Спосіб оцінки функціонального стану кардіореспіраторної системи

Спосіб оцінки функціонального стану кардіореспіраторної системи, включаючий оцінку вентиляційних показників, центральної гемодинаміки, кисневолужного стану крові, транспорт кисню, який відрізняє ться тим, що додатково визначають екстракцію кисню тканинами та розраховують інтегральні показники складових ланок КРС та інтегральний показник діяльності всієї системи, при цьому респіраторну ланку вивчають за показником хвилинного об’єму дихання, метаболічну ланку – за показником артеріовенозної різниці по парційному тиску двоокису вуглецю, гемічну ланку – за показником індексу кисневого потоку, тканинну ланку – за показником екстракції кисню тканинами, з наступною оцінкою кожного з показників та визначенням загального інтегрального показника діяльності КРС по формулі: A (54) СПОСІБ ОЦІНКИ ФУНКЦ ІОНАЛЬНОГО СТАНУ КАРДІОРЕСПІРАТОРНОЇ СИСТЕМИ 36248 нями дихального об’єму, загальної ємності легень та ударного об’єму крові. При цьому автор не оцінює стану гемічної, гемодинамічної, метаболічної, транспортної та тканинної ланок, які є динамічними складовими системи, які беруть активну участь в компенсаторно-пристосувальних реакціях КРС до змінюючихся умов зовнішнього та внутрішнього середовища. Оскільки коректна оцінка функціональних резервів системи не може бути проведена без урахування стану всіх складових цієї системи, результативність запропонованого засобу не є достатньою, що пов’язано з використанням в якості критеріїв лише трьох параметрів, які, притому, не є інтегральними. Таким чином, вада цієї роботи в тому, що не був використаний власно системний підхід під час вивчення функціональних резервів системи з адекватною оцінкою її ланок, та не враховувався стан інтегрального показника діяльності системи – споживання кисню тканинами. Дослідження И.С.Бреслав, Г.Г.Исаева "Реакции кардиореспираторной системы на увеличенное сопротивление дыханию" (Успехи физиологических наук, № 2, т. 22, 1991, с. 3-18) висвітлює вивчення роботи дихальних м’язів, приросту максимального серцевого викиду в умовах підвищення резистивного опору диханню (обмеження швидкостей повітряних потоків), під час фізичних навантажень (велоергометрія), з розглядом питань проявів стомленості дихальних м’язів в умовах тривалого впливу наведених факторів. В роботі наведена схема механізмів реакцій кардіореспіраторної системи на підвищений опір диханню, що базується на оцінці функціонального стану респіраторних м’язів. В даному дослідженні також не використовується власно системний підхід під час оцінки реакцій КРС, не враховується функціональний взаємовплив ланок системи, взагалі не беруться до уваги метаболічний, кисневотранспортний та екстракційний механізми реакцій. Основним недоліком проведених досліджень є нечіткість оцінки функціонального стану ланок системи, відсутність фіксованих критеріїв компенсації /декомпенсації роботи системи, що пов’язано з відсутністю використання інтегральних показників діяльності КРС та окремих її ланок, неврахуванням ціни компенсації шляхом вивчення вкладу кожної з ланок в компенсаторний процес. Як викриває оцінка рівня розвитку медицини, найменш вивченим є стан кисневотранспортних систем та споживання кисню тканинами в загальноклінічній практиці. Виключення складають лише роботи щодо оцінки стану хворих в умовах оперативного втр учання з використанням приладів штучного кровообігу. Так, в дослідженнях М.