[2]Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, интенсивной терапии, кардиологии, и может быть использовано для повышения точности определения ударного объема сердца, информативной оценки и своевременной коррекции состояния системы кровообращения больного.
[3]Современная анестезиология, реаниматология и интенсивная терапия немыслима без адекватного мониторинга физиологических переменных и их динамики, что обеспечивает правильное понимание процессов, происходящих в организме больного и проведение рациональных лечебных мероприятий (Aitkenhead A.R., Smith G., 1999; Mark J.B., Slaughter T.F. Cardiovascular monitoring. In: Miller's Anesthesia, 6th ed. - Eds.: Miller R.D. et al, 2004).
[4]Ключевым моментом в лечении тяжелобольных является мониторинг гемодинамических параметров, отражающих функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, способность ее поддерживать перфузию тканей организма на должном уровне. Ударный объем сердца (УОС) и вычисляемый с его помощью минутный объем сердца (МОС) являются основными показателями работы сердца и связанной с ней доставки кислорода к тканям, что является залогом стабильного состояния пациента. Не выявленные и, соответственно, не скорригированные нарушения центральной гемодинамики приводят к нарушению перфузии жизненно-важных органов, что влечет за собой изменения органного метаболизма, нарушение либо полное прекращение функционирования органа или системы. Назначение и коррекция инфузионной и кардиотропной терапии также невозможны без знания параметров центральной гемодинамики (Textbook of Critical Care. - Eds.: Fink M.P. et al., 2005).
[5]В настоящее время имеется множество способов определения ударного объема сердца.
[6]Известен способ определения ударного объема сердца через измерение минутного объема сердца по Фику. Сущность способа заключается в следующем. Кислород из выдыхаемого воздуха поглощается кровью, протекающей через легочные капилляры. По концентрации кислорода в артериальной и венозной крови можно установить артериовенозную разницу по кислороду. Рассчитав содержание кислорода, поглощенного в течение 1 минуты, можно вычислить объем крови, протекающий через легкие за тот же отрезок времени, или минутный объем сердца (Петросян Ю.С. Катетеризация полостей сердца и магистральных сосудов. - В кн.: Руководство по кардиологии. / Под ред. акад. Чазова Е.И. - М., 1982). Следовательно:
[7]Минутный объем сердца = Потребление кислорода / Артериовенозная разница по кислороду.
[8]Ударный объем сердца = Минутный объем сердца / Частота сердечных сокращений.
[9]Все варианты методики разведения красителя-индикатора, позволяющие измерить сердечный выброс, основаны на принципе Фика.
[10]Недостатки: способ Фика имеет ограничения во время полостной операции из-за возникающих в ходе операции и анестезии перераспределения кровообращения, изменений в системе газообмена, артерио-венозного шунта, изменения взаимного расположения внутренних органов и скопления жидкости (крови) в полостях.
[11]Известен способ, предложенный И. Старр (Starr I. Clinical tests of the simple method of estimating cardiac stroke volume from blood pressure and age. // Circulation. - 1954. - Vol.9. - P.664-681), который позволяет на основании величин кровяного давления и возраста определить ударный объема сердца:
[12]
[13]где УОС - ударный объем сердца, ПД - пульсовое артериальное давление, АДД - артериальное диастолическое давление, В - возраст в годах.
[14]За ближайший аналог принят способ определения минутного объема сердца с помощью модифицированной формулы И.Старра. В 1999 году И.Б.Заболотских, И.А.Станченко на основе экспериментального материала и клинических наблюдений предложили модификацию способа определения ударного объема сердца по формуле:
[15]
[16]где УОС - ударный объем сердца, ПД - пульсовое артериальное давление, АДД - артериальное диастолическое давление, инвазивное измерение, В - возраст в годах, k - поправочный коэффициент в зависимости от возраста пациента и наличия или отсутствия порока сердца (Заболотских И.Б., Станченко И.А. Расчетные методы контроля гемодинамики у гастроэнтерологических больных различных возрастных групп с учетом функционального состояния ССС. // Вестник интенсивной терапии. - 1999. - №5-6. - С.147-148).
[17]Таким образом, способ включает определение пульсового и диастолического артериального давления, возраста пациента и поправочного коэффициента для одной из трех возрастных групп, верификации наличия или отсутствия порока сердца. Затем по модифицированной формуле Старра вычисляют ударный объем сердца.
[18]Принадлежность больного к одной из возрастных групп определяют по таблице 1. Величина поправочного коэффициента у больных без порока сердца представлена таблице 2.
