/м², в частности при определении потока на митральном клапане и 6,5 л/мин/м² на трикуспидальном, что не соответствует общепринятым представлениям.

В практической реаниматологии основной клинической проблемой в оценке гемодинамического статуса у новорожденных, находящихся в критическом состоянии, является выявление нарушений системного кровотока, приводящих к расстройствам гемодинамики. Минимальное значение сердечного индекса на уровне выносящего тракта левого желудочка составляет 2,1 л/мин/м². В литературе имеются сведения, что новорожденные в переходном периоде кровообращения могут нормально переносить снижения сердечного индекса до 1,7 л/мин/м² [6].

Для оценки гемодинамики необходимо представлять взаимосвязь между интегральной скоростью потока в выносящем тракте левого желудочка, сердечным индексом и ЧСС (рис. 6).

 

Рис. 6. Определение сердечного индекса в выносящем тракте левого желудочка в зависимости от интегральной скорости кровотока и частот сердечных сокращений.

Индекс доставки кислорода.

Доставка кислорода считается ключевым показателем, отражающим гемодинамический и кислородный статус человека. Минимальное значение индекса доставки кислорода нами было определено как 310 мл/мин/м² при регистрации ударного объема на трикуспидальном клапане и 383 мл/мин/м² - в выносящем тракте левого желудочка. Учитывая особенности регистрации ударного объема на трикуспидальном клапане, полученный показатель может казаться несколько заниженным, поэтому более объективным минимальное значение может быть получено при измерениях с выносящего тракта левого желудочка.

При расчете индекса доставки кислорода (табл. 7) установлено, что средние его значения находятся в диапазоне 665-787 мл/мин/м². Минимальные значения определяются по скорости потока на уровне выносящего тракта левого желудочка (383 мл/мин/м²) и на трикуспидальном клапане (310 мл/мин/м²). Максимальное значение на уровне митрального клапана - 1405 мл/мин/м². 

Таблица 7. Индекс доставки кислорода.

Показатель	Me	Q1	Q3	Мин	Макс
Легочная артерия, мл/мин/м^2	715,8	638,9	824,4	445,7	1131,5
Выносящий тракт левого желудочка, мл/мин/м^2	653,4	536,4	777,6	383,9	1089,5
Митральный клапан, мл/мин/м^2	787,0	636,6	901,4	425,4	1405,8
Трикуспидальный клапан, мл/мин/м^2	790,7	667,0	885,0	310,0	1218,8

 

Минимальное значение общего периферического сосудистого сопротивления составляет 6 мм рт. ст./мин/м², а максимальное - 28,4 мм рт. ст./м², (480 дин/с/см^-5 и 2240 дин/с/см^-5), среднее значение находится в пределах 12,6 – 14,6 мм рт. ст./м² (табл. 8).

Таблица 8. Общее периферическое сосудистое сопротивление, Ед. Вуда (мм рт.ст./мин/м²)

Показатель	Me	Q1	Q3	Мин	Макс
Митральный клапан	12,6	11,0	14,0	6,0	22,1
Легочная артерия	13,1	11,6	14,9	9,0	21,2
Трикуспидальный клапан	12,7	11,0	14,0	7,8	28,4
ВТЛЖ	14,6	12,3	17,4	9,2	27,8

 

ВТЛЖ - выносящий тракт левого желудочка

 

Установлено, что среднее значение индекса конечно-диастолического объема составляет 40,2 мл/м², а медиана 38,2 мл/м², минимальная величина 29,0 мл/м². Статистически значимых различий между группами в зависимости от массы тела и наличия/отсутствия функционирующих фетальных коммуникаций не выявлено (рис. 3).

 

Рис. 3. Индекс конечно-диастолического объема левого желудочка у новорожденных с функционирующими фетальными коммуникациями и без таковых.

 

На основании корреляционно-регрессионного анализа значений интегральной скорости потока и индекса ударного объема для выносящего тракта левого желудочка выявлена сильная прямая корреляционная зависимость между указанными показателями (R=0,78; p=0,001). На графике полученные данные представлены линиями регрессии и 95% доверительного интервала (рис. 4).

 

Рис. 4. Регреcсионная модель зависимости индекса ударного объема выносящего тракта левого желудочка от интегральной скорости кровотока.

 

Регрессионная модель имеет вид:

ИУО ВТЛЖ = 4,69+1,74×VTI ВТЛЖ.

Анатомические структуры

Величина ударного объема крови, проходящего через определенную анатомическую структуру, напрямую зависит от ее площади поперечного сечения. В стандартном варианте определения площади сечения отверстия в клинической практике применяется ее расчет, исходя из анатомического диаметра структуры. Однако этот метод может иметь значимые погрешности. Средние нормативные размеры анатомических структур у недоношенных и доношенных новорожденных определяются по критерию Z. Средний диаметр аорты составляет 6,2 (6,0-6,7) мм, легочной артерии – 7,5 (7,0-8,0) мм, а выносящего тракта левого желудочка 7,6 (7,5-8,0) мм. Средний диаметр колец митрального и трикуспидального клапанов равен 9 мм.

Неточность измерения поперечного сечения анатомической структуры связана с реальным несоответствием биологической формы сечения геометрической фигуре идеального круга. Выносящий тракт левого желудочка может представлять собой неправильную форму (рис. 5.), поэтому измерение ее размеров может быть выполнено как по короткой, так и по длинной оси. В этой ситуации реальный расчет площади сечения имеет существенные погрешности [1].

 

 

Рис. 5. Анатомия выносящего тракта левого желудочка

 

 

Такие же погрешности в оценке площади сечения существуют при ее расчете на атриовентрикулярных клапанах, когда реальная форма эффективного отверстия существенно отличается от формы идеального круга. Таким образом, измерение площади сечения посредством расчета диаметра анатомического отверстия может иметь погрешности в сторону завышения реальных значений.

Ориентировочные значения индекса ударного объема в зависимости от скорости интегрального потока для приблизительного расчета этого показателя в клинической практике (табл. 9).

Таблица 9. Значения индекса ударного объема на клапанах сердца в зависимости от интегральной скорости потока.