Cardiac Output — Fick Principle
CO = VO₂ ÷ (CaO₂ − CvO₂) ÷ 10. O₂ content in vol%, VO₂ in mL/min.
Hva er Cardiac Output (Fick Method)?
▾
Hjertevolum (CO) målt etter Fick-prinsippet er gullstandarden invasiv metode for å kvantifisere hvor mye blod hjertet pumper per minutt. Adolph Fick foreslo i 1870 at oksygenforbruk tilsvarer produktet av blodstrøm og forskjellen i arteriovenøst oksygeninnhold - en villedende enkel idé som fortsatt er referansestandarden som alle andre CO-målingsteknikker er validert mot. I klinisk praksis utføres Fick-metoden under kateterisering av høyre hjerte: et lungearteriekateter tar prøver av blandet veneblod fra lungearterien mens arterielt blod tas ut samtidig, og oksygenforbruket måles enten med metabolsk vogn (direkte Fick) eller estimert ved et nomogram (antatt Fick). Hjertevolumet uttrykkes da i liter per minutt, med et normalt område på 4–8 l/min hos voksne i hvile. Fordi CO varierer med kroppsstørrelse, er hjerteindeks (CI = CO / BSA) foretrukket for sammenligninger mellom pasienter, med en normal KI på 2,5–4,0 l/min/m². Lave CO-tilstander – kardiogent sjokk, alvorlig hjertesvikt, hjertetamponade – gjenkjennes når CI faller under 2,2 l/min/m². Høye utgangstilstander inkludert sepsis, anemi, tyrotoksikose og leversvikt kan presse CO til over 8 l/min. Fick-prinsippet underbygger også lungeblodstrømsberegninger ved medfødt hjertesykdom, der venstre-til-høyre-shunter kvantifiseres som forholdet Qp/Qs ved bruk av oksygenmetninger fra flere kamre.
DigiCalcs delivers precision-engineered tools for engineers and STEM professionals.
Formel
▾
CO (L/min) = VO2 (mL/min) / ([CaO2 - CvO2] x 10). Denne formelen beregner hjertevolum ved å relatere inngangsvariablene gjennom deres matematiske forhold. Hver komponent representerer en målbar mengde som kan verifiseres uavhengig.Variabelbeskrivelse
▾
| Symbol | Navn | Enhet | Beskrivelse |
|---|---|---|---|
| CO | Hjerteutfall | L/min | Volum av blod som sendes ut av hjertet per minutt; normal 4–8 L/min i hvile |
| VO2 | Oksygenforbruk | mL/min | Kroppens totale oksygenforbruk per minutt; normal 200–300 ml/min i hvile; målt direkte eller estimert til 125 mL/min/m2 x BSA |
| CaO2 | Arterielt oksygeninnhold | mL/dL | Oksygen båret i arterielt blod: (Hb x 1,34 x SaO2) + (0,0031 x PaO2); normal ~20 ml/dL |
| CvO2 | Blandet venøst oksygeninnhold | mL/dL | Oksygen som er igjen i lungearterien (blandet venøst) blod; normal ~15 ml/dL; tatt prøver fra PA-kateter |
| CI | Hjerteindeks | L/min/m2 | CO normalisert til kroppsoverflate; normal 2,5–4,0 L/min/m2; <2.2 definerer hemodynamisk kompromiss |
| BSA | Kroppsoverflate | m2 | Beregnet av DuBois eller Mosteller formel; brukes til å normalisere CO til pasientstørrelse |
Slik Cardiac Output (Fick Method)
▾
- 1Mål eller estimer oksygenforbruk (VO2): direkte måling via metabolsk vogn er mest nøyaktig; antatt at Fick bruker 125 mL/min/m2 x BSA som estimat.
- 2Prøve arterielt oksygeninnhold (CaO2): CaO2 = (Hb x 1,34 x SaO2) + (0,0031 x PaO2), typisk 18–20 mL/dL hos friske voksne.
- 3Prøve blandet venøst oksygeninnhold (CvO2) fra lungearterien: CvO2 = (Hb x 1,34 x SvO2) + (0,0031 x PvO2), normalt 13–15 mL/dL.
- 4Beregn forskjellen på arteriovenøst oksygeninnhold (CaO2 - CvO2), normalt 4–6 mL/dL; større forskjell indikerer lav effekt.
- 5Bruk Fick-ligningen: CO = VO2 / (CaO2 - CvO2) x 10 — faktoren 10 konverterer dL til mL (siden VO2 er i mL/min og innholdet er i mL/dL).
- 6Beregn hjerteindeks: CI = CO / BSA (BSA av DuBois: 0,007184 x høyde(cm)^0,725 x vekt(kg)^0,425); CI < 2,2 L/min/m2 definerer laveffekttilstand.
