Способ оценки динамики кислородтранспортной функции крови

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ ФУНКЦИИ КРОВИ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный медицинский университет(72) Авторы Снежицкий Виктор Александрович Дешко Михаил Сергеевич Стемпень Татьяна Петровна Белюк Наталья Станиславовна(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный медицинский университет(57) Способ оценки динамики кислородтранспортной функции крови, включающий измерение в крови до и после лечения парциального напряжения кислорода 2, общего содержания кислорода 2 и парциального напряжения кислорода, при котором гемоглобин оксигенирован наполовину, 50, отличающийся тем, что рассчитывают относительные изменения значений указанных параметров в процентах, выявляют значимые изменения значений параметров, причем значимым считают изменение значения параметра более чем на 5 , а незначимое изменение приравнивают к нулю, определяют сумму изменений значений всех трех параметров и оценивают динамику кислородтранспортной функции крови как положительную, если выявлено значимое увеличение значений трех параметров и сумма изменений более 15 , или выявлено значимое увеличение значений двух параметров и сумма изменений более 10 , или выявлено значимое увеличение значения одного параметра и сумма изменений более 5 , или оценивают динамику кислородтранспортной функции крови как отрицательную, если выявлено значимое снижение значений трех параметров и сумма изменений менее 15 , или выявлено значимое снижение значений двух параметров и сумма изменений менее 10 , или выявлено значимое снижение значения одного параметра и сумма изменений менее 5 , или делают вывод об отсутствии динамики кислородтранспортной функции крови, если значимые изменения значений параметров не выявлены. Изобретение относится к области медицины, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано для оценки динамики кислородтранспортной функции крови(КТФК). В основе физиологической регуляции снабжения тканей кислородом лежат генетически детерминированные детали биологической конструкции системы транспорта кислорода особенности строения и локализации в клетке митохондрий, величины коэффициента диффузии и растворимости кислорода в различных компонентах тканей, неньютоновские 18469 1 2014.08.30 свойства крови, особенности строения стенок кровеносных сосудов разных типов и их проницаемость для газов, скорости оксигенации и деоксигенации крови на разных этапах этих реакций в микрососудах, функция сердца и т.д. 1. Количество кислорода, поступающего в ткани за единицу времени, зависит от ряда констант и переменных величин степени насыщения гемоглобином кислорода, величины парциального давления артериальной крови, кислородной емкости крови, формы и положения кривой диссоциации оксигемоглобина, объемной скорости кровотока в газообменных сосудах, скорости утилизации кислорода тканями, плотности сети газообменных сосудов в данном участке ткани, коэффициента диффузии и растворимости кислорода в ткани, скорости деоксигенации оксигемоглобина и т.д. Практически все эти параметры взаимозависимы, что затрудняет изучение КТФК 2. Нарушение КТФК может вести к развитию гипоксии - наиболее универсальному патологическому состоянию организма человека, в той или иной степени сопровождающему все патологические процессы при разнообразных заболеваниях человека как в интенсивной терапии, так и при хронической патологии 3. Все это порождает необходимость адекватной оценки гипоксических состояний в общем и КТФК в частности, а также динамического контроля этих состояний. Сложность реализации указанных направлений обусловлена тем, что между параметрами КТФК существуют комплексные и нередко трудно предсказуемые взаимодействия. Так, изменение одного параметра может быть полностью или частично компенсировано другими 4. Следует помнить и о внутрииндивидуальной биологической вариабельности параметров КТФК. Кроме того, исследование КТФК требует часто быстрого