І. Шахназарова, Л.Ф. Шердукалова "Способ диагностики острой сосудистой недостаточности у больных пороками сердца в условиях сердечно-легочного обхода с оксигенацией" (АС SU 1627118 А1); А.А. Еременко, Ю.М. Ми хайлова, Е.А. Кукаева "Кислородно-транспортная функция крови при уменьшении концентрации гемоглобина у больных после операций на открытом сердце" (Анестезиология и реаниматология, № 4, 1986, c. 33-36); В.В. Аббакумова, И.И.Дементьєва "Роль сердечнососудистой системы в обеспечении транспорта О2 у больных после операции на открытом сердце" (Анестезиология и реаниматология, № 4, 1986, c. 36-39) та деяких інших, використовувався метод оцінки кисневотранспортної функції крові, екстракції кисню тканинами, стану гемодинамічної, гемічної ланок системи з використанням загальноприйнятих формул. Однак, основна вада цих робіт в тому, що при вивченому стані всіх ланок КРС, не проводилась окрема оцінка інтегральних показників діяльності кожної з ланок та всієї системи в цілому. На наш погляд останнє положення характеризує виразність патологічних змін в тій чи іншій ланках системи, спрямованість та ефективність компенсаторних заходів різного рівня як в умовах хірургічної, так і соматичної патології з викриттям "ціни" компенсації. Під час характеристики питання в цілому, треба відокремити, що в доступній літературі не містяться повідомлення про сумісну оцінку інтегральних показників діяльності респіраторної ланки, метаболічної ланки, гемічної, гемодинамічної, тканинної ланок роботи функціональної системи, з виділенням інтегрального показника діяльності (ІПД) всієї системи, який достовірно корелює з інтегральними показниками діяльності окремих ланок системи та характеризує стан КРС в цілому. Звідси й відсутність єдиного погляду на інтерпретацію результатів комплексного лабораторного обстеження під час наявності єдиної думки про стадійність процесу компенсації в умовах патології. Дослідження М.М.Середенко, В.І.Портніченко, М.І.Величко, О.І.Ласиці "Патофізіологічні механізми порушення функції кардіореспіраторної системи у дітей середнього шкільного віку з хронічними обструктивними захворюваннями легень" (Фізіологічний журнал, т. 38, № 5, 1992, с. 22-26) найбільш повно відображує діяльність кардіореспіраторної системи як функціональної. При цьому проводиться оцінка вентиляційних показників, співвідношення вентиляції та кровотоку, гемодинаміки, кисневолужного стану артеріалізованої капілярної крові, транспорту кисню, що взагалі є достатнім для характеристики функціонального стану всіх ланок КРС. Однак, в наведеному дослідженні, як і в іншій доступній літературі, нам не вдалось знайти повідомлень про оцінку екстракції кисню тканинами, яка відображує стан тканинної ланки КРС, а також даних про споживання кисню тканинами, як про основний показник діяльності КРС, який демонструє е фективність забезпечення попиту тканин в кисні. Спосіб оцінки функціонального стану кардіореспіраторної системи у дітей, запропонований в роботі М.М.Середенко, В.І.Портніченко, М.І.Величко, О.І.Ласиці "Патофізіологічні механізми порушення функції кардіореспіраторної системи у дітей середнього шкільного віку з хронічними обструктивними захворюваннями легень" (Фізіологічний журнал, т. 38, № 5, 1992, c. 22-26), за технічною суттю та результатами, які можуть бути досягненими, є найбільш близьким до того, що заявляється, тому його обрано за прототип. На основі вищевикладеного, в основу винаходу покладено задачу підвищення точності оцінки функціонального стану кардіореспіраторної системи шляхом уніфікації інтегральних показників діяльності окремих ланок цієї системи. 