Кіріспе
Органдағы қан ағынын өлшеуге қолданылатын принцип – диффузия заңы. Фик принципі бойынша, егер келесі мәліметтер белгілі болса, органға қан ағынын маркерлік зат арқылы есептеуге болады:
the diffusion law
The Fick principle states that blood flow to an organ can be calculated using a marker substance if the following information is known:
Amount of marker substance taken up by the organ per unit time
Concentration of marker substance in arterial blood supplying the organ
Concentration of marker substance in venous blood leaving the organ
Developed by Adolf Eugen Fick (1829–1901), the Fick principle has been applied to the measurement of cardiac output. Its underlying principles may also be applied in a variety of clinical situations. In Fick's original method, the "organ" was the entire human body and the marker substance was oxygen. The first published mention was in conference proceedings from July 9, 1870 from a lecture he gave at that conference; it is this publishing that is most often used by articles to cite Fick's contribution. The principle may be applied in different ways. For example, if the blood flow to an organ is known, together with the arterial and venous concentrations of the marker substance, the uptake of marker substance by the organ may then be calculated.
Органның бірлік уақытта қабылдаған маркерлік затының мөлшері
Органды қамтамасыз ететін артериялық қандағы маркерлік заттың концентрациясы
Органнан шығатын веналық қандағы маркерлік заттың концентрациясы
the diffusion law
The Fick principle states that blood flow to an organ can be calculated using a marker substance if the following information is known:
Amount of marker substance taken up by the organ per unit time
Concentration of marker substance in arterial blood supplying the organ
Concentration of marker substance in venous blood leaving the organ
Developed by Adolf Eugen Fick (1829–1901), the Fick principle has been applied to the measurement of cardiac output. Its underlying principles may also be applied in a variety of clinical situations. In Fick's original method, the "organ" was the entire human body and the marker substance was oxygen. The first published mention was in conference proceedings from July 9, 1870 from a lecture he gave at that conference; it is this publishing that is most often used by articles to cite Fick's contribution. The principle may be applied in different ways. For example, if the blood flow to an organ is known, together with the arterial and venous concentrations of the marker substance, the uptake of marker substance by the organ may then be calculated.
Адольф Эйген Фик (1829–1901) әзірлеген Фик принципі жүрек шығысын өлшеу үшін қолданылған. Оның негізгі принциптері түрлі клиникалық жағдайларда да қолданылуы мүмкін. Фиктің бастапқы әдісінде "орган" – бүкіл адам денесі, ал маркерлік зат – оттегі болды. Алғаш рет бұл принцип 1870 жылғы 9 шілдеде өткен конференция баяндамаларында жарияланды және Фиктің еңбегіне сілтеме жасау үшін көбінесе осы жарияланым қолданылады. Принципті әртүрлі тәсілдермен қолдануға болады. Мысалы, егер органға қан ағысы белгілі болса, сонымен қатар маркерлік заттың артериялық және веноздық концентрациясы белгілі болса, онда органның маркерлік затты сіңіру деңгейін есептеуге болады.
the diffusion law
The Fick principle states that blood flow to an organ can be calculated using a marker substance if the following information is known:
Amount of marker substance taken up by the organ per unit time
Concentration of marker substance in arterial blood supplying the organ
Concentration of marker substance in venous blood leaving the organ
Developed by Adolf Eugen Fick (1829–1901), the Fick principle has been applied to the measurement of cardiac output. Its underlying principles may also be applied in a variety of clinical situations. In Fick's original method, the "organ" was the entire human body and the marker substance was oxygen. The first published mention was in conference proceedings from July 9, 1870 from a lecture he gave at that conference; it is this publishing that is most often used by articles to cite Fick's contribution. The principle may be applied in different ways. For example, if the blood flow to an organ is known, together with the arterial and venous concentrations of the marker substance, the uptake of marker substance by the organ may then be calculated.
Fick-тің болжамды анықтауы
Шындығында, газ концентрацияларын жинау және талдау қиын болғандықтан, бұл әдіс көбінесе қолданылмайды. Дегенмен, оттегінің тұтынылуына шамамен мән беріп, жүрек шығынын оттегі тұтынылуын өлшеудің қиын және уақытты көп алатын процесінсіз жақын шамамен анықтауға болады. Мұндай жағдайда бұл шамамен Фикк әдісі деп аталады. Көбінесе демалыс кезіндегі О2 тұтынылуының қабылданған мәні – дене бетінің әр шаршы метріне минутына 125 О2 құрайды.
