Ejektionsfraktion - Ejection fraction

Eine Ejektionsfraktion ( EF ) ist die volumetrische Fraktion (oder ein Teil der Gesamtmenge) von Flüssigkeit (normalerweise Blut ), die bei jeder Kontraktion (oder jedem Herzschlag ) aus einer Kammer (normalerweise dem Herzen ) ausgestoßen wird . So verstanden, kann die Ausstoßfraktion verwendet werden, um eine Flüssigkeit mit beliebiger Viskosität zu messen, die aus einem Hohlorgan in eine andere Höhle oder außerhalb des Körpers abgegeben wird. Blut, Galle und Urin werden häufig unter dieser mathematischen Plattform untersucht. Zum Beispiel kann es sich auf den Herzvorhof , die Herzkammer , die Gallenblase oder die Beinvenen beziehen , obwohl es sich, wenn es nicht angegeben ist, normalerweise auf die linke Herzkammer bezieht. EF wird häufig als Maß für die Pumpleistung des Herzens verwendet und wird zur Klassifizierung von Herzinsuffizienztypen verwendet. Es wird auch als Indikator für die Schwere der Herzinsuffizienz verwendet , obwohl es anerkannte Einschränkungen hat.

Die EF des linken Herzens , die als linksventrikuläre Ejektionsfraktion ( LVEF ) bekannt ist, wird berechnet, indem das pro Schlag aus dem linken Ventrikel gepumpte Blutvolumen ( Schlagvolumen ) durch das am Ende im linken Ventrikel gesammelte Blutvolumen dividiert wird der diastolischen Füllung ( enddiastolisches Volumen ). LVEF ist ein Indikator für die Wirksamkeit des Pumpens in den systemischen Kreislauf . Die EF des rechten Herzens oder die rechtsventrikuläre Ejektionsfraktion ( RVEF ) ist ein Maß für die Effizienz des Pumpens in den Lungenkreislauf . Ein Herz, das nicht genügend Blut pumpen kann, um den Bedarf des Körpers zu decken (dh Herzinsuffizienz), hat oft, aber nicht immer, eine reduzierte ventrikuläre Auswurffraktion.

Messung

Modalitäten, die auf die Messung der Ejektionsfraktion angewendet werden, sind ein aufstrebendes Gebiet der medizinischen Mathematik und nachfolgender Computeranwendungen. Die vielleicht erste gängige Methode zur Messung des Grundgesteins war die Echokardiographie , obwohl auch kardiale Magnetresonanztomographie (MRT) , kardiale Computertomographie, Ventrikulographie und Nuklearmedizin ( gegatete SPECT und Radionuklidangiographie ) verwendet werden können. Messungen nach verschiedenen Modalitäten sind nicht leicht austauschbar. Historisch war der Goldstandard für die Messung der Auswurffraktion die Ventrikulographie, aber heute gilt die kardiale MRT als die beste Methode. Vor diesen fortgeschritteneren Techniken wurde die Kombination von Elektrokardiographie und Phonokardiographie verwendet, um die Auswurffraktion genau abzuschätzen.

Physiologie

Normalwerte

Bei einem gesunden 70 Kilogramm schweren Mann beträgt das Schlagvolumen ca. 70 ml und das linksventrikuläre enddiastolische Volumen (EDV) ca. 120 ml, was eine geschätzte Ejektionsfraktion von 70120 oder 0,58 (58 ) ergibt %). Gesunde Personen haben typischerweise Ejektionsfraktionen zwischen 50% und 65%, obwohl die unteren Grenzen der Normalität schwer mit Sicherheit zu bestimmen sind.

Ventrikuläre Volumina
Messen Rechte Herzkammer Linke Ventrikel
Enddiastolisches Volumen 144 ml (± 23 ml) 142 ml (± 21 ml)
Enddiastolisches Volumen / Körperoberfläche (ml/m 2 ) 78 ml/m 2 (± 11 ml/m 2 ) 78 ml/m 2 (± 8,8 ml/m 2 )
Endsystolisches Volumen 50 ml (± 14 ml) 47 ml (± 10 ml)
Endsystolisches Volumen / Körperoberfläche (ml/m 2 ) 27 ml/m 2 (± 7 ml/m 2 ) 26 ml/m 2 (± 5,1 ml/m 2 )
Hubvolumen 94 ml (± 15 ml) 95ml (±14ml)
Schlagvolumen / Körperoberfläche (ml/m 2 ) 51 ml/m 2 (± 7 ml/m 2 ) 52 ml/m 2 (± 6,2 ml/m 2 )
Ejektionsfraktion 66 % (± 6 %) 67 % (± 4,6 %)
Pulsschlag 60–100 bpm 60–100 bpm
Herzzeitvolumen 4,0–8,0 l/Minute 4,0–8,0 l l/Minute