[19]Таблица 1
Распределение больных по возрастным периодам |
| | 1 период зрелого возраста | 2 период зрелого возраста | Пожилой возраст |
| Мужчины | 21-35 | 36-60 | 61-75 |
| Женщины | 20-35 | 36-55 | 56-75 |
| |
Таблица 2
Значения поправочного коэффициента для модифицированной формулы Старра в зависимости от возраста у больных без порока сердца |
| 1 период зрелого возраста | 2 период зрелого возраста | Пожилой возраст |
| 1,25 | 1,55 | 1,7 |
[20]Данный способ обладает большей точностью, чем расчет по оригинальной формуле Старра, но не учитывает текущее функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, что может приводить к погрешности при расчете параметров центральной гемодинамики. Это связано с тем, что у пациентов той или иной возрастной группы на величину УОС, кроме возраста, непосредственно влияют такие факторы, как конечно-диастолический объем желудочков сердца, периферическое сосудистое сопротивление, изменяющие величину преднагрузки и постнагрузки. Таким образом, при расчете УОС необходимо учитывать текущие параметры гемодинамики.
[21]Недостатки: Результаты, полученные с помощью модифицированной формулы Старра, неоднократно подвергались сравнению с таковыми, установленными другими способами исследования (методами Грольмана, Фика). При этом отмечалось, что, хотя и существует высокая корреляционная связь между показателями, определенными данннм способом с таковыми, найденными другими способами, показатели гемодинамики отличались между собой в абсолютных значениях (Сазонов К.Н. К вопросу об определении ударного и минутного объемов у больных с пороками сердца, подвергшихся хирургическому лечению. Клин. Медицина, 1959; Микиртумова Е.В. Сравнительная оценка некоторых клинических методов определения минутного объема крови. Тер. Архив, 1960; Мизеровский В.В. К методике определения систолического объема и среднего динамического артериального давления во время наркоза. Вестник хирургии им.Грекова, 1968). Также указывалось, что применение поправочного коэффициентам формуле Старра без учета состояния тонуса и эластичности сосудов может приводить к значительным ошибкам (Лищук В.А. Еще раз о типичных ошибках при обработке данных клинического и мониторного контроля. // Бюлл. НЦССХ РАМН. - 2001. - Т.2. - №6. - С.183).
[22]Практически все клинические реализации способов требуют применения специального диагностического оборудования, часто инвазивного. Так, способ холодовой термодилюции требует катетеризиции полостей сердца и легочной артерии, способ обратного вдыхания двуокиси углерода - интубации пациента и проведения искусственной вентиляции легких.
[24]Повышение точности измерения параметров центральной гемодинамики, своевременная коррекция тактики ведения больного.
[25]Сущность изобретения заключается в том, что у больных без пороков сердца инвазивно измеряют диастолическое, пульсовое артериальные давления, и при определении ударного объема сердца по формуле
[26]
[27]где УОС - ударный объем сердца, ПД - пульсовое давление, АДД - артериальное диастолическое давление, В - возраст в годах, f - согласующий коэффициент;
[28]для определения значения согласующего коэффициента дополнительно учитывают частоту сердечных сокращений и
[29]- при условии частоты сердечных сокращений от 60 до 90 в мин и
[30]- пульсового артериального давления от 25 до 49 мм рт.ст. согласующий коэффициент принимают равным 1,64;
[31]- пульсового артериального давления от 50 до 74 мм рт.ст. согласующий коэффициент принимают равным 1,75;
[32]- пульсового артериального давления от 75 до 100 мм рт.ст. согласующий коэффициент принимают равным 1,4;
[33]- при условии частоты сердечных сокращений от 91 до 130 в мин согласующий коэффициент принимают равным 1,0.
[34]Способ осуществляют следующим образом. У больных без пороков сердца производят точное осциллометрическое измерение артериального давления (диастолического и пульсового) через канюлю, введенную в артерию, определяют частоту сердечных сокращений; учитывают возраст.
[35]Ударный объем сердца рассчитывают по формуле
[36]УОС=(90,97+0,54×ПД-0,57×АДЦ-0,61×В)×f,
[37]где УОС - ударный объем сердца, ПД - пульсовое давление, АДД - артериальное диастолическое давление, В - возраст в годах, f - введенный согласующий коэффициент, зависящий от величины диастолического артериального давления и частоты сердечных сокращений.
[38]Для определения f (согласующего коэффициента, вводимого в модифицированную формулу Старра) был проведен сравнительный и корреляционный анализ показателей ударного объема сердца, полученных с помощью расчетного способа Старра с показателями, полученными способом термодилюции (разведение термического индикатора).