2 36248 Задача, яка покладена в основу винаходу, вирішується тим, що у відомому способі оцінки функціонального стану кардіореспіраторної системи, який включає оцінку вентиляційних показників, центральної гемодинаміки, кисневолужного стану крові, транспорту кисню, згідно з винаходом додатково визначають екстракцію кисню тканинами, та розраховують інтегральні показники складових ланок кардіореспіраторної системи та інтегральний показник діяльності всієї системи. При цьому респіраторну ланку вивчають за показником хвилинного об’єму дихання, метаболічну ланку – за показником артеріовенозної різниці по парційному тиску двоокису вуглецю, гемічну ланку – за показником індексу кисневого потоку, тканинну ланку – за показником екстракції кисню тканинами, з наступною оцінкою кожного з показників та визначенням загального інтегрального показника діяльності КРС по формулі: ІПДКРС=ІПДРЛ•РаСО2•(1[ІПДМЛ/РеСО2)]):(0,863•ІПДГЛ•ІПДТЛ), де ІПДРЛ – інтегральний показник діяльності респіраторної ланки ІПДМЛ – інтегральний показник діяльності метаболічної ланки ІПДГЛ – інтегральний показник діяльності немічної ланки ІПДТЛ – інтегральний показник діяльності тканинної ланки ІПДКРС – інтегральний показник діяльності кардіореспіраторної системи РаСО2 – парційнй тиск СО2 в артеріальній крові РеСО2 – парційний тиск СО2 у видихальному повітрі При значенні цього показника 0,925±0,125 роботу системи оцінюють в стадії компенсації, а при значеннях вище визначеного – в стадії декомпенсації. Отримані значення інтегральних показників ланок системи порівнюють із загальноприйнятими нормами для кожного з цих показників та відображують у відсотках від того, який повинен бути. Діапазоном нормальних значень вважають 85115%.Потім роблять висновок про функціональний стан кожної з ланок КРС та її внесок в роботу всієї системи. Спосіб здійснюють наступним чином. Оцінюють функціональний стан респіраторної ланки, для чого проводять дослідження функцій зовнішнього дихання, оцінюють вентиляційно-перфузійні відносини, визначають інтегральний показник діяльності респіраторної ланки (ІПДРЛ) – хвилинний об’єм дихання (ХОД) за формулою: ІПДРЛ=ХОД=ЧД·ДО /St [л/хв·м 2], де ХОД – хвилинний об’єм дихання; ЧД – частота ди хань; ДО – ди хальний об’єм; St – площа поверхні тіла Оцінюють функціональний стан метаболічної ланки та визначають інтегральний показник діяльності метаболічної ланки (ІПДМЛ) – артеріовенозну різницю з парціального тиску двоокису вуглецю (dPCО2) за формулою: ІПДМЛ=dPCО2=РвСО2-РаСО2 [мм. рт. ст.], де dPCО2 – артеріовенозна різниця по парціальному тиску СО2; РвСО2 – парційний тиск СО2 в венозній крові; РаСО2 – парційний тиск СО2 в артеріальній крові. Оцінюють функціональний стан гемічної ланки шляхом визначення інтегрального показника діяльності гемічної ланки (ІПДГЛ) – індекс кисневого потоку (ІКП) за формулою: ІПДГЛ=ІКП=СаО2·СІ=(1.34·Hba·SaО2+0.0031· РаО2 [мл/хв·м 2], де ІКП – індекс кисневого потоку; CaО2 – концентрація кисню в артеріальній крові; Hba – вміст гемоглобіну в артеріальній крові; 1.34 – константа Гюффнера; SaО2 – насичення гемоглобіну артеріальної крові киснем; 0.0031 – коефіцієнт розчинності кисню в артеріальній крові; РаО2 – парційний тиск кисню в артеріальній крові; СІ – серцевий індекс. Оцінюють функціональний стан тканинної ланки з