Способ оценки кислородного обеспечения организма

 

Изобретение относится к медицине, в частности к способам оценки эффективности кислородного обеспечения организма. Это необходимо для объективной характеристики общего состояния и индивидуализации терапии лиц с заболеваниями, приводящими к развитию гипоксии, а также для выбора оптимального лечебного воздействия при проведении анастезиологического пособия и реанимационных мероприятий. Целью изобретения является повышение точности способа и снижение его травматичности. Сущность изобретения заключается в том, что определяют потребление организмом кислорода, содержание кислорода и показатели кислотно-щелочного равновесия в артериализированной капиллярной крови, а также фактический и должный минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, затем вычисляют коэффициент кислородного обеспечения по специальной формуле и в зависимости от величины коэффициента судят об адекватности кислородного обеспечения организма.

Изобретение относится к медицине, в частности к способам оценки жизненно важных функций организма в терапевтической практике.

Оценка эффективности кислородного обеспечения организма необходима для объективной характеристики общего состояния и индивидуализации терапии лиц с заболеваниями, приводящими к развитию гипоксии: патология легких и сердечно-сосудистой системы, анемии различного генеза, некоторые виды отравлений, а также для выбора оптимального лечебного воздействия при проведении анастезиологического пособия и реанимационных мероприятий.

Известен способ оценки кислородного обеспечения организма (А.А.Бунатян и соавт. 1977) с помощью следующих показателей: содержание кислорода в артериальной крови (CaO₂), индекс транспорта кислорода (ИТК) и индекс потребления кислорода (ИПК). Для расчета содержания кислорода в артериальной крови определяют сначала напряжение кислорода в артериальной крови, а также содержание гемоглобина и его насыщение кислородом, затем подставляют полученные значения в формулу (Rahn, Farni, 1964): где 1,34 константа Хюфнера; Hb содержание гемоглобина, г/100 мл; SaO₂ насыщение гемоглобина кислородом, 0,0031 коэффициент Бунзена; paO₂ напряжение кислорода в крови, мм рт.ст.

Индекс транспорта кислорода определяют как произведение сердечного индекса и CaO₂ (Grover, Weil, 1970).

Индекс потребления кислорода либо рассчитывают как произведение сердечного индекса и артериовенозной разницы по кислороду, либо определяется путем прямого измерения потребления организмом кислорода (Rahn, Fanri, 1964; Grover Weil, 1970).

Если кислородная емкость крови составляет 0,20 л кислорода на 1 л крови, индекс транспорта кислорода находится в пределах 550 600 мл/минм², а индекс потребления кислорода в пределах 140 160 мл/минм², то считают, что кислородное обеспечение организма находится в норме.

Однако этот способ достаточно травматичен, поскольку необходима пункция артерии для забора пробы крови и имеет низкую точность, т.е. не позволяет судить об удовлетворении индивидуальных потребностей организма в кислороде. Так, снижение потребления кислорода может быть обусловлено не только уменьшением его доставки к органам и тканям, но и собственно снижением уровня тканевого метаболизма. Увеличение доставки и потребления кислорода может быть связано с гиперметаболическим состоянием и, таким образом, не исключает наличия гипоксии (Г.А.Рябов, 1988).

Известен способ оценки кислородного обеспечения организма, выбранный нами в качестве прототипа (С.М.Толстопятов, 1983), путем определения содержания кислорода в артериальной крови уровня потребления кислорода, стандартного бикарбоната и сдвига бикарбоната в артериальной крови, а также измерения минутного объема дыхания и вычисления коэффициента по формуле где КГО коэффициент гемодинамического обеспечения,
УО₂ отношение содержания кислорода к кислородной емкости крови;
УМОД отношение измеренного минутного объема дыхания к должному;
УПО₂ отношение измеренного потребления кислорода к должному;
BE сдвиг бикарбоната, ммоль/л;
SB стандартный бикарбонат, ммоль/г.

Если коэффициент гемодинамического обеспечения находится в пределах 3,15 4,71% то считают, что кислородное обеспечение организма в норме.