- 7Tolk i sammenheng: CO alene er utilstrekkelig – sammenlign med fyllingstrykk (PCWP), SVR og blandet venøs metning (ScvO2 eller SvO2) for full hemodynamisk profilering.
Løste eksempler
▾
Normal CO; CI ca. 2,7 l/min/m2 for gjennomsnittlig BSA for voksne på 1,85 m2
Arteriovenøs forskjell på 5 mL/dL er i normalområdet. Hjertet leverer tilstrekkelig oksygen til vev.
Alvorlig redusert CO. CI ca. 1,1 l/min/m2 — alvorlig kardiogent sjokk som krever akutt intervensjon.
Stor AV-forskjell (10 mL/dL) reflekterer maksimal oksygenekstraksjon av vev som kompenserer for lav levering. Klassisk ved akutt MI med pumpesvikt.
Høyeffekttilstand med liten AV-forskjell — typisk for distributivt sjokk (sepsis, anafylaksi).
Perifer vasodilatasjon reduserer oksygenekstraksjonseffektiviteten, og produserer en smal arteriovenøs forskjell til tross for forhøyet CO.
Shuntforhold > 1,5 garanterer generelt reparasjonsvurdering i ASD/VSD.
Fick-prinsippet brukt på tvers av både pulmonale og systemiske sirkulasjoner tillater kvantifisering av intrakardiale shunts uten kontrast.
Praktiske anvendelser
▾
Hemodynamisk vurdering under kateterisering av høyre hjerte for hjertesvikt, pulmonal hypertensjon og oppfølging av klaffesykdommer. Denne applikasjonen brukes ofte av fagfolk som trenger presis kvantitativ analyse for å støtte beslutningstaking, budsjettering og strategisk planlegging på sine respektive felt
Veiledende vasopressor-, inotrop- og mekanisk sirkulasjonsstøtteterapi ved kardiogent sjokk på hjerte-ICU. Bransjeutøvere stoler på denne beregningen for å måle ytelse, sammenligne alternativer og sikre samsvar med etablerte standarder og regulatoriske krav
Kvantifisering av intrakardiale shunts (Qp/Qs) ved medfødt hjertesykdom hos voksne før intervensjon. Akademiske forskere og studenter bruker denne beregningen til å validere teoretiske modeller, fullføre kursoppgaver og utvikle en dypere forståelse av de underliggende matematiske prinsippene
Preoperativ risikostratifisering og postoperativ overvåking etter hjertekirurgi. Finansanalytikere og planleggere innlemmer denne beregningen i arbeidsflyten deres for å produsere nøyaktige prognoser, evaluere risikoscenarier og presentere datadrevne anbefalinger til interessenter
Evaluering av kandidatur til hjertetransplantasjon og tidspunkt for avansert hjertesviktbehandling (LVAD, transplantasjon). Denne applikasjonen brukes ofte av fagfolk som trenger presis kvantitativ analyse for å støtte beslutningstaking, budsjettering og strategisk planlegging på sine respektive felt
Spesielle tilfeller
▾
Trikuspidal regurgitasjon
{'title': 'Tricuspid Regurgitation', 'body': 'Alvorlig TR forårsaker resirkulasjon av blod i høyre hjerte, og produserer falskt forhøyede blandede venøse metninger i pulmonalarterieprøven. Fick CO vil bli overvurdert. Termodilusjon CO er også upålitelig i alvorlig TR. Klinisk kontekst og ekkokardiografiske data blir essensielle.'} Når de møter dette scenariet i beregninger av hjerteutgang, bør brukere verifisere at inngangsverdiene deres faller innenfor det forventede området for at formelen skal gi meningsfulle resultater. Inndata utenfor rekkevidde kan føre til matematisk gyldige, men praktisk talt meningsløse utdata som ikke reflekterer virkelige forhold.
Venstre-til-høyre intrakardiale shunter
{'title': 'Left-to-Right Intracardiac Shunts', 'body': "Ved ASD eller VSD kommer oksygenrikt blod fra venstre hjerte inn i høyre hjerte, og blåser opp den blandede venøse metningen. En 'step-up' på >7 % O2-metning mellom SVC og lungearterien antyder en venstre-til-høyre-systemisk og CO2-sykdom. beregnes separat og forholdet Qp/Qs kvantifiserer shuntstørrelsen."}
Anemi
Ved anemi (Hb 7 g/dL) halveres O2-bæreevnen; samme CO leverer langt mindre oksygen. Oksygentilførsel (DO2 = CO x CaO2 x 10) og oksygenforbruk sammen karakteriserer vevsoksygenering bedre enn CO alene.'} I sammenheng med cardiac output fick, krever dette spesielle tilfellet nøye tolkning fordi standardantakelser kanskje ikke holder. Brukere bør kryssreferanser resultater med domeneekspertise og vurdere å konsultere ytterligere referanser eller verktøy for å validere resultatet under disse atypiske forholdene.
