Cardiac Output — Fick Principle
CO = VO₂ ÷ (CaO₂ − CvO₂) ÷ 10. O₂ content in vol%, VO₂ in mL/min.
Vad är Cardiac Output (Fick Method)?
▾
Hjärtminutvolym (CO) mätt med Fick-principen är den guldstandardbaserade invasiva metoden för att kvantifiera hur mycket blod hjärtat pumpar per minut. Adolph Fick föreslog 1870 att syreförbrukningen är lika med produkten av blodflödet och den arteriovenösa syreinnehållsskillnaden – en till synes enkel idé som fortfarande utgör referensstandarden mot vilken alla andra CO-mättekniker valideras. I klinisk praxis utförs Fick-metoden under rätthjärtskateterisering: en lungartärkateter provtar blandat venöst blod från lungartären medan artärblod dras upp samtidigt, och syreförbrukningen antingen mäts med metabolisk vagn (direkt Fick) eller uppskattas med ett nomogram (antagen Fick). Hjärtminutvolymen uttrycks sedan i liter per minut, med ett normalintervall på 4–8 L/min hos vuxna i vila. Eftersom CO varierar med kroppsstorleken föredras hjärtindex (CI = CO / BSA) för jämförelser mellan patienter, med ett normalt CI på 2,5–4,0 L/min/m². Låga CO-tillstånd – kardiogen chock, svår hjärtsvikt, hjärttamponad – identifieras när CI sjunker under 2,2 L/min/m². Tillstånd med hög CO, inklusive sepsis, anemi, tyreotoxikos och leversvikt, kan driva CO över 8 L/min. Fick-principen ligger också till grund för beräkningar av lungblodflödet vid medfött hjärtfel, där vänster-till-höger-shuntar kvantifieras som kvoten Qp/Qs med hjälp av syresaturationer från flera hjärtkammare.
DigiCalcs delivers precision-engineered tools for engineers and STEM professionals.
Formel
▾
CO (L/min) = VO2 (mL/min) / ([CaO2 - CvO2] × 10). Denna formel beräknar hjärtminutvolym med Fick-metoden genom att relatera indatavariablerna via deras matematiska samband. Varje komponent representerar en mätbar storhet som kan verifieras oberoende.Variabelbeskrivning
▾
| Symbol | Namn | Enhet | Beskrivning |
|---|---|---|---|
| CO | Hjärtminutvolym | L/min | Blodvolym som pumpas av hjärtat per minut; normalt 4–8 L/min i vila |
| VO2 | Syreförbrukning | mL/min | Total syreförbrukning per minut i kroppen; normalt 200–300 mL/min i vila; mäts direkt eller uppskattas till 125 mL/min/m2 × BSA |
| CaO2 | Arteriellt syreinnehåll | mL/dL | Syre i artärblod: (Hb × 1,34 × SaO2) + (0,0031 × PaO2); normalt ~20 mL/dL |
| CvO2 | Blandat venöst syreinnehåll | mL/dL | Syre kvar i lungartärblod (blandat venöst); normalt ~15 mL/dL; provtas via PA-kateter |
| CI | Hjärtindex | L/min/m2 | CO normaliserat till kroppsyta; normalt 2,5–4,0 L/min/m2; <2,2 definierar hemodynamisk kompromiss |
| BSA | Kroppsyta | m2 | Beräknas med DuBois- eller Mosteller-formel; används för att normalisera CO till patientens storlek |
Hur man Cardiac Output (Fick Method)
▾
- 1Mät eller uppskatta syreförbrukningen (VO2): direkt mätning via metabolisk vagn är mest exakt; antagen Fick använder 125 mL/min/m2 × BSA som uppskattning.
- 2Provta arteriellt syreinnehåll (CaO2): CaO2 = (Hb × 1,34 × SaO2) + (0,0031 × PaO2), normalt 18–20 mL/dL hos friska vuxna.
- 3Provta blandat venöst syreinnehåll (CvO2) från lungartären: CvO2 = (Hb × 1,34 × SvO2) + (0,0031 × PvO2), normalt 13–15 mL/dL.
- 4Beräkna den arteriovenösa syreinnehållsskillnaden (CaO2 − CvO2), normalt 4–6 mL/dL; en större skillnad indikerar låg hjärtminutvolym.
- 5Tillämpa Fick-ekvationen: CO = VO2 / (CaO2 − CvO2) × 10 – faktorn 10 omvandlar dL till mL (eftersom VO2 är i mL/min och innehållet i mL/dL).
- 6Beräkna hjärtindex: CI = CO / BSA (BSA enligt DuBois: 0,007184 × längd(cm)^0,725 × vikt(kg)^0,425); CI < 2,2 L/min/m2 definierar lågt utflödestillstånd.