анализа, вследствие чего используются разного рода экспресс-анализаторы, которые характеризуются определенной степенью погрешности измерений 5. Известен способ оценки кислородного обеспечения организма путем определения газового состава и показателей кислотно-щелочного равновесия крови, уровня потребления организмом кислорода и вычисления показателя кислородного обеспечения, отличающийся тем, что с целью повышения точности и снижения травматичности способа дополнительно определяют минутный объем кровообращения и его индивидуальную должную величину,газовый состав и показатели кислотно-щелочного равновесия исследуют в артериальной капиллярной крови, а показатель кислородного обеспечения организма вычисляют по формуле ККО 2 факт./2 долж.МОКфакт./МОКдолж.(ВВЕ)факт./(ВВЕ)долж.,где ККО - коэффициент кислородного обеспечения 2 факт. - фактическое содержание кислорода в крови (мл/100 мл) 2 долж. - должное содержание кислорода в крови(20 мл/100 мл) МОКфакт. - фактический минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, мл/минм 2 МОКдолж. - должный минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, мл/минм 2 факт. - алгебраическая сумма фактических значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови, ммоль/л долж. - алгебраическая сумма должных значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови, 24 ммоль/л. При значении этого показателя 0,85-1,15 считают, что доставка кислорода соответствует потребности организма,при значении 0,84 и менее оценивают как признак гипоксии, а в случае, когда этот показатель становится больше 1,15, считают, что кислородное обеспечение организма не ухудшено, но имеются индивидуальные особенности гемодинамики, системы крови и метаболизма, обуславливающие увеличение ККО 6. Недостатком данного способа является расширение объема обследования за счет необходимости определения минутного объема крови. Известен способ определения степени гипоксии, включающий внутриоперационное определение показателей доставки кислорода 2, утилизации кислорода 2, тканевую доступность кислорода 50, напряжение экстракции артериального кислорода , общее периферическое сосудистое сопротивление ОПСС. На основании перечисленных параметров выделяют 3 степени тяжести гипоксии- компенсации,- субкомпенсации,2 18469 1 2014.08.30 декомпенсации.степень соответствует следующим значениям указанных параметров ОПСС 1300-1399 дин/ссм-5, 2 490-539 мл/минм 2, 2 166-180 мл/минм 2, 2 6,6-7,0 ммоль/л, 50 29-31 мм РТ .ст.,42-44 мм рт. ст.степень соответствует следующим значениям указанных параметров ОПСС 1400-1499 дин/ссм-5, 2 420-489 мл/минм 2,2 181-195 мл/минм 2, 2 6,0-6,5 ммоль/л, 50 32-35 мм рт. ст.,45-47 мм рт. ст.степень соответствует следующим значениям указанных параметров ОПСС 1500-1700 дин/ссм-5,2 350-419 мл/минм 2, 2 196-220 мл/минм 2, 2 5,5-5,9 ммоль/л, 50 36-40 мм рт. ст.,48-50 мм рт. ст. 7. Недостатками данного способа являются ориентированность на внутриоперационный анализ, в то же время необходимость оценить состояние гипоксии и ее динамику возникает в самых разных клинических ситуациях, а не только при оперативных вмешательствах большое количество параметров, позволяющих, с одной стороны, более точно и комплексно оценить состояние гипоксии, однако, с другой стороны, усложняя сам процесс,т.к. не все экспресс-анализаторы газов крови позволяют получить используемые параметры, кроме того, не очерчены ситуации, когда некоторые величины соответствуют одной степени гипоксии, а остальные - другой предложенные значения используются при исследовании артериальной крови, тогда как артериальная пункция является травматичной манипуляцией, ассоциированной с высоким риском осложнений, прежде всего артериальных тромбозов. Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки кислородного статуса артериальной крови, включающий последовательное оценивание трех ключевых показателей, характеризующих поступление 2, гемический транспорт 2 и высвобождение 50 кислорода. Причем 2 имеет наивысший приоритет, приоритет 2 ниже, а 50 еще ниже. Если значение 2 находится в нормальных пределах, переходят к следующему параметру. Если нет, необходимо определить фактор, повлиявший на 2 (например, легочная патология, право-левый внутрисердечный шунт, сниженная альвеолярная вентиляция, атмосферное давление) и добиться оптимизации. Только после этого можно переходить к анализу последующего ключевого параметра 4. Однако в данном способе не учитываются возможность погрешности измерений и внутрииндивидуальная биологическая вариабельность используемых параметров, вследствие чего положительная либо отрицательная динамика того или иного параметра может быть оценена как значимая и повлечь несоответствующие реальному состоянию пациента изменения в тактике ведения. Задача изобретения - разработка патогенетически обоснованного, универсального,надежного способа для оценки динамики кислородтранспортной функции крови. Поставленная задача решается путем измерения в крови до и после лечения парциального напряжения кислорода 2, общего содержания кислорода 2 и парциального напряжения кислорода, при котором гемоглобин оксигенирован наполовину, 50. Отличительным моментом является то, что рассчитывают относительные изменения значений указанных параметров в процентах, выявляют значимые изменения значений параметров,причем значимым считают изменение значения параметра более чем на 5 , а незначимое изменение приравнивают к нулю, определяют сумму изменений значений всех трех параметров и оцениваютдинамику кислородтранспортной функции крови как положительную, если выявлено значимое увеличение всех трех параметров и сумма изменений более 15 , или выявлено значимое увеличение двух параметров и сумма изменений более 10 , или выявлено значимое увеличение одного параметра и сумма изменений более 5 ,или оценивают динамику кислородтранспортной функции крови как отрицательную, если выявлено значимое снижение значений трех параметров и сумма изменений менее 15 ,или выявлено значимое снижение двух параметров и сумма изменений менее 10 , или выявлено значимое снижение одного параметра и сумма изменений менее 5 , или делают вывод об отсутствии динамика кислородтранспортной функции крови, если значимые изменения значений параметров не выявлены. 3 18469 1 2014.08.30 Способ осуществляют следующим образом. Производят забор крови (артериальной,венозной или капиллярной в зависимости от типа крови, использовавшейся при предыдущем исследовании) в гепаринизированный шприц или капилляр. После перемешивания крови с антикоагулянтом через минимально возможный промежуток времени проводят анализ на любом из анализаторов газов крови и кислотно-основного состояния. Определяют ряд показателей, среди которых для оценки динамики кислородтранспортной функции крови используют три следующих ключевых параметра парциальное напряжение кислорода 2, общее содержание кислорода в крови 2, парциальное напряжение кислорода, при котором гемоглобин оксигенирован наполовину (50). Рассчитывают относительное изменение указанных параметров в процентах от значения при предыдущем измерении и определяют сумму значимых относительных величин, при этом значимым является изменение любого из параметров более чем на 5 . Оценивают динамику кислородтранспортной функции крови как положительную в следующих случаях если находят значимое увеличение всех трех параметров и суммарное изменение составляет более 15 если находят значимое увеличение двух из трех параметров и суммарное изменение составляет более 10 если находят значимое увеличение одного из трех параметров, и суммарное изменение составляет более 5 . Оценивают динамику кислородтранспортной функции крови как отрицательную в следующих случаях если находят значимое снижение всех трех параметров, и суммарное изменение составляет более 15 если находят значимое снижение двух из трех параметров и суммарное изменение составляет более 10 если находят значимое снижение одного из трех параметров, и суммарное изменение составляет более 5 . При других