Antatt Fick-feil i fedme
{'title': 'Antatt Fick Error in Obesity', 'body': 'Standard VO2-estimat (125 ml/min/m2 x BSA) undervurderer sann VO2 hos overvektige pasienter fordi fettvev er metabolsk mindre aktivt per overflateenhet. Ved å bruke en ukorrigert antatt VO2 overestimerer CO. Direkte metabolsk måling er sterkt foretrukket hos pasienter med BMI > 35.'}
Pacemakeravhengige pasienter
{'title': 'Pacemaker-avhengige pasienter', 'body': 'Hos pasienter med fullstendig hjerteblokk på ventrikulær pacing, kan CO variere med oppnådd AV-synkronisering. Fick CO målt under ventrikulær pacing kan undervurdere den hemodynamiske fordelen ved å gjenopprette AV-synkroni. Måling bør tas ved målstimuleringsmodusen.'} Dette edge-tilfellet oppstår ofte i profesjonelle applikasjoner av hjertevolum hvor grenseforhold eller ekstreme verdier er involvert. Utøvere bør dokumentere når denne situasjonen oppstår og vurdere om alternative beregningsmetoder eller justeringsfaktorer er mer hensiktsmessige for deres spesifikke brukstilfelle.
Hemodynamisk klassifisering etter hjerteindeks og PCWP (Forrester-Diamond)
▾
| Profil | CI (L/min/m2) | PCWP (mmHg) | Klinisk bilde | Innblanding |
|---|---|---|---|---|
| Normal | >2.2 | <18 | Euvolemisk, kompensert | Optimalisere poliklinisk terapi |
| Vått og varmt (overfylt) | >2.2 | >18 | Væskeoverbelastning, bevart utgang | Diurese, vasodilatorer |
| Kaldt og tørt (lavt volum) | <2.2 | <18 | Hypovolemi eller RV-svikt | Forsiktig væskeutfordring |
| Kaldt og vått (sjokk) | <2.2 | >18 | Kardiogent sjokk | Inotroper, mekanisk støtte |
| Høy ytelse | >8,0 | variabel | Sepsis, tyrotoksikose, anemi | Behandle underliggende årsak |
Ofte stilte spørsmål
▾
Hva er Fick-prinsippet og hvorfor brukes det for hjertevolum?
Fick-prinsippet sier at mengden av et stoff som tas opp eller frigjøres av et organ er lik blodstrømmen gjennom det organet multiplisert med forskjellen i konsentrasjonen av det stoffet mellom arterielt og venøst blod. Oksygen er den ideelle markøren fordi det forbrukes forutsigbart av kroppen, noe som tillater nøyaktig beregning av hjerteutgang fra VO2 og forskjellen i arteriovenøst oksygeninnhold.
Hva er forskjellen mellom direkte Fick og antatt Fick?
Direct Fick måler VO2 nøyaktig ved hjelp av en metabolsk vogn (utløpt gassanalyse), og gir den mest nøyaktige CO. Antatt at Fick estimerer VO2 fra en formel (vanligvis 125 mL/min/m2 x BSA, eller 3 mL/kg/min), og introduserer opptil 25 % feil. Antatt Fick brukes når en stoffskiftevogn ikke er tilgjengelig, men resultatene må tolkes med denne begrensningen i tankene.
Hva er en normal hjerteindeks og hvorfor foretrekkes den fremfor hjertevolum?
Normal hjerteindeks (CI) er 2,5–4,0 l/min/m2. CI er foretrukket fordi det normaliserer CO for kroppsstørrelse, noe som gjør sammenligninger mellom pasienter av ulik statur meningsfulle. En CO på 4 l/min kan være normalt hos en liten kvinne, men utilstrekkelig for en stor mann. CI < 2,2 L/min/m2 definerer hemodynamisk kompromiss uavhengig av kroppsstørrelse.
Hvorfor multipliseres formelen med 10?
VO2 uttrykkes i ml/min mens CaO2 og CvO2 uttrykkes i ml/dL (ml per 100 ml blod). Å dividere mL/min med mL/dL gir dL/min. Multiplisering med 10 konverterer dL/min til mL/min... vent — den konverterer CO fra dL/min til L/min fordi 10 dL = 1 L. Denne enhetsavstemmingen er avgjørende for korrekt beregning.
Hva indikerer en stor arteriovenøs oksygenforskjell?