Негізгі принциптер
Фик принципі перифериялық тіндердің затты толық сіңіруіне (немесе бөліп шығаруына) тең болатын, перифериялық тіндерге қан ағынының және заттың артериялық-веноздық концентрация айырмашылығының (градиентінің) көбейтіндісіне негізделген. Жүрек шығымын анықтауда ең көп өлшенетін зат – қанның оттегі мөлшері, бұл артериовеноздық оттегі айырмасын береді, ал есептелген ағын – өкпе жүйесі арқылы ағын. Бұл жүрек шығынын есептеудің оңай жолын ұсынады: егер жүректе ішкі шунт болмаса, өкпе қан ағыны жүйелік қан ағынына тең болады. Қанның артериялық және веноздық оттегі мөлшерін өлшеу үшін өкпе артериясынан (төмен оттегі мөлшерімен) және өкпе тамырынан (жоғары оттегі мөлшерімен) қан үлгісі алынады. Іс жүзінде, перифериялық артериялық қаннан алынған үлгі өкпе тамыры қанның орнына қолданылады. Перифериялық тіндердің оттегі тұтынуын анықтау күрделірек. Қанның артериялық және веноздық оттегі концентрациясын есептеу – қарапайым процесс. Қандағы оттегінің көбісі қызыл қан жасушаларындағы гемоглобин молекулаларымен байланысқан. Қандағы гемоглобин мөлшерін және гемоглобиннің қанығу пайызын (қанның оттегімен қанығу деңгейін) өлшеу оңай және дәрігерлерге қолжетімді. Гемоглобиннің әр граммы 1,34 О2 көтере алатындықтан, қанның (артериялық немесе веноздық) оттегі құрамын келесі формуламен бағалауға болады: Гемоглобин концентрациясы 15 және оттегі қанығуы 99% болғанда, артериялық қанның оттегі концентрациясы шамамен 200 О2/л құрайды. Аталған теңдеуде осы мәнді пайдаланғанда, аралас веноздық қанның оттегі концентрациясы шамамен 150 О2/л құрайды. Сондықтан, Фик әдісімен есептегенде, орташа ересек адамның (1,9 м3) шамамен жүрек шығыны: Жүрек шығыны = (125 О2/мин × 1,9) / (200 О2/л – 150 О2/л) = 4,75. Жүрек шығынын Фик принципін қолдана отырып, маркерлік зат ретінде көмірқышқыл газының өндірісі арқылы да бағалауға болады.
Assuming there is no intracardiac shunt, the pulmonary blood flow equals the systemic blood flow. Measurement of the arterial and venous oxygen content of blood involves the sampling of blood from the pulmonary artery (low oxygen content) and from the pulmonary vein (high oxygen content). In practice, sampling of peripheral arterial blood is a surrogate for pulmonary venous blood. Determination of the oxygen consumption of the peripheral tissues is more complex. The calculation of the arterial and venous oxygen concentration of the blood is a straightforward process. Almost all oxygen in the blood is bound to hemoglobin molecules in the red blood cells. Measuring the content of hemoglobin in the blood and the percentage of saturation of hemoglobin (the oxygen saturation of the blood) is a simple process and is readily available to physicians. Using the fact that each gram of hemoglobin can carry 1.34 of O2, the oxygen content of the blood (either arterial or venous) can be estimated by the following formula:
Assuming a hemoglobin concentration of 15 and an oxygen saturation of 99%, the oxygen concentration of arterial blood is approximately 200 of O2 per L.
The saturation of mixed venous blood is approximately 75% in health. Using this value in the above equation, the oxygen concentration of mixed venous blood is approximately 150 of O2 per L.
Therefore, using the assumed Fick determination, the approximated cardiac output for an average man (1.9 m3) is:
Cardiac Output = (125 O2/minute × 1.9) / (200 O2/L − 150 O2/L) = 4.75
Cardiac output may also be estimated with the Fick principle using production of carbon dioxide as a marker substance.
Бүйрек физиологиясында қолдану
Бұл принципті бүйрек физиологиясында бүйрек қан ағынын есептеу үшін де қолдануға болады. Бұл жағдайда оттегі емес, пара-аминогиппурат сияқты белгіше өлшендіріледі. Дегенмен, принциптер негізінен бірдей.