Hjertets minutvolumen (Ficks princip)

Klinisk baggrund

Minutvolumen (CO) er central ved højresidig hjertekateterisation til klassifikation af pulmonal hypertension, vurdering af hjertesvigt og prioritering til transplantation og mekanisk cirkulatorisk støtte. Termodilution er den hyppigste metode ved sengekanten, men den forudsætter, at en bolus af indikator passerer lungearterien uden at blive opblandet af regurgitant flow over trikuspidalklappen. Ved betydende trikuspidalinsufficiens, meget lavt flow eller intrakardiel shunt har termodilution været anset for upålidelig, og Ficks princip er da det alternativ, der anvendes.

Ficks princip i sin direkte form, hvor VO₂ måles med metabolisk cart, er den accepterede guldstandard for bestemmelse af CO. I klinisk praksis er direkte måling af VO₂ ofte ikke tilgængelig, og derfor anvendes en antaget (estimeret) VO₂. Netop denne antagelse er metodens svageste punkt: når VO₂ estimeres forkert, bliver CO forkert, og da VO₂ står i tælleren, forstærkes estimeringsfejlen i resultatet.

Beregning af minutvolumen (Ficks princip)

Beregneren udregner CO efter:

$$\text{CO}\ (\text{L/min}) = \frac{125 \times \text{BSA}\ (\text{m}^2)}{1{,}36 \times \text{Hb}\ (\text{g/dL}) \times 10 \times (S_{aO_2} - S_{vO_2})}$$

hvor $S_{aO_2}$ er den arterielle og $S_{vO_2}$ den blandede venøse O₂-mætning, udtrykt som fraktioner (0–1; i beregneren indtastes de i procent og konverteres internt). Konstanten 1,36 er hæmoglobinets iltbindingskapacitet (mL O₂ per g Hb), og faktoren 10 omregner g/dL til g/L. VO₂ estimeres til 125 mL/min/m² × legemsoverflade. Hjerteindeks (CI) fås som CO/BSA (L/min/m²).

Udledningen af den estimerede VO₂ tilhører LaFarge og Miettinen (1970) og er baseret på patienter ved hjertekateterisation [1]. De tre almindeligt anvendte estimeringsformler for VO₂ (LaFarge-Miettinen, Bergstra, Dehmer) blev udledt hos patienter ved hjertekateterisation, i vid udstrækning børn og unge voksne med medfødt hjertefejl, for 30 til 60 år siden [2]. Den forenklede konstant 125 mL/min/m² er en grov approksimation af VO₂ i hvile hos en stabil voksen patient uden akut sygdom.

Fortolkning i praksis

Normalt hjerteindeks i hvile er 2,5–4,0 L/min/m². Tabellen nedenfor angiver fortolkningsintervaller og klinisk handling.

Ved pulmonal hypertension placerer et lavt CI patienten i en højere risikokategori og påvirker valget af vasodilatator og overvejelser om transplantation. Ved hjertesvigt styres beslutninger om transplantation og mekanisk støtte af CI kombineret med PCWP.

En traditionel indikation for Fick-metoden har været betydende trikuspidalinsufficiens, hvor termodilution er blevet anset for at give for lave værdier. En systematisk oversigt fra 2024 udfordrer dette: i fire studier med i alt 602 patienter (258 med TI) var korrelationen mellem termodilution og direkte Fick r = 0,90 ved moderat til svær TI og r = 0,86 ved let eller ingen TI, altså ikke signifikant forskellig [3]. Heterogeniteten var dog høj (I² henholdsvis 71 og 68 %), og risikoen for bias større i ældre studier, hvorfor fundet bør bekræftes i en moderne kohorte.

Validering og performance

Den antagne VO₂ er den dominerende fejlkilde. Palanques-Tost m.fl. evaluerede tre etablerede eFick-formler med termodilution som reference i en moderne intensivkohorte [2]. På en postoperativ thoraxintensivafdeling var middelfejlen (MAPE) 30 %, og forklaringsgraden R² var negativ (−1,5), hvilket betyder, at modellen præsterede dårligere end at gætte på gennemsnittet. Fejlen skyldtes, at det statiske VO₂-estimat ikke kunne følge den dynamiske fysiologi hos kritisk syge patienter. Deres CORE-model, som inddrog dynamiske fysiologiske variable, nåede en MAPE på 14 % og R² 0,58.

Narang m.fl. fandt i en klinisk kohorte med 535 patienter ved højresidig hjertekateterisation, at den målte VO₂ adskilte sig signifikant fra alle tre estimeringsformler, med større afvigelse ved udtalt adipositas (BMI >40) [4]. Chase m.fl. rapporterede i en kohorte af patienter med hjertesvigt og nedsat ejektionsfraktion, at samtlige formler gav betydelig fejlgrad og fejlklassifikation af hæmodynamiske kategorier, herunder kardiogent shock og hypoperfusion [5]. Sammenfattende er eFick mest pålidelig hos stabile voksne patienter uden akut sygdom og uden udtalt adipositas, altså den population, der ligner udledningskohorten.

Begrænsninger

Den antagne VO₂ gælder ikke ved:

• Kritisk sygdom. VO₂ under intensiv behandling er dynamisk og påvirkes af sympatikustonus, vasopressorer og sedation, hvilket bryder den betingelse om steady state, som Ficks princip forudsætter [2,3].
• Udtalt adipositas (BMI >40). Estimeringsformlerne overvurderer VO₂, hvilket giver for lav CO [4].
• Ekstreme aldre. Formlerne blev udledt hos børn og unge voksne med medfødt hjertefejl [2].
• Intrakardiel shunt. En shunt kræver separat prøvetagning fra vena cava superior og inferior og ikke en blandet venøs prøve fra lungearterien; ellers bliver AV-differencen fejlberegnet [3].

Almindelige fejl:

• At foretrække eFick frem for termodilution alene på grund af trikuspidalinsufficiens. Den systematiske oversigt viser, at termodilution ikke nødvendigvis er upålidelig ved TI [3].
• At forlade sig på en enkelt værdi ved ustabil fysiologi. CO ved kritisk sygdom er ikke statisk; gentagne termodilutionsmålinger kan være mere informative [2,3].
• At antage, at 125 mL/min/m² gælder alle patienter. Ved feber, sepsis og hypermetabole tilstande er VO₂ forhøjet; ved sedation og hypotermi er den nedsat.

Når kliniske beslutninger af betydning hviler på CO, og termodilution er upålidelig, bør VO₂ måles direkte frem for estimeres [2,4].

Kilder

1. LaFarge CG, Miettinen OS. The estimation of oxygen consumption. Cardiovasc Res. 1970;4(1):23–30. PMID: 5416840
2. Palanques-Tost E, m.fl. Cardiac output estimation in the intensive care unit. JACC: Advances. 2025. PMID: 40286350
3. Abualsaud R, m.fl. Time to calm the Fick down? A systematic review and meta-analysis of thermodilution compared to direct Fick in tricuspid regurgitation. CJC Open. 2024. PMID: 39525819
4. Narang N, m.fl. Inaccuracy of estimated resting oxygen uptake in the clinical setting. Circulation. 2014;129(2):203–10. PMID: 24077170
5. Chase PJ, m.fl. Comparison of estimations versus measured oxygen consumption at rest in patients with heart failure and reduced ejection fraction who underwent right-sided heart catheterization. Am J Cardiol. 2015;116(11):1724–30. PMID: 26443561