En stor AV O2-forskjell (>6 mL/dL) indikerer at vev trekker ut en uvanlig stor del av levert oksygen, som er en kompenserende respons på redusert hjertevolum. Dette er det hemodynamiske fingeravtrykket til kardiogent sjokk eller hjertesvikt med lav effekt. Omvendt antyder en smal AV-forskjell høy CO (sepsis) eller nedsatt oksygenutnyttelse på cellenivå.
Kan Fick-prinsippet brukes hos pasienter med betydelig klaffeoppstøt?
Fick CO representerer netto fremadgående hjerteutgang (blodet som faktisk leveres til systemisk vev). Ved alvorlig aorta- eller mitralregurgitasjon er det totale slagvolumet høyere enn netto foroverstrøm, så ekkokardiografiske volumetriske metoder kan gi et høyere tall. For hemodynamisk behandling er den Fick-avledede fremre CO faktisk den mest klinisk relevante tallet.
Hva er blandet venøs oksygenmetning (SvO2) og hva forteller det oss?
SvO2 er oksygenmetningen av blod i lungearterien, som representerer gjennomsnittet av venøs retur fra alt kroppsvev. Normal SvO2 er 65–75 %. SvO2 < 60 % indikerer enten økt oksygenbehov eller redusert levering (lav CO, anemi eller lav SaO2). SvO2 > 80 % i sjokk antyder nedsatt oksygenutnyttelse (sen sepsis) eller en venstre-til-høyre-shunt som kontaminerer pulmonalarterieprøven.
Hvordan måles hjertevolum ikke-invasivt som et alternativ til Fick?
Ikke-invasive alternativer inkluderer termofortynning via lungearteriekateter (krever kun en bolusinjeksjon, ikke blodprøvetaking), transthorax ekkokardiografi (LVOT VTI x-område), bioreaktans, pulskonturanalyse (PiCCO, LiDCO) og estimert Fick ved bruk av pulsoksymetri SpO2. Hver har spesifikke feilegenskaper; den direkte Fick forblir gullstandarden for validering av alle andre metoder.
Vanlige feil å unngå
▾
- !Bruk av perifert veneblod i stedet for ekte blandet venøst (pulmonal arterie) blod - perifere vener reflekterer ikke oksygenekstraksjon av hele kroppen og vil gi feilaktige resultater.
- !Å glemme konverteringsfaktoren x10, som gir CO i dL/min i stedet for L/min — en tidoblet feil i det endelige svaret.
- !Bruk av antatt VO2 uten å markere usikkerheten – antatt at Fick kan være avslått med 20–30 %, spesielt hos ventilerte, sederte eller febrile pasienter.
- !Forsømmelse av oksygen oppløst i plasma (0,0031 x PO2-term i O2-innhold) – relevant når FiO2 er høy og PaO2 overstiger 300 mmHg, der oppløst O2 kan bidra med 1–2 ml/dL.
- !Bruk av formelen hos pasienter med betydelige intrapulmonale arteriovenøse shunts (f.eks. hepatopulmonært syndrom) der SaO2 er misvisende lav til tross for adekvat hjertefunksjon.
- !Forvirrende hjertevolum med hjerteindeks – rapporter alltid begge deler og bruk CI for kliniske beslutningsterskler.
Pro Tips
I kateteriseringslaboratoriet krysssjekk alltid Fick CO mot termofortynning hvis begge er målt. Uenighet >15 % bør føre til en gjennomgang av prøvetakingsteknikk, timing (sikre steady state) eller utelukkelse av en shunt. Hos stabile polikliniske pasienter utelukker ikke en hvilende Fick CO innenfor normalområdet anstrengelsesindusert hemodynamisk kompromiss – tren kateterisering av høyre hjerte kan være nødvendig.
Visste du?
Adolph Fick publiserte prinsippet sitt i 1870 i et enkelt 29-linjers brev - ingen pasientdata, bare et tankeeksperiment. Det tok ytterligere 20 år før Grehant og Quinquaud bekreftet det eksperimentelt på dyr, og nesten 50 år før det ble brukt på mennesker in vivo av Krogh og Lindhard i 1912.
Regional Guides
▾
🇺🇸 US▾
🇬🇧 UK▾
🇪🇺 EU▾
Referanser
- ›Fick A. Uber die Messung des Blutquantums in den Herzventrikeln (1870)
- ›Nishimura RA et al. 2012 ACC/AHA retningslinjer for behandling av pasienter med hjerteklaff (kateteriseringsseksjonen)
- ›Ragosta M. Lærebok i klinisk hemodynamikk, 2. utg. Elsevier 2017
- ›Hoeper MM et al. Definisjoner og diagnose av pulmonal hypertensjon. JACC 2013
- ›Magder S. Betydningen av hjerteutfall. Crit Care 2020
Få ukentlige mattetips
Bli med 12 000+-abonnenter som får kalkulatortips hver uke.