- 7Tolka i sammanhang: CO ensamt räcker inte – jämför med fyllningstryck (PCWP), SVR och blandat venöst saturation (ScvO2 eller SvO2) för fullständig hemodynamisk profilering.
Lösta exempel
▾
Normal CO; CI ungefär 2,7 L/min/m2 för genomsnittlig vuxen BSA på 1,85 m2
Arteriovenös skillnad på 5 mL/dL ligger inom normalintervallet. Hjärtat levererar tillräckligt med syre till vävnaderna.
Kraftigt reducerad CO. CI ca 1,1 L/min/m2 – djup kardiogen chock som kräver akut åtgärd.
Bred AV-skillnad (10 mL/dL) avspeglar maximal syreextraktion av vävnaderna som kompensation för låg leverans. Klassiskt vid akut hjärtinfarkt med pumpsvikt.
Högt CO-tillstånd med smal AV-skillnad – typiskt för distributiv chock (sepsis, anafylaxi).
Perifer vasodilatation minskar syreextraktionseffektiviteten och producerar en smal arteriovenös skillnad trots förhöjd CO.
Shuntkvot > 1,5 motiverar i allmänhet övervägande av korrektion vid ASD/VSD.
Fick-principen tillämpad över både det pulmonella och systemiska kretsloppet möjliggör kvantifiering av intrakardella shuntar utan kontrast.
Praktiska tillämpningar
▾
Hemodynamisk bedömning under högerkatseterisering vid hjärtsvikt, pulmonell hypertension och utredning av klaff sjukdom. Denna tillämpning används vanligtvis av yrkesverksamma som behöver precis kvantitativ analys för att stödja beslutsfattande, budgetering och strategisk planering inom sina respektive områden
Vägleda vasopressor-, inotropa och mekaniska cirkulationsstödsterapi vid kardiogen chock på kardiovaskulR IVA. Branschutövare förlitar sig på denna beräkning för att mäta prestanda, jämföra alternativ och säkerställa efterlevnad av etablerade standarder och lagstadgade krav
Kvantifiera intrakardella shuntar (Qp/Qs) vid vuxen medfött hjärtfel inför intervention. Akademiska forskare och studenter använder denna beräkning för att validera teoretiska modeller, slutföra kursarbeten och utveckla djupare förståelse för de underliggande matematiska principerna
Preoperativ riskvstratifiering och postoperativ övervakning efter hjärtoperation. Finansanalytiker och planerare inkorporerar denna beräkning i sitt arbetsflöde för att producera korrekta prognoser, utvärdera riskscenarier och presentera datadrivna rekommendationer till berörda parter
Bedöma lämplighet för hjärttransplantation och tidpunkt för avancerade hjärtsviktsterapier (LVAD, transplantation). Denna tillämpning används vanligtvis av yrkesverksamma som behöver precis kvantitativ analys för att stödja beslutsfattande, budgetering och strategisk planering inom sina respektive områden
Specialfall
▾
Trikuspidalisinsufficiens
{'title': 'Trikuspidalisinsufficiens', 'body': 'Svår trikuspidalisinsufficiens orsakar recirkulation av blod i höger hjärta, vilket ger falskt förhöjda blandade venösa saturationer i lungartärprovet. Fick CO kommer att överskattas. Termodilutions-CO är också opålitlig vid svår trikuspidalisinsufficiens. Klinisk kontext och ekokardiografiska data blir avgörande.'} Vid detta scenario i beräkningar av hjärtminutvolym med Fick-metoden bör användare verifiera att deras indatavärden faller inom det förväntade intervallet för att formeln ska ge meningsfulla resultat. Indata utanför intervallet kan leda till matematiskt giltiga men praktiskt meningslösa utdata som inte återspeglar verkliga förhållanden.
Vänster-till-höger intrakardella shuntar
{'title': 'Vänster-till-höger intrakardella shuntar', 'body': "Vid ASD eller VSD går syresatt blod från vänster hjärta in i höger hjärta och ökar den blandade venösa saturationen. Ett 'steg upp' på >7% O2-saturation mellan VCS och lungartären tyder på en vänster-till-höger-shunt. I dessa fall beräknas systemisk och pulmonell Fick CO separat och kvoten Qp/Qs kvantifierar shuntens storlek."}
Anemi
Vid anemi (Hb 7 g/dL) halveras syretransportkapaciteten; samma CO levererar mycket mindre syre. Syreleverans (DO2 = CO × CaO2 × 10) och syreförbrukning tillsammans karakteriserar vävnadssyresättningen bättre än CO ensamt.'} I sammanhanget av hjärtminutvolym med Fick-metoden kräver detta specialfall noggrann tolkning eftersom standardantaganden kanske inte håller. Användare bör korsreferera resultaten med domänexpertis och överväga att konsultera ytterligare referenser eller verktyg för att validera utdata under dessa atypiska förhållanden.
