СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗЕРВНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 1997 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, в частности, к диагностике заболеваний органов дыхания.

Известен способ определения резервных возможностей тканевого дыхания путем фиксации момента резкого увеличения концентрации лактата в смешанной венозной крови в процессе физической нагрузки на испытуемого (см. Cynthia B. Kremser, Sol I. Raifer. The Normal Cardiovascular to Exercise. In Alan R. Leff: Cardiopulmonary Exercise Testing, 1986, p. 114).

Известен также способ определения резервных возможностей тканевого дыхания путем фиксации момента резкого увеличения выделения углекислого газа по сравнению с потреблением кислорода в процессе физической нагрузки (см. Cynthia B. Kremser, Sol I. Raifer. The Normal Cardiovascular Responce to Exercise. In Alan R. Leff: Cardiopulmonary Exercise Testing, 1986, p. 114).

Указанные способы применяются у лиц, способных переносить физическую нагрузку, и крайне затруднены у больных с дыхательной недостаточностью, сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы и у больных преклонного возраста.

Вместе с тем, установление факта наличия анаэробных механизмов тканевого дыхания имеет большое значение для диагностики и лечения дыхательной недостаточности.

В практике оценки кислотно-щелочного состояния известно применение определения разности катионов и анионов в венозной крови, с исключительной целью оценки кислотно-щелочного состояния (см. Рут Г. Кислотно-щелочное состояние и электролитный баланс. Пер. с англ. Москва: Медицина, 1978, стр. 35).

Целью изобретения является установление наличия анаэробных механизмов у больных с дыхательной недостаточностью, в частности, при противопоказаниях к физической нагрузке.

Эта цель достигается тем, что берут пробу артериальной крови и определяют в ней разность концентраций катионов и анионов, причем при увеличении этого показателя выше 11 ммоль/л фиксируют появление анаэробных механизмов дыхания.

На чертеже представлена зависимость разности концентраций анионов и катионов в артериальной крови и потребления кислорода тканями.

Способ поясняется следующими конкретными примерами его осуществления.

Пример 1. Больной Б. 31 г. У больного выявлены хронический обструктивный бронхит, эмфизема легких, пневмосклероз, дыхательная недостаточность 1 степени.

У больного проводили забор артериальной крови из лучевой артерии с использованием артериального шприца в количестве 1 мл. Производили анализ артериальной крови пациента анализатором газового, электролитного и кислотно-щелочного состава крови 288 Blood Gas System фирмы Ciba Corning Diagnostic Corp. (Великобритания). Измеряли следующие параметры артериальной крови:
pH 7,38;
pO₂ 91,9 мм рт. ст. парциальное давление кислорода;
pCO₂ 43,7 мм рт. ст. парциальное давление углекислого газа;
[Na⁺] 137 ммоль/л концентрация ионов натрия;
[K⁺] 3,81 ммоль/л концентрация ионов калия;
[Cl^-] 106 ммоль/л концентрация ионов хлора.

Рассчитывали следующие параметры артериальной крови:
[HCO3-] 25,9 ммоль/л концентрация бикарбонат-иона;
разность концентраций катионов и анионов 9 ммоль/л;
по формулам:
(pH 6,1)
[HCO3-] 0,031•pCO₂•10
Разность концентраций катионов и анионов ([Na⁺] + [K⁺]) - ([Cl^-] + [HCO3-).

Проводили определение значения потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога по методике эргоспирометрии: VO2 (AT) 1,07 л/мин.

Оценку данных пациента проводили, используя полученный нами график, представленный на фиг. 1. График представляет собой зависимость значения потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога от разности концентраций анионов и катионов артериальной крови, взятой в покое. Из графика видно, что взаимосвязь между этими двумя параметрами представляет собой линейную обратно пропорциональную зависимость. Известно, что значение потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога у здорового человека должно превышать хотя бы 1 л/мин. Из графика видно, что этому значению соответствует значение разности катионов и анионов артериальной крови, измеренное в покое, равное 11 ммоль/л. Увеличение значения разности концентраций катионов и анионов артериальной крови, взятой в покое, выше 11 ммоль/л, свидетельствует о наличии анаэробных механизмов тканевого дыхания уже в покое, т.е. о снижении резервных возможностей тканевого дыхания. Данные этого пациента описываются точкой 1 на графике. Значение разности катионов и анионов артериальной крови данного пациента, равное 9 ммоль/л, не превышает нормального значения (11 ммоль/л), поэтому можно сделать вывод об отсутствии анаэробного дыхания у данного пациента в покое.

Пример 2. Больной К. 28 л. У больного выявлен двусторонний очаговый диссеминированный процесс в легких, дыхательная недостаточность 2 степени.

Больного обследовали по методике, приведенной в примере 1.

Были получены следующие результаты:
pH 7,359;
pO₂ 75,3 мм рт. ст.

pCO₂ 42,8 мм рт. ст.

[Na⁺] 139,3 ммоль/л;
[K⁺] 4,42 ммоль/л;
[Cl^-] 107 ммоль/л;
[HCO3-] 24,1 ммоль/л;
разность концентраций катионов и анионов 12,6 ммоль/л.

VO2 (AT) 0,72 л/мин.

Данные пациента описываются точкой 2 на графике на фиг. 1.

Значение разности концентраций катионов и анионов артериальной крови данного пациента превышает 11 ммоль/л, что говорит о наличии анаэробного дыхания у пациента уже в покое, т.е. о снижении резервных возможностей тканевого дыхания и подтверждается сниженным значением потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога.

Пример 3. Больной Р. 46 л. У больного выявлены хронический обструктивный бронхит/ эмфизема легких, дыхательная недостаточность 1 степени.