Хотя в этом способе учитывается уровень тканевого обмена, он также является неточным, т.к. отсутствует характеристика кровообращения, играющего ведущую роль в доставке кислорода, а используемые для расчета должные величины минутного объема дыхания и потребления кислорода соответствуют состоянию нормативного основного обмена. Для более точной оценки физиологических параметров необходимо их сопоставление с должными значениями для условий фактического обмена, величины которых определяются не только полом, возрастом, антропометрическими данными, но также особенностями заболевания и реакции организма на патологические воздействия, рядом других индивидуальных особенностей (А.П. Голиков и соавт. 1985; Г.А. Рябов, 1988). Кроме того, необходимость пункции артерии для получения пробы крови затрудняет возможность применения способа для динамического контроля состояния пациента.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности способа и снижение его травматичности.

Сущность изобретения заключается в следующем. Определяют потребление организмом кислорода, содержание кислорода и показатели кислотно-щелочного равновесия в артериализированной капиллярной крови, а также фактический и должный минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, затем вычисляют коэффициент кислородного обеспечения по специальной формуле и в зависимости от величины коэффициента судят об адекватности кислородного обеспечения организма. Формула расчета коэффициента кислородного обеспечения (ККО)

где CaO_{2 факт.} фактическое содержание кислорода в крови, мл/100 мл;
CaO₂ должное содержание кислорода в крови (20 мл/100 мл);
МОК_факт. фактический минутный объем кровообращения, мл/минм²;
МОК_долж. должный минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, мл/минм²;
(SB+BE)_факт. алгебраическая сумма фактических значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови, ммоль/г;
(SB+BE)_долж. алгебраическая сумма должных значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови (24 ммоль/г).

Коэффициент кислородного обеспечения позволяет оценить соответствие доставки кислорода потребности организма в нем. Возможна раздельная оценка основных компонентов системы транспорта кислорода: гемического (по CaO_{2 факт.}/CaO_{2 долж.}), гемодинамического (по МОК_факт./МОК_долж.) и удовлетворения потребности организма в кислороде (по (SB+BE)_факт./(SB+BE)_долж.). Все компоненты формулы и величина ККО при условии нормального состояния кислородного обеспечения должны быть близки к 1,0.

При исследовании контрольной группы здоровых людей (n 32) были получены следующие значения показателей, входящих в формулу расчета ККО (M m):
CaO_{2 факт.} 19,52 0,15 мл/100 мл;
CaO₂/CaO_{2 долж.} 0,98 0,009;
MOK_факт. 6,06 0,25 мл/минм²;
MOK_долж. 6,00 0,21 мл/минм²;
MOK_факт./MOK_долж. 1,01 0,03;
(SB+BE)_факт. 23,5 0,5 ммоль/л;
(SB+BE)_факт./(SB+BE)_долж. 0,99 0,02; KKO 0,98 0,03.

Среднеквадратичное отклонение ККО составило 0,15. Это позволяет считать нормальными значения ККО, лежащие в пределах от 0,85 до 1,15 (А.К.Митропольский, 1971). Если ККО составляет менее 0,85, то это свидетельствует о наличии гипоксии. Повышение ККО свыше 1,15 может быть обусловлено гиперкинетическим состоянием кровообращения, гипергемоглобинемией, алкалозом. Обеспечение организма кислородом при этом не страдает.

Способ осуществляли следующим образом. Для получения артериализированной капиллярной крови палец испытуемого перед взятием крови в течение 3 минут прогревали в воде с температурой 50^oC. Газы крови исследовали на микроанализаторе BMS-3 "Radiometr" (Дания). Потребление кислорода определяли с помощью газоанализатора "Спиролит-2" (ГДР). Минутный объем кровообращения определяли методом интегральной реографии тела по М.И.Тищенко на кондуктометрическом систоволюмографе КСВГ-1т. Индивидуальную должную величину минутного объема кровообращения для условий фактического обмена определяли в соответствии с принципом Н.Н.Савицкого о зависимости уровня кровообращения от интенсивности обменных процессов (Н.Н. Савицкий, 1974) по формуле

где ПО₂ потребление кислорода, мл/мин;
КК_факт. фактический калорический коэффициент кислорода, кал/л;
АВРО_{2 норм.} нормальная артериовенозная разница по кислороду (5 об.).