результатах динамика кислородтранспортной функции крови отсутствует. Предложенным способом обследованы 111 пациентов с ФП (возраст 55 (48-59) лет,мужчины 77,5 ), среди них 37 пациентов с пароксизмальной формой, 28 - с персистирующей и 46 - с постоянной, идиопатической (4 (3,6 или развившейся на фоне артериальной гипертензии (32 (28,8 , ишемической болезни сердца (14 (12,6 , их сочетания (49 (44,1 либо постмиокардитического кардиосклероза (12 (10,8 . Пациенты со значимой соматической сочетанной патологией (инфаркт миокарда, врожденные и приобретенные пороки сердца, инсульт, хроническая бронхолегочная патология, сахарный диабет, гипертиреоз, экзогенная интоксикация) не были включены в обследование, поскольку исходно имеют высокий риск прогрессирования ХСН и требуют лечения основного заболевания. Помимо сбора жалоб, изучения анамнеза, физикального исследования, общеклинических анализов, стандартных биохимического и коагулографического исследований, записи электрокардиограммы, эхокардиографии дополнительно определяли газовый состав крови и параметры кислотно-основного состояния. Для этого производили забор капиллярной крови в объеме 100 мкл в гепаринизированные капилляры с последующим анализом (не позднее 15 мин) на анализаторе газов крови и критического состояния( , ). Получали следующие параметры концентрация ионов водорода , парциальное давление углекислого газа (2, мм рт. ст.), парциальное давление кислорода (2, мм рт. ст.), насыщение гемоглобина кислородом (2, ), гематокрит (, ), гемоглобин (, г/л), избыток оснований во внеклеточной жидкости(, ммоль/л), избыток оснований (, ммоль/л), стандартная концентрация бикарбона тов (, ммоль/л), бикарбонат (3 , ммоль/л), общий 2 (2, ммоль/л), альвеолярный кислород (, мм рт.ст.), альвеолярно-артериальный кислородный градиент (-2,мм рт. ст.), парциальное давление кислорода, при котором гемоглобин оксигенирован на 50(50, мм рт. ст.), кислородная емкость (2 сар, мл/дл), общее содержание кислорода(2, мл/дл). Повторное определение тех же величин проводили через 10 дней лечения. Пациенты получали антиаритмическую (амиодарон или соталол), антитромботическую (варфарин или аспирин) терапию, ингибиторы ангиотензин превращающего фер 4 18469 1 2014.08.30 мента (рамиприл, или эналаприл, или лизиноприл), бетаадреноблокаторы (метопролол,или бисопролол, или карведилол) согласно стратегиям контроля ритма (пароксизмальная и персистирующая ФП) или контроля ЧСС (постоянная ФП). После выписки из стационара осуществляли динамический контроль (медиана 1 год) за состоянием пациентов путем беседы по телефону, амбулаторных визитов, при необходимости повторной госпитализации. В таблице отражены параметры, характеризующие газовый состав крови и кислотно-основное состояние до и после лечения в группах, в виде медианы и интерквартильного размаха. Из таблицы видно, что в результате лечения отмечалось значимое повышение 2 и 2 у пациентов с пароксизмальной ФП, 50 при этом не изменилось. В группах пациентов с персистирующей и постоянной ФП значимая динамика изучаемых параметров отсутствовала. При анализе динамики КТФК у каждого из пациентов по отдельности с использованием предложенного способа получили, что среди пациентов с пароксизмальной ФП ухудшение имело место у 4 (10,8 ), отсутствие динамики у 10 (27,0 ), а улучшение у 23(62,2 ) (0,0005, тест Мак-Немара). Среди пациентов с персистирующей ФП ухудшение имело место у 9 (32,1 ), отсутствие динамики у 10 (35,7 ), а улучшение у 9 (32,1 ). Среди пациентов с постоянной ФП ухудшение имело место у 11 (23,9 ), отсутствие динамики у 16 (34,8 ), а улучшение у 19 (41,3 ) . Улучшение КТФК коррелировало (корреляции Кендалла) с прогнозом у пациентов с пароксизмальной ФП - с частотой развития инсульта (-0,41,0,05) у пациентов с пароксизмальной и персистирующей ФП - с частотой рецидивирования ФП после кардиоверсии (-0,24,0,05) у пациентов с постоянной ФП - с частотой прогрессирования хронической сердечной недостаточности (-0,54,0,05). Приводим примеры, подтверждающие возможность осуществления способа. Пример 1. Пациент К., женщина, 66 лет, находилась на лечении в кардиологическом отделении 3 УЗ Гродненский областной кардиологический диспансер с диагнозом ИБС кардиосклероз. Персистирующая фибрилляция предсердий с исходом в синусовый ритм (от 16.11.2009). Атеросклероз аорты и коронарных сосудов. 