Pathophysiologie

Kategorien von Herzinsuffizienz

Schäden am Herzmuskel ( Myokard ), wie sie beispielsweise nach einem Myokardinfarkt oder einer Kardiomyopathie auftreten , beeinträchtigen die Leistung des Herzens als effiziente Pumpe und können die Auswurffraktion verringern. Eine solche Verringerung der EF kann sich als Herzinsuffizienz äußern . Die Leitlinien der European Society of Cardiology 2016 zur Diagnose und Behandlung der akuten und chronischen Herzinsuffizienz unterteilten die Herzinsuffizienz auf der Grundlage der LVEF in drei Kategorien:

  1. normale oder erhaltene LVEF [≥50%] (HFpEF)
  2. moderat reduzierte LVEF [im Bereich von 40–49%] (HFmrEF)
  3. reduzierte LVEF [<40%] (HFrEF)]

Eine chronisch niedrige Ejektionsfraktion von weniger als 30 % ist in den USA eine wichtige Schwelle für den Anspruch auf Invaliditätsleistungen.

Berechnung

Per Definition ist das Blutvolumen in einem Ventrikel am Ende der Diastole das enddiastolische Volumen (EDV). Ebenso ist das am Ende der Systole (Kontraktion) in einem Ventrikel verbleibende Blutvolumen das endsystolische Volumen (ESV). Der Unterschied zwischen EDV und ESV ist das Schlagvolumen (SV). Die Ejektionsfraktion ist die Fraktion des enddiastolischen Volumens, die bei jedem Schlag ausgestoßen wird; das heißt, es ist das Schlagvolumen (SV) geteilt durch das enddiastolische Volumen (EDV):

Wobei das Schlagvolumen gegeben ist durch:

EF ist von Natur aus eine relative Messung – ebenso wie jeder Bruch, jedes Verhältnis oder jeder Prozentsatz , während das Schlagvolumen, das enddiastolische Volumen oder das endsystolische Volumen absolute Messungen sind.

Geschichte

Der Ursprung des Begriffs Ejektionsfraktion ist etwas unklar. Nach William Harveys Beschreibung des Grundmechanismus des Kreislaufs im Jahr 1628 ging man zunächst davon aus, dass sich das Herz während der Systole vollständig entleerte. Allerdings beobachteten Chauveau und Faivre 1856 , dass nach der Kontraktion etwas Flüssigkeit im Herzen zurückblieb. Dies wurde 1888 von Roy und Adami bestätigt. 1906 schätzte Henderson das Verhältnis des in der Systole abgegebenen Volumens zum Gesamtvolumen des linken Ventrikels auf ungefähr 2/3. 1933 schlug Gustav Nylin vor, das Verhältnis Herzvolumen/Schlagvolumen (der Kehrwert der Auswurffraktion) als Maß für die Herzfunktion zu verwenden. 1952 verwendeten Bing und Kollegen eine geringfügige Modifikation von Nylins Vorschlag (EDV/SV), um die rechtsventrikuläre Funktion unter Verwendung einer Farbstoffverdünnungstechnik zu beurteilen. Wann genau die Beziehung zwischen diastolischem Endvolumen und Schlagvolumen in ihre aktuelle Form umgewandelt wurde, ist unklar. Holt berechnete das Verhältnis SV/EDV und stellte fest, dass '...der Ventrikel sich auf "fraktionelle" Weise entleert, ungefähr 46 Prozent seines enddiastolischen Volumens bei jedem Schlag ausgestoßen wird und 54 Prozent im Ventrikel an der Ende der Systole". Im Jahr 1962 verwendeten Folse und Braunwald das Verhältnis von Vorwärtsschlagvolumen/EDV und beobachteten, dass "Schätzungen des Anteils des linksventrikulären enddiastolischen Volumens, der während jedes Herzzyklus in die Aorta ausgestoßen wird, sowie des ventrikulären End- diastolisches und Residualvolumen liefern grundlegende Informationen für eine hämodynamische Analyse der linksventrikulären Funktion". Im Jahr 1965 haben Bartle et al. verwendeten den Begriff Auswurffraktion für das Verhältnis SV/EDV, und der Begriff Auswurffraktion wurde 1968 in zwei Übersichtsartikeln verwendet, was auf eine weite Verbreitung zu dieser Zeit hindeutet.

Verweise