Методы, основанные на принципе Стюарта - Гамильтона

Для измерения объемной скорости кровотока с помощью методов, основанных на принципе Стюарта - Гамильтона, в кровь быстро вводится известное количество какого-либо вещества, условно обозначаемого как индикатор (например, краска, радиоактивный изотоп и др.), а затем регистрируется прохождение этого индикатора по какому-либо сосуду. На основании полученной информации строится концентрационная кривая или кривая изменения концентрации индикатора в текущей артериальной крови. Поэтому средняя концентрация индикатора в протекающем объеме крови будет пропорциональна площади под концентрационной кривой. Если принять, что количество введенного индикатора равно , то минутный объем кровотока может быть определен по формуле:

Теория методов разведения индикаторов в протекающей крови к настоящему времени хорошо разработана (Steward, 1897, 1921; Hamilton и др., 1928, 1932; Zierler, 1962, и др.).

Выбор индикатора, подлежащего разведению в крови, в значительной мерс определяет технические особенности применяемых методических приемов. В настоящее время можно говорить о трех группах индикаторов, используемых для определения минутного объема кровообращения. Это:

1) различные красители,

2) радиоактивные изотопы и

3) жидкости с температурой более низкой, чем температура крови.

Гамильтон разработал так называемый красочный метод определения минутного объема кровообращения

В качестве индикатора он применял синьку Эванса (Т-1824). Практический расчет величины минутного объема кровотока ведется по следующей формуле:

В этой формуле С? - минутный объем кровообращения в лмин, -количество индикатора в мг, Сср.- средняя концентрация индикатора в мгл,  - время первого пассажа индикатора через участок изменения его концентрации в артерии в минуту, Ht - показатель гематокрнта.

Определение Сср. и  по обычной концентрационной кривой невозможно. Дело в том, что на нисходящей части этой кривой возникает положительная волна, обязанная своим происхождением рециркуляции крови, уже содержащей индикатор. Поэтому производится линейная экстраполяция нисходящей части концентрационной кривой в полулогарифмических координатах. Необходимость переноса концентрационной кривой на полулогарифмические координаты вытекает из того, что нисходящая ее часть имеет экспоненциальный вид:

Поэтому в полулогарифмических координатах эта часть концентрационной кривой приобретает вид прямой липни. Красочный метод Гамильтона позволяет получить высоконадежные величины минутного объема кровообращения.

В последние годы арсенал красителей существенно расширился. Наряду с Т-1824 применяются. синька Кумассн, зеленый и др.

При физической нагрузке, когда может возникать размывание концентрационной кривой, шведские авторы (Р.-О. .4strand, 1964, и др.) вводят краситель непосредственно в легочную артерию через сердечный зонд. Это делает процедуру определения минутного объема кровообращения опасной.

Информация, необходимая для построения концентрационной кривой, получается либо с помощью, или ушных, оксигемометров, либо денситометров. Имеются также приборы, специально предназначенные для определения минутного объема кровообращения красочным методом.

Логическим следствием применения красок для определения минутного объема кровообращения явилось использование в качестве индикатора радиоактивных изотопов (Nylin, Celander, 1950; Mclntyre и др., 1951, и др.)- Группа изотопных методов определения минутного объема кровообращения довольно многочисленна. В качестве изотопов применяются Jm, Na24, Р32 и др. Большинство радиоактивных изотопов вводится непосредственно в кровь. Концентрационная кривая строится на основании показаний счетчиков, помещаемых над областью сердца. Несколько особое место среди этих методов занимает так называемая ингаляционная раднокардиография, при которой радиоактивный изотоп вводится в дыхательные пути испытуемого. Такого рода методика с использованием (г85 дает удовлетворительные результаты в физиологических и клинических исследованиях (Б. Е. Вотчал и др., 1968). Она представляется весьма перспективной для спортивной медицины главным образом в связи с характером введения изотопа в организм.

Концентрационная кривая может быть получена путем регистрации локальной температуры крови после введения в нее известного количества жидкости с более низкой температурой. Таким образом, в качестве индикатора берется любая индифферентная, допустимая для введения в кровь жидкость, имеющая более низкую температуру. Применяется либо изотонический раствор комнатной температуры, либо аналогичным образом охлажденная кровь испытуемого. Регистрация возникающего при этом изменения температуры в потоке крови ведется с помощью различного типа термистеров. Техника исследования сердечного выброса у человека с помощью методики термо разведения обстоятельно изложена в монографин Luthy (1962).

Весь класс методик разведения индикаторов позволяет путем анализа концентрационных кривых определять наряду с минутным объемом кровообращения так называемый центральный объем крови, среднее время кровообращения и некоторые другие величины. Все это является важным преимуществом методик, основанных на принципе Стюарта - Гамильтона.