визначенням інтегрального показника діяльності тканинної ланки (ІПДТЛ) – екстракції кисню тканинами – за формулою: ІПДТЛ=ЕО2=[(СаО 2-СвО2)/СаО2], де ЕО2 – екстракція кисню тканинами; CaО2 – концентрація кисню в артеріальній крові, що визначається за формулою CaО2=1.34·Hba·SaО2+0.0031·РаО2 [мл/л], де CaО2 – концентрація кисню в артеріальній крові; Hba – вміст гемоглобіну в артеріальній крові; 1.34 – константа Гюффнера; SaО2 – насичення гемоглобіну артеріальної крові киснем; 0.0031 – коефіцієнт розчинності кисню в артеріальній крові; РаО2 – парційний тиск кисню в артеріальній крові. СвО2 – концентрація кисню у змішаній венозній крові, що визначається за формулою СвО2=1.34·Нbв·SвО 2+0.0081·РвО2+0.0031·РаО2 [мл/л], де СвО2 – концентрація кисню у змішаній венозній крові; Hba – вміст гемоглобіну в артеріальній крові; 1.34 – константа Гюффнера; SaО2 – насичення гемоглобіну артеріальної крові киснем; 0.0031 – коефіцієнт розчинності кисню в артеріальній крові; 0.0081 – коефіцієнт розчинності кисню у венозній крові; PaО2 – парційний тиск кисню в артеріальній крові; РвО2 – парційний тиск кисню в венозній крові. За отриманими значеннями інтегральних показників діяльності всіх ланок системи розраховують інтегральний показник діяльності КРС, дихальний коефіцієнт (ДК), за формулою: ІПДКРС=ІПДРЛ·РаСО2·(1-[ІПДМЛ/(ІПДМЛРеСО2)]):(0,863·ІПДГЛ·ІПДТЛ), де ІПДРЛ – інтегральний показник діяльності респіраторної ланки; ІПДМЛ – інтегральний показник діяльності метаболічної ланки; 3 36248 ІПДГЛ – інтегральний показник діяльності гемічної ланки; ІПДТЛ – інтегральний показник діяльності тканинної ланки; ІПДКРС – інтегральний показник діяльності кардіореспіраторної системи; РаСО2 – парційний тиск СО2 в артеріальній крові; РеС2 – парційний тиск СО2 у види хувальному повітрі. Якщо підставити в цю формулу формули розрахунку інтегральних показників діяльності ланок системи, які були наведені вище, ІПДКРС буде мати наступного вигляду: ДК=VСO 2/VO 2=ХОД·РаСO2·(1-(dPCO2/dPCO2PeCO2)/0,863·ЕO2·ІКП, де ДК – дихальний коефіцієнт; VCО2 – продукція СО2; VО 2 – споживання кисню тканинами; ХОД – хвилинний об’єм дихання; РаСО2 – парційний тиск СО2 в артеріальній крові; dPCО2 – артеріовенозна різниця з парціального тиску СО 2; РеСО2 – парційний тиск СО2 у види хувальному повітрі; ЕО2 – екстракція кисню тканинами; ІКП – індекс кисневого потоку; 0,863 – коефіцієнт. Отримані значення інтегральних показників ланок системи порівнюють із загальноприйнятими нормами для кожного з цих показників та відображують у відсотках від повинного. Діапазоном нормальних значень вважають 85-115%. Потім роблять висновок про функціональний стан кожної з ланок КРС та її внесок в роботу всієї системи. Якщо отримані значення сягають норми або перевищують її, то таку ланку вважають провідною в процесі компенсації роботи системи. Функціонально КРС вважається компенсованою, якщо ІПДКРС (ДК) дорівнює 0,925±0,125, а якщо цей показник більш, ніж вказане значення, треба робити висновок про декомпенсацію роботи функціональної системи. Реальність існування КРС в наведеному вигляді підтверджується проведеними статистичними дослідженнями, які дозволили викрити вірогідну кореляційну взаємозалежність між окремими показниками в усіх ланках з викриттям таким чином інтегрального показника діяльності кожної ланки. Ці дані наведені в таблиці. Графічно роботу системи в компенсованому стані можна відобразити так, як на фіг. 1. Загальний вигляд динамічної