Cardiac Output

Das Herzminutenvolumen (HMV) oder Herzzeitvolumen (HZV) ist das Volumen des Blutes, welches in einer Minute vom Herz durch den Blutkreislauf gepumpt wird. Das Herzminutenvolumen ist also ein Maß für die Pumpfunktion des Herzens. Das Herzminutenvolumen lässt sich durch Multiplikation des Herzschlagvolumens mit der Herzfrequenz berechnen. Normalerweise ist das Herzminutenvolumen des rechten Ventrikels genauso groß wie das Herzminutenvolumen des linken Ventrikels, da ja das gesamte Volumen in einem geschlossenen Kreislauf durch beide Herzseiten fließen muss, allerdings kann es über kurze Zeiträume zu Differenzen kommen, wenn z. B. das gesamte Volumen nicht sofort über die Venen wieder zum Herzen zurückfließt.

Etwas allgemeiner ist der Begriff Herzzeitvolumen. Er bedeutet aber im Prinzip dasselbe, nur dass die Zeiteinheit hier nicht festgelegt ist. Abgekürzt wird es als HZV. Im Englischen und als Fachausdruck auch im Deutschen wird dafür auch der Begriff Cardiac Output (abgekürzt CO) benutzt.

Aus praktischen Erwägungen hat sich zur Beurteilung der Pumpfunktion eher der Wert der Auswurffraktion oder Ejektionsfraktion (EF) eingebürgert, da er direkt aus der Echokardiografie ablesbar ist. Das Herzminutenvolumen wird dagegen bei aufwändigeren Herzkatheteruntersuchungen bestimmt. Wird das Herzminutenvolumen noch auf die Körperoberfläche bezogen, so bezeichnet man das Resultat als Cardiac Index bzw. Herzindex:

CI = HMV/Körperoberfläche

Inhaltsverzeichnis

Normalwerte

  • In Ruhe beträgt das Herzminutenvolumen beim gesunden erwachsenen Menschen etwa 4,5 - 5 Liter/Minute. Der untere Normwert für den Herzindex liegt bei 2,5 l/min/m².
  • Unter Belastung kann das HMV bis auf das Sechsfache gesteigert werden und dann bis zu 30 Liter/Minute betragen.

Messung

Umfahrung des PW-Doppler-Signals im LVOT: Velocity Time Integral (VTI)

Das HMV kann in der klinischen Praxis nur indirekt gemessen werden. Dazu gibt es verschiedene Methoden:

  • In der Echokardiografie:
    1) Einfach ist es aus dem Schlagvolumen und der Herzfrequenz berechenbar. HMV = Herzfrequenz × Schlagvolumen. Das Schlagvolumen und die Herzfrequenz können aus der Echokardiografie abgeschätzt werden.
    2) Der Durchmesser des Linksventrikulären Ausflusstraktes (LVOT) wird im 2D-Bild gemessen und daraus eine Fläche mit Hilfe der Kreisfläche berechnet; das ganze mit der Umfahrung der PW-Doppler-Kurve im LVOT, dem Velocity Time Integral (VTI), multipliziert. HMV = π*LVOT²/4 * VTI
  • Etwas aufwändiger ist die Thermodilution. Dabei wird eine definierte Menge an kalter Flüssigkeit injiziert und der Temperaturverlauf des Blutes in der Folge über eine Thermosonde aufgezeichnet. Über die Schnelligkeit der Temperaturnormalisierung kann das HMV berechnet werden. Eine Möglichkeit, dieses in der Praxis umzusetzen ist der Swan-Ganz-Katheter. Hierbei handelt es sich um einen Katheter, der durch eine große Vene am Hals (in der Regel Vena jugularis interna oder Vena subclavia) bis in die Lungenarterie vorgeschoben wird. Z.B. mit Hilfe einer integrierten Heizspirale kann hiermit auch kontinuierlich (also ohne dass zwischenzeitlich Flüssigkeit injiziert wird) das HZV bestimmt werden.
  • Ähnlich funktionieren Farbstoffverdünnungsverfahren.
  • Modellbasierte Verfahren berechnen nach Kalibrierung durch ein anderes Verfahren (z.B. Thermodilution) das HMV kontinuierlich aus der durch einen arteriellen Katheter gemessenen arteriellen Blutdruckkurve. Beispiel hierfür ist das PiCCO (Pulscontour Continuous Cardiac Output) System der Firma Pulsion(R), das insbesondere im Vergleich zum Swan-Ganz-Katheter den Vorteil bietet, ein deutlich weniger invasives Verfahren zu sein, da hierzu kein Katheter durch das Herz bis in die Lungenarterie vorgeschoben werden muss.
  • Das HMV ist auch über die zentralvenöse Sauerstoffsättigung und die arterielle Sauerstoffsättigung berechenbar, wenn gleichzeitig der Sauerstoffverbrauch bekannt ist (z. B. aus Partialdruckmessung in Ein- und Ausatemluft).
  • Auch mit Hilfe der Nuklearkardiologie und der Kernspinuntersuchung kann das HMV bestimmt werden.

Erniedrigtes HMV

Ein erniedrigtes Herzminutenvolumen findet sich bei verminderter Pumpleistung der linken oder rechten Herzkammer. Auch Herzklappenerkrankungen können das Herzminutenvolumen reduzieren, ebenso eine Schilddrüsenunterfunktion.

Erhöhtes HMV

Ein erhöhtes Herzminutenvolumen findet sich bei Fieber, Hyperthyreose und Blutarmut. Auch in hyperdynamen Schockzuständen, wie z. B. dem septischen Schock kann das HMV erhöht sein, obwohl eine Minderperfusion von Organen vorliegen kann, was auf eine Erniedrigung des peripheren Widerstands zurückzuführen ist.

Siehe auch

Weblinks


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