Больного обследовали по методике, приведенной в примере 1.

Были получены следующие результаты:
pH 7,426;
pO₂ 59,2 мм рт. ст.

pCO₂ 39,6 мм рт. ст.

[Na⁺] 136,4 ммоль/л;
[K⁺] 3,83 ммоль/л;
[Cl^-] 110 ммоль/л;
[HCO3-] 26,0 ммоль/л;
разность концентраций катионов и анионов 4,2 ммоль/л.

VO2 (AT) 1,81 л/мин.

Данные пациента описываются точкой 3 на графике на фиг. 1.

Оценивая оксигенацию тканей данного пациента по традиционному показателю pO₂, можно предположить, что доставка кислорода к тканям недостаточна. При сравнении данных этого пациента и пациента, описанного в примере 2, по этому показателю, можно сделать вывод о менее эффективном снабжении тканей кислородом во втором случае. Однако проведенное определение значения потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога говорит о наличии значительных резервных возможностей тканевого дыхания у данного пациента (определенное у него VO2 (AT), равное 1,81 л/мин, значительно превышает VO2 (AT) пациента, описанного в примере 2, равное 0,72 л/мин). Этот вывод можно получить, проводя оценку значения разности концентраций анионов и катионов в артериальной крови пациента. Рассчитанное значение этого параметра для данного пациента, равное 4,2 ммоль/л, говорит о том, что несмотря на артериальную гипоксемию, компенсаторные механизмы позволяют обеспечить адекватную оксигенацию тканей (у этого пациента существуют значительные резервы тканевого дыхания).

Проведенный статистический анализ подтвердил наличие линейной обратнопропорциональной зависимости между значением потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога и значением разности концентраций анионов и катионов в артериальной крови.

Расчет коэффициента корреляции:
разность концентраций анионов и катионов (ммоль/л) VO2 (л/мин)
4,2 1,81
11,7 0,66
10,1 0,99
8,8 1,1
12,9 0,89
9 1,07
12,6 0,72
10,3 1,16
11,4 0,96
10,7 1,11
11,4 0,94
Для вычисления коэффициента корреляции мы воспользовались следующей формулой:
,
R коэффициент корреляции;
m11 выборочный смешанный момент;
D (AG) дисперсия значений разности концентрации катионов и анионов в артериальной крови;
D (VO2) дисперсия значений VO2 (AT);
R=-0,60036/0,6693=0,897
Для проверки гипотезы о значимости полученного коэффициента корреляции мы воспользовались критериальной статистикой Фишера и получили доверительные границы для R:
-0,98 <R> -0,65
Предлагаемый способ определения резервных возможностей тканевого дыхания является, по существу, единственным, впервые предложенным способом, позволяющим зафиксировать наличие анаэробных механизмов тканевого дыхания у больных, не способных к физической нагрузке. Отличительной особенностью способа, имеющей принципиальную новизну, является определение разности концентраций катионов и анионов именно в артериальной крови, что позволяет установить наличие анаэробных механизмов дыхания, и производится впервые в медицинской практике, поскольку считалось целесообразным исследовать разность концентраций катионов и анионов исключительно в венозной крови.

Установлен новый научный факт объективно фиксируется зависимость потребления кислорода в момент наступления анаэробного порога от разности концентраций анионов и катионов в артериальной крови, причем возможность такой объективной регистрации была совершенно неочевидна для сведущего специалиста в данной области.

Предложенный способ определения резервных возможностей тканевого дыхания позволяет без применения физической нагрузки зафиксировать наличие анаэробных механизмов дыхания благодаря использованию параметра разности концентрации катионов и анионов артериальной крови, который отражает накопление кислых продуктов метаболизма у пациентов со сниженным потреблением кислорода. Данный способ позволяет оценить не только текущее состояние тканевого дыхания, но и следить в динамике за его изменениями в процессе лечения. Поскольку метод применим для пациентов, не способных к выполнению физической нагрузки, он может быть использован не только в лабораториях функциональной диагностики органов дыхания, но и в отделениях интенсивной терапии.

Использование: медицина, пульмонология для определения резервных возможностей тканевого дыхания. Сущность изобретения: состоит в определении разности концентраций катионов и анионов в пробе артериальной крови пациента с последующем оценкой этого параметра по двум направлениям: для оценки настоящего состояния пациента производится сравнение значения разности концентраций катионов и анионов в пробе артериальной крови данного пациента с верхним пределом нормальных значений этого параметра, равным 11 ммоль/л. Если значение разности концентраций анионов и катионов пациента превышает это значение, делается заключение о наличии анаэробных механизмов дыхания уже в покое и снижении резервных возможностей тканевого дыхания, для оценки динамики состояния пациента производится сравнение значения разности концентраций катионов и анионов в данной пробе артериальной крови пациента со значением этого параметра в предыдущих пробах. Если прослеживается тенденция к увеличению значения разности концентраций катионов и анионов, можно сделать заключение о растущем вкладе анаэробных механизмов дыхания в процесс тканевого дыхания. Если есть тенденция к снижению значения разности катионов и анионов, делается вывод об относительной нормализации процесса тканевого дыхания. Предложенный метод может быть применим для лиц с противопоказаниями к физической нагрузке: для больных с дыхательной недостаточностью, сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы и больных преклонного возраста. 1 ил.

Способ определения резервных возможностей тканевого дыхания человека, включающий отбор крови с последующим измерением уровня диагностически значимого компонента в сравнении с показателем нормы, отличающийся тем, что осуществляют отбор артериальной крови, регистрируют концентрацию ионов K⁺, Cl^-, Na⁺, HCO-3