1. При поступлении получены следующие результаты 2 67,5 мм рт. ст., 50 28,5 мм рт. ст., 2 19,7 мл/дл. После лечения 2 66,6 мм рт. ст., 50 27,8 мм рт. ст., 2 19,0 мл/дл. Таким образом, относительное изменение составило для 2 1,3 , 50 2,5 , 2 3,6 . Как видно, все полученные относительные величины менее 5 , т.е. данные изменения незначимы, поэтому несмотря на некоторое снижение динамика КТФК отсутствует. Пример 2. Пациент В., женщина, 41 год, находилась на лечении в кардиологическом отделении 3 УЗ Гродненский областной кардиологический диспансер с диагнозом Артериальная гипертензия 2 ст., риск 2. Пароксизмальная фибрилляция предсердий. 0. При поступлении получены следующие результаты 2 76,2 мм рт. ст., 50 25,7 мм рт. ст.,2 18,9 мл/дл. После лечения 2 82,7 мм рт. ст., 50 26,5 мм рт. ст., 2 19,2 мл/дл. Таким образом, относительное изменение составило для 2 8,5 , 50 3,1 , 2 1,6 . Как видно, относительное изменение 2 более 5 , а значит, значимое тогда как 50 и 2 - менее 5 , т.е. нулевое. Сумма указанных относительных величин составила 8,5 ,т.е. более 5 , а значит, имеет место улучшение КТФК. Пример 3. Пациент П., женщина, 55 лет, находилась на лечении в кардиологическом отделении 3 УЗ Гродненский областной кардиологический диспансер с диагнозом Артериальная гипертензия 3 ст., риск 4. Персистирующая фибрилляция предсердий с исходом в синусовый ритм (17.09.2009). Атеросклероз аорты. 1. При поступлении получены следующие результаты 2 72,2 мм рт.ст., 50 28,5 мм рт. ст., 2 17,6 мл/дл. После лечения 2 63,8 мм рт. ст., 50 27,7 мм рт. ст., 2 18,3 мл/дл. Таким образом, относительное 5- критерий Вилкоксона, значимые различия при 0,05- статистически незначимые различия. Результаты определения параметров газового состава крови и кислотно-основного состояния в капиллярной крови у пациентов с различными формами фибрилляции предсердий Пароксизмальная ФП Персистирующая ФП Постоянная ФП ПараИсходно Повторно Исходно Повторно Исходно Повторно метры 18469 1 2014.08.30 изменение составило для 2 11,6 , 50 2,8 , 2 10,2 . Как видно, относительное изменение 50 менее 5 , а значит, незначимое, тогда как 2 и 2 значимо снизились. Сумма указанных относительных величин составила 21,8 , т.е. более 10 , а значит,имеет место ухудшение КТФК. Таким образом, данный способ позволяет индивидуально оценить динамику КТФК на различных стадиях течения заболевания, эффективность лечения и оптимизировать дальнейшее лечение является патогенетически обоснованным, т.к. объединяет три ключевых параметра КТФК, отражающих поступление, транспорт и отдачу кислорода надежным,т.к. учитывает аналитическую вариабельность результатов универсальным, поскольку реализация способа не зависит от типа используемой для выполнения исследования крови. Источники информации 1. Иванов К.П. Биологическая конструкция системы транспорта кислорода у млекопитающих и закон симморфизма // Журн. общ. биол. - 1996. - Т. 57. -6. - С. 699-717. 2. Иванов К.П. Современные представления о транспорте кислорода из крови в ткани// Успехи физиол. наук. - 2001. - Т. 32. -4. - С. 3-22. 3. Новиков В.Е., Катунина Н.П. Фармакология и биохимия гипоксии // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2002. -2. - С. 73-87. 4. Курек В.В., Цыбин И.Ч. Современные представления об оценке кислородного статуса артериальной крови в условиях интенсивной терапии // Здравоохранение. - 2001.4. - С. 35-39. 5. О системе мер по повышению качества клинических лабораторных исследований в учреждениях здравоохранения Российской Федерации. Приказ МЗ РФ 45 от 07.02.2000. 6. Патент 2064186, 1996. 7. Патент 28032, 2007. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.