КК_норм. нормальный калорический коэффициент кислорода (4,86 кал/л).

Формула позволяет рассчитать величину минутного объема кровообращения, необходимую для обеспечения фактического (индивидуального) потребления кислорода только за счет деятельности сердца, без участия компенсаторно-приспособительных механизмов, направленных на увеличение артериовенозной разница по кислороду.

Способ оценки кислородного обеспечения организма применялся для динамического наблюдения за состоянием 71 больного крупноочаговым инфарктом миокарда. ККО рассчитывали на 9 этапах стационарного периода лечения больных: в 1, 3, 5, 7, 10, 14, 21, 28, и 35-е сутки заболевания.

Пример 1. Больной Ж. 7-е сутки инфаркта миокарда. Оценка кислородного обеспечения по способу-прототипу привела к следующему результату. КГО (0,841,080,98/23,5)100% 3,78% Видно, что величина КГО лежит в пределах нормы. Оценка кислородного обеспечения организма по предлагаемому способу показала: ККО 0,840,630,98 0,52, что свидетельствует о наличии гипоксии, основной причиной которой в данном случае является снижение минутного объема кровообращения, который составляет 0,63 от должной величины для фактического обмена.

При физикальном исследовании отмечались мелкопузырчатые хрипы в задне-базальных отделах легких и цианоз губ, что свидетельствует о левожелудочковой недостаточности и гипоксическом состоянии больного.

Пример 2. Больной Л. 1 сутки инфаркта миокарда, гипердинимический тип кровообращения, сердечный индекс (СИ) равен 3,82 л/минм².Показатели кислородного обеспечения организма: МОК_факт. 7,04 л/мин (1,13 должного); CaO_{2 факт.} 16,1 мл/100 мл (0,81 должного); (SB+BE)_факт. 13,5 ммоль/л (0,56 должного); ККО 0,51. Величина ККО свидетельствует о гипоксии. При физикальном исследовании определялся легкий цианоз губ и крыльев носа.

Пример 3. Больной В. 5 сутки инфаркта миокарда, нормодинамический тип кровообращения (СИ 3,39 л/минм²). Показатели кислородного обеспечения организма: МОК_факт. 5,70 л/мин (1,02 должного); CaO_{2 факт.} 15,7 мл/100 мл (0,78 должного); (SB+BE)_факт. 16,7 ммоль/л (0,70 должного); ККО 0,56. Величина ККО свидетельствует о гипоксии. При физикальном исследовании отмечались влажные хрипы в задне-базальных отделах легких и цианоз губ.

Примеры 2 и 3 показывают, что удовлетворительное состояние центральной гемодинамики у больных инфарктом миокарда не должно однозначно расцениваться как признак достаточного кислородного обеспечения организма. Несостоятельность последнего может быть связана с функциональной неполноценностью гемического компонента транспорта кислорода и высокой потребностью тканей в кислороде, что в свою очередь может быть обусловлено интенсификацией обменных процессов в связи с выраженной активизацией симпатико-адреналовой системы, характерной для острого периода инфаркта миокарда.

В то же время у больных с гиподинамическим типом кровообращения активизация механизмов компенсации недостаточности циркуляторного компонента транспорта кислорода позволяет достичь удовлетворительного уровня кислородного обеспечения организма.

Пример 4. Больной Щ. 5 сутки инфаркта миокарда, гипокинетический тип кровообращения (СИ 2,35 мл/минм²). Показатели кислородного обеспечения организма: МОК_факт. 4,81 л/мин (0,79 должного); CaO_{2 факт.} 20,2 мл/100 мл (1,01 должного); (SB+BE)_факт. 25,9 ммоль/л (1,08 должного); ККО 0,86. При физикальном исследовании явлений застойной сердечной недостаточности не отмечалось.