[39]Исследование проведено на хирургических пациентах, оперированных по поводу заболеваний органов пищеварения. Исходная фракция выброса по данным эхокардиографии составляла не менее 55%. Пациенты с сопутствующей патологией в виде пороков клапанного аппарата сердца в исследование не включались.
[40]В исследование включены лишь те показатели УОС, которые были рассчитаны по артериальному давлению, находящемуся в пределах: АД систолическое - 70-170 мм рт.ст., АД диастолическое - 55-95 мм рт.ст., АД пульсовое - 25-100 мм рт.ст.; ЧСС при этом составляла от 60 до 130 в минуту.
[41]У всех пациентов проводилась одновременная регистрация УОС и АД инвазивными способами: определяли минутный объем сердца способом термодилюции, после чего рассчитывали ударный объем сердца (УОСT) путем деления величины минутного объема сердца на частоту сердечных сокращений; АД определяли прямым методом с помощью внутриартериального катетера, введенного в лучевую артерию недоминирующей руки.
[42]Параллельно по формуле Старра производилось определение УОС (УОСS) с использованием показателей инвазивно определенного артериального давления.
[43]Все пары измерений были разбиты на 2 группы в зависимости от величины ЧСС. Первая группа с ЧСС от 60 до 90 в минуту (n=156), вторая группа с ЧСС от 91 до 130 в мин (n=97). Затем каждая группа была разбита на три подгруппы в зависимости от величины пульсового давления. Для каждой пары измерений рассчитывалось отношение УOCs/УОСт. Согласующий коэффициент рассчитывался как медиана и 25й-75й процентили (Me (p25-p75)), для сравнения групп измерений УОС рассчитывали средние значения УОСs и УОСт (М±СО), взаимосвязь между величинами УОС, полученными двумя способами, оценивали коэффициентом ранговой корреляции Спирмена (таблица 4).
[44]Таблица 4
Величины согласующего коэффициента при разных состояниях системы кровообращения |
| ЧСС, в мин | ПД, мм рт.ст. | УОСs М±СО, мл | УОСт М±СО, мл | Средняя разница М±СО, мл | rs | k |
| Me(p25-p75) |
| 60-90 | 25-49 | 55,5±11,9 | 91,25±16,83 | -35,75±10,6 | 0,96* | 1,64 |
| n=34 | (1,48-1,7)1 |
| 50-74 | 52,3±11,4 | 91,65±29,9 | -39,35±13,9 | 0,9* | 1,75 |
| n=156 | n=46 | (1,49-1,81) |
| 75-100 | 64,14±15,4 | 89,8±21,5 | -25,64±8,3 | 0,9* | 1,4 |
| n=76 | (1,32-1,61) |
| 91-130 | 25-49 | 63,6±0,74 | 64,7±7,5 | -1,1±4,7 | 0,85* | 1,01 |
| n=12 | (0,89-1,16) |
| 50- | 65,5±13,6 | 69,11±24,1 | -3,6±15,1 | 0,91* | 0,99 |
| n=97 | 74n=56 | (0,86-1,15) |
| 75-100 | 57,27±17,1 | 62,25±8,39 | -4,9±16,1 | 0,95* | 1,01 |
| n=29 | (0,85-1,2) |
| * - р<0,05 для коэффициента корелляции Спирмена |
[45]При анализе данных, полученных методом холодовой термодилюции и предложенным способом, обнаружена достоверная (р<0,05) сильная прямая корреляционная связь между показателями ударного объема сердца, полученными инвазивно и определенными по формуле Старра (2).
[46]Рассчитывали чувствительность и специфичность найденных согласующих коэффициентов для оценки ошибки определения ударного объема сердца в пределах 0-5%.
[47]Таблица 5
Найденные значения согласующего коэффициента в зависимости от пульсового артериального давления и частоты сердечных сокращений, чувствительность и специфичность способа |
| ЧСС, в мин | ПД, мм рт.ст. | f | Чувствительность, % | Специфичность, % |
| 60-90 | 25-49 | 1,64 | 97% | 94% |
| 50-74 | 1,75 | 97% | 95% |
| 75-100 | 1,4 | 97% | 93% » |
| 91-130 | 25-49 | 1,0 | 93% | 92% |
| 50-74 | 1,0 | 92% | 91% |
| 75-100 | 1,0 | 94% | 94% |
[48]Таким образом, учитывая высокий параллелизм между ударным объемом сердца, определенным методом холодовой термодилюции и предложенным способом, а также разницу в полученных результатах, предлагается введение в формулу Старра согласующего коэффициента f (таблица 5), который отражает различие значений ударного объема сердца, определенных методом холодовой термодилюции и предложенным способом. Следовательно, формула Старра принимает следующий вид:
[49]УОС=(90,97+(0,54×ПД)-(0,57×АДЦ)-0,61×В)×f,
[50]где ПД - пульсовое артериальное давление, АДЦ - диастолическое артериальное давление, В - возраст в годах, f - согласующий коэффициент, зависящий от текущих величин частоты сердечных сокращений и пульсового артериального давления.