Antagen Fick-fel vid fetma
{'title': 'Antagen Fick-fel vid fetma', 'body': 'Standarduppskattningen av VO2 (125 mL/min/m2 × BSA) underskattar det verkliga VO2 hos överviktiga patienter eftersom fettvavnad är metaboliskt mindre aktiv per ytenhet. Att använda ett okorrigerat antaget VO2 överskattar CO. Direkt metabolisk mätning är starkt att föredra hos patienter med BMI > 35.'}
Pacemakerberoende patienter
{'title': 'Pacemakerberoende patienter', 'body': 'Hos patienter med totalt AV-block under ventrikelstimulering kan CO variera beroende på uppnådd AV-synkroni. Fick CO mätt under enbart ventrikelstimulering kan underskatta den hemodynamiska fördelen med att återställa AV-synkroni. Mätning bör utföras i det avsedda stimuleringsseringsvägen.'} Denna kantfallssituation uppstår ofta i professionella tillämpningar av hjärtminutvolym med Fick-metoden där gränsvillkor eller extremvärden är involverade. Utövare bör dokumentera när denna situation uppstår och överväga om alternativa beräkningsmetoder eller justeringsfaktorer är mer lämpliga för deras specifika användningsfall.
Hemodynamisk klassificering baserad på hjärtindex och PCWP (Forrester-Diamond)
▾
| Profil | CI (L/min/m2) | PCWP (mmHg) | Klinisk bild | Intervention |
|---|---|---|---|---|
| Normal | >2,2 | <18 | Euvolemisk, kompenserad | Optimera öppenvårdsbehandling |
| Våt och varm (kongestiv) | >2,2 | >18 | Vätskebelastning, bevarad minutvolym | Diures, vasodilatorer |
| Kall och torr (låg volym) | <2,2 | <18 | Hypovolemi eller högersvikt | Försiktig vätskeutmaning |
| Kall och våt (chock) | <2,2 | >18 | Kardiogen chock | Inotropa läkemedel, mekaniskt stöd |
| Hög minutvolym | >8,0 | varierande | Sepsis, tyreotoxikos, anemi | Behandla underliggande orsak |
Vanliga frågor
▾
Vad är Fick-principen och varför används den för hjärtminutvolym?
Fick-principen anger att mängden av ett ämne som tas upp eller frigörs av ett organ är lika med blodflödet genom det organet multiplicerat med skillnaden i koncentration av det ämnet mellan artäröst och venöst blod. Syre är den ideala markören eftersom det förbrukas på ett förutsägbart sätt av kroppen, vilket möjliggör precis beräkning av hjärtminutvolym från VO2 och den arteriovenösa syreinnehållsskillnaden.
Vad är skillnaden mellan direkt Fick och antagen Fick?
Direkt Fick mäter VO2 precist med en metabolisk vagn (utandningsgasanalys), vilket ger den mest exakta CO. Antagen Fick uppskattar VO2 från en formel (vanligtvis 125 mL/min/m2 × BSA, eller 3 mL/kg/min), vilket introducerar upp till 25% fel. Antagen Fick används när en metabolisk vagn inte är tillgänglig, men resultaten måste tolkas med denna begränsning i åtanke.
Vilket är ett normalt hjärtindex och varför föredras det framför hjärtminutvolym?
Normalt hjärtindex (CI) är 2,5–4,0 L/min/m2. CI föredras eftersom det normaliserar CO för kroppsstorlek, vilket gör jämförelser mellan patienter av olika storlek meningsfulla. En CO på 4 L/min kan vara normal för en liten kvinna men otillräcklig för en stor man. CI < 2,2 L/min/m2 definierar hemodynamisk kompromiss oavsett kroppsstorlek.
Varför multiplicerar formeln med 10?
VO2 uttrycks i mL/min medan CaO2 och CvO2 uttrycks i mL/dL (mL per 100 mL blod). Division av mL/min med mL/dL ger dL/min. Multiplikation med 10 omvandlar CO från dL/min till L/min eftersom 10 dL = 1 L. Denna enhetsavstemning är avgörande för korrekt beräkning.
Vad indikerar en bred arteriovenös syredifferens?
