Ejektionsfraktion und Schlagvolumen berechnen: EDV, ESV und HZV

Kurz gesagt: Das Schlagvolumen ist enddiastolisches minus endsystolisches Volumen. Die Ejektionsfraktion ist Schlagvolumen geteilt durch enddiastolisches Volumen und beschreibt einen relativen Auswurfanteil. Das Herzzeitvolumen ist Schlagvolumen mal Herzfrequenz und beschreibt den absoluten Fluss pro Minute. Mit dem Fick-Prinzip lässt sich das HZV außerdem aus Sauerstoffverbrauch und arteriovenöser Sauerstoffdifferenz berechnen.

  • Physikum-Rechnung
  • 4 Formeln
  • Relativ oder absolut
Lernheft Herzphysiologie & Kreislauf aus der Reihe Medizin Helden
Lernheft Herzphysiologie & KreislaufHerzzeitvolumen, Druck-Volumen-Schleife und EF mit Rechenfällen. Zum passenden Material

Rechenaufgaben zu Schlagvolumen, Ejektionsfraktion und Herzzeitvolumen gehören zu den sichersten Punkten im Physikum, wenn du die Formeln und Einheiten sauber beherrschst. Später in der Klinik begegnet dir die EF in fast jedem Echobefund und bestimmt die Einteilung der Herzinsuffizienz. Diese Seite bündelt die Formeln, zeigt typische Rechenfehler und erklärt, warum eine normale EF kein Beweis für ein gesundes Herz ist.

Welche Formeln brauchst du?

  • Schlagvolumen: SV = EDV − ESV, die Breite der Druck-Volumen-Schleife
  • Ejektionsfraktion: EF = SV / EDV, ein dimensionsloser Anteil, meist in Prozent angegeben
  • Herzzeitvolumen: HZV = SV × Herzfrequenz, in Litern pro Minute
  • Fick-Prinzip: HZV = Sauerstoffverbrauch / (arterieller minus gemischtvenöser Sauerstoffgehalt)

Beim Erwachsenen in Ruhe liegt das Schlagvolumen in einer Größenordnung um 70 ml, das Herzzeitvolumen um 5 l/min. Bezieht man das HZV auf die Körperoberfläche, erhält man den Herzindex, der Körpergrößen vergleichbar macht. Diese Werte helfen dir, Ergebnisse auf Plausibilität zu prüfen. Ein HZV von 50 l/min in Ruhe ist ein Rechenfehler.

Wie sehen typische Rechenbeispiele aus?

Angaben Rechnung Ergebnis
EDV 120 ml, ESV 50 ml SV = 120 − 50 SV 70 ml
EDV 100 ml, ESV 40 ml SV = 60 ml, EF = 60 / 100 EF 60 Prozent
Frequenz 70/min, SV 70 ml HZV = 70 × 70 ml = 4900 ml/min HZV 4,9 l/min
EDV 200 ml, ESV 150 ml SV = 50 ml, EF = 50 / 200 EF 25 Prozent, deutlich reduziert
O₂-Verbrauch 250 ml/min, arteriell 200 ml O₂/l, gemischtvenös 150 ml O₂/l HZV = 250 / (200 − 150) HZV 5 l/min

Die häufigsten Fehler sind vertauschte Volumina, also ESV durch EDV statt SV durch EDV, und vergessene Umrechnungen von Millilitern in Liter. Beim Fick-Prinzip wird gern die Differenz der Sauerstoffsättigungen statt der Sauerstoffgehalte eingesetzt. Lies die Einheiten in der Aufgabe deshalb zweimal.

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Warum ist eine normale EF kein Beweis für ein gesundes Herz?

Die EF beschreibt nur, welcher Anteil des Füllungsvolumens ausgeworfen wird. Sie sagt nichts über die absolute Menge und nichts über die Füllung. Ein kleiner, steifer Ventrikel kann eine normale EF haben und trotzdem zu wenig Blut fördern, weil er sich schlecht füllt. Das ist die Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion, die vor allem ältere Menschen mit Hypertonie betrifft. Bei einer Mitralinsuffizienz wiederum wird ein Teil des Schlagvolumens in den Vorhof zurückgeworfen. Die EF kann dann normal oder sogar hoch wirken, obwohl der Vorwärtsfluss in die Aorta vermindert ist.

Außerdem hängt die EF von den Lastbedingungen ab. Eine hohe Nachlast senkt sie, eine niedrige Nachlast erhöht sie, ohne dass sich die Kontraktilität ändert. Die Einteilung der Herzinsuffizienz nach EF in reduziert, leicht reduziert und erhalten ist klinisch nützlich, ersetzt aber nicht die Beurteilung von Füllung, Klappen und Klinik.

EF ist relativ, HZV ist absolut

In Kreuzfragen werden beide Größen gern gegeneinander ausgespielt. Eine hohe EF bei kleinem EDV kann ein niedriges Schlagvolumen bedeuten, eine niedrige EF bei stark dilatiertem Ventrikel ein noch normales. Prüfe immer, ob nach Anteil oder nach Menge gefragt ist.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie berechnet man das Schlagvolumen?

Das Schlagvolumen ist das enddiastolische minus das endsystolische Volumen. Bei einem EDV von 120 ml und einem ESV von 50 ml beträgt es 70 ml.

2. Was ist eine normale Ejektionsfraktion?

Beim Gesunden liegt die EF des linken Ventrikels typischerweise bei etwa 55 bis 70 Prozent. Werte unter etwa 40 Prozent gelten als deutlich reduziert. Die genauen Grenzwerte unterscheiden sich je nach Leitlinie und Messmethode.

3. Was besagt das Fick-Prinzip?

Der Sauerstoffverbrauch des Körpers entspricht dem Herzzeitvolumen mal der arteriovenösen Sauerstoffgehaltsdifferenz. Umgestellt lässt sich damit das HZV aus Sauerstoffverbrauch und Sauerstoffgehalten berechnen.

4. Kann man mit normaler EF eine Herzinsuffizienz haben?

Ja. Bei der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion ist die Füllung des Ventrikels gestört. Der Auswurfanteil bleibt normal, das absolute Schlagvolumen und die Belastbarkeit sind aber eingeschränkt.

5. Warum steigt das HZV bei Tachykardie nicht unbegrenzt?

Weil eine sehr hohe Frequenz vor allem die Diastole verkürzt. Die Kammer füllt sich schlechter, das Schlagvolumen sinkt, und das Produkt aus Frequenz und Schlagvolumen kann abnehmen.

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