Пример 5. Больной К. Диагноз: ишемическая болезнь сердца, острый повторный инфаркт миокарда, аневризма передней стенки левого желудочка, недостаточность кровообращения 11Б. На 21-е сутки заболевания отмечались выраженные явления сердечной недостаточности по смешанному типу: одышка в покое, цианоз губ и крыльев носа, акроцианоз, застойные хрипы в легких, гепатомегалия, периферические отеки. Показатели кислородного обеспечения организма: МОК_факт. 2,44 л/мин (0,56 должного); CaO₂ 14,0 мл/100 мл (0,70 должного); (SB+BE)_факт. 22 ммоль/л (0,92 должного); ККО 0,36. На фоне лечения сердечными гликозидами и мочегонными больному были назначены нифедипин 40 мг/сут. и гепарин подкожно 10 тыс. ед/сут. с целью снижения постнагрузки и улучшения микроциркуляции. К 28-м суткам заболевания отмечено уменьшение одышки, цианоза и застоя в легких, улучшение общего состояния больного. Показатели кислородного обеспечения организма составили: МОК_факт. 3,01 л/мин (0,64 должного); CaO_{2 факт.} 14,6 мл/100 мл (0,73 должного); (SB+BE)_факт. 24,0 ммоль/л (1,0 должного); ККО 0,53. Несмотря на незначительное (с учетом потребности организма) увеличение минутного объема кровообращения, было достигнуто существенное улучшение общего состояния больного, которое было обусловлено улучшением кислородного обеспечения организма, о чем свидетельствовало отчетливое повышение ККО.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет индивидуализировать оценку центральной гемодинамики и повысить точность оценки состояния кислородного обеспечения организма. Более низкая по сравнению с прототипом травматичность позволяет использовать предлагаемый способ для динамического контроля состояния кислородного обеспечения организма. Результаты исследования больных с помощью предлагаемого способа могут служить основой для индивидуализированного выбора лечебных мероприятий и оценки их эффективности.

Список литературы
1. Бунатян А.А. Рябов Г.А. Маневич А.З. Анестезиология и реаниматология. М. Медицина 1977.

2. Голиков А.П. Матвеев С.Б. Рябинин В.А. Голиков П.П. Реальный транспорт кислорода у больных инфарктом миокарда в зависимости от типа центральной гемодинамики. // Кардиология, 1985, N 2, с. 61 64.

3. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М. Наука, 1971.

4. Савицкий Н.Е. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Изд. 3-е. Л. Медицина, 1974.

5. Толстопятов С.М. Способ диагностики недостаточности кровообращения в остром периоде инфаркта миокарда. // Врачеб. дело, 1983, N 3, с. 50 - 52.

6. Grover R.F. Weil J.V. Systemic oxygen transport. // Advances in experimental medicine and biology. Red cell metabolism and function. V. 6. N.Y. Plenum press, 1970. P.191 218.

7. Rahn H. Farhi L.E. Ventilation, perfusion and gas exchange the Va/Q concept // Handbook of Physiology. Sec. 3. Respiration. V.1. Washington, 1964. P. 735 766.

Формула изобретения

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:

где ККО коэффициент кислородного обеспечения;
CaO_2факт. фактическое содержание кислорода в крови, мл/100 мл;
CaO_2долж. должное содержание кислорода в крови, (20 мл/100 мл);
МОК_факт фактический минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, мл/мин.хмм²;
МОК_долж должный минутный объем кровообращения для условий фактического обмена, мл/мин.хмм²;
(SB+BE)_факт алгебраическая сумма фактических значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови, ммоль/л;
(SB+BE)_долж алгебраическая сумма должных значений стандартного бикарбоната и сдвига буферных оснований в крови, 24 ммоль/л,
и при значении этого показателя 0,85-1,15 считают, что доставка кислорода соответствует потребности организама, 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.