[51]Медико-социальный эффект - в повышении точности определения показателей центральной гемодинамики, что дает возможность своевременно установить нарушения функционирования системы кровообращения, предотвратить их дальнейшее развитие и, тем самым, улучшить течение заболевания и исход лечения.
[53]Пример 1. История болезни №1834. Больная Алпеева М.С., 65 лет, вес - 69 кг. Диагноз - киста головки поджелудочной железы. Показатели гемодинамики: ЧСС 78 в мин. АД 106/64 мм рт.ст.
[54]У больного определяли минутный объем сердца способом термодилюции, после чего рассчитывали ударный объем сердца путем деления величины минутного объема сердца на частоту сердечных сокращений. При этом УОС составил 64 мл.
[55]Параллельно определение УОС производилось по формуле Старра с введенным в нее поправочным коэффициентом 1(для данного случая f=1,64) по показателям артериального давления, измеренного инвазивно: УОС=(90,97+0,54*42-0,57*64-0,61*65)*1,64=62 мл. Как видно из предложенного примера, значения УОС, определенные термодилюционным способом, соответствуют значениям УОС, полученным с помощью модифицированного способа Старра. В данном примере значение УОС находится на нижней границе нормы (в норме УОС по данным различных авторов составляет 60-110 мл) и требует дальнейшего динамического контроля состояния системы кровообращения.
[56]Пример 2. История болезни №1967. Больная Потапова Н.И., 44 лет, вес - 54 кг. Диагноз - ятрогенное повреждение холедоха. Показатели гемодинамики: ЧСС 81 в мин. АД 134/82 мм рт.ст.
[57]У больного определяли минутный объем сердца способом термодилюции, после чего рассчитывали ударный объем сердца путем деления величины минутного объема сердца на частоту сердечных сокращений. При этом УОС составил 71 мл.
[58]По формуле Старра с введенным в нее согласующим коэффициентом f (для данного случая f=1,64) по показателям артериального давления, измеренного инвазивно: УОС=(90,97+0,54*52-0,57*82-0,61*44)*1,75=80 мл. В данном случае значения УОС свидетельствуют о нормальной сократительной функции сердца.
[59]Пример 3. История болезни №89. Больной Панасенко В.А., 47 лет, вес - 77 кг. Диагноз - рак желудка. Показатели гемодинамики: ЧСС 88 в мин. АД 133/51 мм рт.ст.
[60]У больного определяли минутный объем сердца способом термодилюции, после чего рассчитывали ударный объем сердца путем деления величины минутного объема сердца на частоту сердечных сокращений. При этом УОС составил 114 мл.
[61]По формуле Старра с введенным в нее согласующим коэффициентом f (для данного случая f=1,4) по показателям артериального давления, измеренного инвазивно: УОС=(90,97+0,54*82-0,57*51-0,61*47)*1,4=109 мл. Значения УИ находятся на верхней границе нормы, что может свидетельствовать о несоответствии антиноцицептивной защиты от хирургического стресса. После дополнительного введения опиоидного аналгетика фентанила гемодинамический профиль следующий: ЧСС 87 в мин. АД 109/69 мм рт.ст., термодилюционно определенный УОС=96 мл, по формуле Старра с введенным в нее согласующим коэффициентом f (для данного случая f=1,64): УОС=(90,97+0,54*40-0,57*69-0,61*47)*1,64=109 мл, что свидетельствует о нормализации гемодинамического профиля.
[62]Пример 4. История болезни №1761. Больная Суркова И.И., 31 лет, вес - 47 кг. Диагноз - лимфогемангиома забрюшинного пространства. Показатели гемодинамики: ЧСС 100 в мин. АД 124/67 мм рт.ст.
[63]У больного определяли минутный объем сердца способом термодилюции, после чего рассчитывали ударный объем сердца путем деления величины минутного объема сердца на частоту сердечных сокращений. При этом УОС составил 67 мл.
[64]По формуле Старра с введенным в нее согласующим коэффициентом f (для данного случая f=1,0) по показателям артериального давления, измеренного инвазивно: УОС=(90,97+0,54*57-0,57*67-0,61*31)*1,0=65 мл. УОС пациента находится на нижней границы нормальных значений, что требует проведения динамической оценки гемодинамики.