саморегулюючої функціональної системи – кардіореспіраторної системи – представлений у вигляді осі координат з позитивними (модульними) значеннями на кожній з осей. Центр перетину осей – абсцис та ординат – сотий відсоток значення параметру. Нульове значення інтегрального показника діяльності ланки системи – центр круга є на кожній з чотирьох частин осі координат (у зв’язку з цим положенням всі значення позитивні). Центр системи – квадрат діапазону нормальних значень (85-115% з урахуванням погрішності), які забезпечують взаємоурівноваження ланок функціональної системи, що проявляється у вигляді симетричності функціонування її елементів під час досягнення корисного пристосувального результату – споживання кисню. Поряд з основною розташована додаткова вісь ординат, на якій вимірюються значення інтегрального показника діяльності КРС – дихального коефіцієнту. Якщо отримане значення знаходиться в межах діапазону нормальних значень, який представлений у вигляді двох паралельних векторів, то система в стані компенсації. Зображення "ціни" компенсації – ланка найбільшого діаметру, яка робить найбільший внесок в компенсаторний процес. Клінічні приклади. Приклад 1. Дитина Г.А., 9 років, потрапила у відділення реанімації ОДКЛ м. Харкова в тяжкому стані, який був обумовлений вентиляційними порушеннями. Дані анамнезу хвороби, життя, та об’єктивні показники дозволили встановити діагноз "Бронхіальна астма, змішана, важкий перебіг, період загострення. Астматичний стан І." Під час обстеження по запропонованій програмі були отримані наступні результати: ІПДРЛ=ХОД=9,5 л/хв.*·м 2=212%; ІПДМЛ=dPCО2=5 мм рт. ст.=70%; ІПДГЛ=ІКП=455 мл/хв.*·м 2=67,2%; ІПДТЛ=ЕО2=0,276=92%; PaCО2=50 мм рт. ст. PeCО2=37,5 мм рт. ст. ІПДКРС=ДК=5,057. Кардіореспіраторна система у дитини Г.А. в період загострення бронхіальної астми знаходиться в стані декомпенсації (збільшення ІПДКРС) за рахунок вентиляційних порушень, які обумовлюють порушення артеріального входу з кисню (низька СаО2), з порушенням виведення СО2 (відносно низьке РеСО2, низький ІПДМЛ) в умовах його високої продукції (РаСО2), яка обумовлена гіперфункцією дихальних м’язів (збільшення ІПДРЛ), спрямованою, переважно, на вентиляцію "мертвого простору". Вентиляційні порушення супроводжуються вичерпанням компенсаторних можливостей гемічної ланки (низький ІПДГЛ), але не призводять до змін з боку екстракції кисню тканинами (нормальний ІПДТЛ). Найбільший внесок в компенсаційний процес робить респіраторна ланка, але в умовах бронхіальної обструкції, що зберігається компенсація не може бути досягнута. Таким чином, дитина потребує активної респіраторної терапії в комбінації з кардіотрофною терапією та заходами з позитивним інотропним впливом на серцеву діяльність. Приклад проілюстровано на фіг. 2. Приклад 2. Дитина К.Д., 11 років перебувала на обстеженні в кардіологічному відділенні ОДКЛ з діагнозом: "Вроджена вада серця (дефект міжпередсердної перетинки). Стан після хірургічної корекції. НКО". Були отримані такі результати обстеження: ІПДРЛ=ХОД=4,21 л/хв.* ·м 2=98%; ІПДМЛ=dPCО2=7 мм рт. ст.=107,1%; ІПДГЛ=ІКП=670 мл/хв.*·м 2=99,11%; ІПДТЛ=EО2=0,315=95,2%; PaCО2=35 мм рт. ст. PeCО2=30 мм рт. ст. ІПДКРС=ДК=0,978. 4 36248 КРС перебуває в компенсованому стані. Дитина додаткової корегуючої терапії не потребує. Приклад проілюстровано на фіг. 3. 5 36248 6 36248 Фіг. 1 7 36248 Фіг. 2 8 36248 Фіг. 3 9 36248 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 10