En bred AV-O2-differens (>6 mL/dL) indikerar att vävnaderna extraherar en ovanligt stor andel av det levererade syret, vilket är en kompensatorisk respons på reducerad hjärtminutvolym. Det är det hemodynamiska fingeravtrycket av kardiogen chock eller hjärtsvikt med låg minutvolym. Omvänt tyder en smal AV-differens på hög CO (sepsis) eller försämrat syrenyttjande på cellär nivå.
Kan Fick-principen användas hos patienter med signifikant klaffinsufficiens?
Fick CO representerar netto främtflödande hjärtminutvolym (det blod som faktiskt levereras till systemkretsloppets vävnader). Vid svår aorta- eller mitralisinsufficiens är den totala slagvolymen högre än nettofrämtflödet, så ekokardiografiska volymmetriska metoder kan ge ett högre värde. För hemodynamisk handläggning är den Fick-härledda främtflödande CO faktiskt den mest kliniskt relevanta siffran.
Vad är blandat venös syresaturation (SvO2) och vad berättar den?
SvO2 är syresaturationen hos blod i lungartären, som representerar medeltalet av venös återkomst från alla kroppens vävnader. Normal SvO2 är 65–75%. SvO2 < 60% indikerar antingen ökat syrebehov eller minskad leverans (låg CO, anemi eller låg SaO2). SvO2 > 80% vid chock tyder på försämrat syrenyttjande (sen sepsis) eller en vänster-till-höger-shunt som kontaminerar lungartärprovet.
Hur mäts hjärtminutvolym icke-invasivt som alternativ till Fick?
Icke-invasiva alternativ inkluderar termodilutionsteknik via lungartärkateter (kräver bara en bolusin jektion, inte blodprovtagning), transthorakal ekokardiografi (LVOT VTI × area), bioreaktans, pulskonturanalys (PiCCO, LiDCO) och uppskattad Fick med pulsoximetri SpO2. Varje metod har specifika felkällor; direkt Fick förblir guldstandarden för validering av alla andra metoder.
Vanliga misstag att undvika
▾
- !Använda perifert venöst blod istället för äkta blandat venöst (lungartär)blod – perifera vener återspeglar inte hela kroppens syreextraktion och kommer att ge felaktiga resultat.
- !Glömma ×10-enhetsomvandlingsfaktorn, vilket ger CO i dL/min istället för L/min – ett tiofaldig fel i slutsvaret.
- !Använda antagen VO2 utan att flagga oosäkerheten – antagen Fick kan avvika med 20–30%, särskilt hos respiratorbehandlade, sederade eller febrila patienter.
- !Försumma syre löst i plasma (0,0031 × PO2-termen i O2-innehållet) – relevant när FiO2 är hög och PaO2 överstiger 300 mmHg, där löst O2 kan bidra med 1–2 mL/dL.
- !Tillämpa formeln hos patienter med signifikanta intrapulmonella arteriovenösa shuntar (t.ex. hepatopulmonellt syndrom) där SaO2 är vilseledande låg trots adekvat hjärtfunktion.
- !Förväxla hjärtminutvolym med hjärtindex – rapportera alltid båda och använd CI för kliniska beslutsgränser.
Proffstips
I kateteriseringslaboratoriet, korsvärifiera alltid Fick CO mot termodilution om båda mäts. Avvikelse >15% bör föranleda granskning av provtagningsteknik, tidpunkt (säkerställ stationärt tillstånd) eller uteslutning av shunt. Hos stabila öppenvårdspatienter utesluter inte ett vilo-Fick CO inom normalintervallet en anstrlägning sinducerad hemodynamisk kompromiss – ansträngningshögerkateterisering kan behövas.
Visste du?
Adolph Fick publicerade sin princip 1870 i ett enda 29-radigt brev – inga patientdata, bara ett tankexperiment. Det dröjde ytterligare 20 år innan Grehant och Quinquaud bekräftade det experimentellt på djur, och närmare 50 år innan det tillämpades in vivo på människor av Krogh och Lindhard 1912.
Regional Guides
▾
🇺🇸 US▾
🇬🇧 UK▾
🇪🇺 EU▾
Referenser
- ›Fick A. Uber die Messung des Blutquantums in den Herzventrikeln (1870)
- ›Nishimura RA m.fl. 2012 ACC/AHA-riktlinjer för handläggning av patienter med klaff sjukdom (kateteriseringsavsnittet)
- ›Ragosta M. Lärobok i klinisk hemodynamik, 2:a uppl. Elsevier 2017
- ›Hoeper MM m.fl. Definitioner och diagnos av pulmonell hypertension. JACC 2013
- ›Magder S. Innebörden av hjärtminutvolym. Crit Care 2020
Få mattetips varje vecka
Gå med 12 000+ prenumeranter som får räknartips varje vecka.