Неинвазивный способ выявления изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью при помощи протокола тредмил-теста с непрерывно возрастающей физической нагрузкой Российский патент 2023 года по МПК A61B5/00 

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, в частности физической реабилитации пациентов с сердечно-легочной патологией.

Одним из важнейших компонентов реабилитационных программ является физическая реабилитация (ФР), основным эффектом которой является повышение толерантности к физической нагрузке. Подобное влияние физической реабилитации на толерантность к физической нагрузке опосредовано, в частности, улучшением кровотока и метаболизма скелетных методов расчета режима физической реабилитации.

Молочная кислота - значимый компонент химических реакций, протекающих в организме в процессе выполнения физической нагрузки. Содержание молочной кислоты отражает интенсивность анаэробного метаболизма при выполнении физических нагрузок.

Для определения содержания молочной кислоты ранее в клинической практике требовалась установка внутривенного или внутриартериального катетера и ежеминутные заборы крови. Однако катетеризация как вен, так и артерий у больных сердечной недостаточностью чревата многими осложнениями, такими как: тромбоэмболия; воздушная эмболия; аритмия; закупорка катетера. Тромбоз вены является наиболее типичным (более 50% случаев) и опасным осложнением катетеризации, приводящим к высокой частоте летальности. Инфекция также остается серьезным осложнением катетеризации вен.

Известен «Способ подбора режима интенсивности аэробных тренировок в реабилитации больных с хронической сердечной недостаточностью» (пат. RU №2623068, опубл. 21.06.2017 г), характеризующийся тем, что проводят кардиореспираторный тест (КРТ) с анализом газового состава венозной крови, при этом в процессе КРТ выявляют индивидуально для каждого больного физиологический этап, определяющий лактатный порог по резкому увеличению уровня содержания лактата крови при постепенно возрастающей физической нагрузке, определяют на трэдмиле скорость ходьбы на уровне лактатного порога и по полученному результату составляют индивидуализированную программу режима реабилитации, предусматривающую тренировочную ходьбу по 40-60 минут ежедневно в течение 18 недель со скоростью на уровне лактатного порога, при этом каждый месяц проводят контрольный КРТ, после чего в соответствии с состоянием пациента проводят коррекцию интенсивности режима физической реабилитации.

Известны нагрузочные протоколы тредмил-теста, которые основаны на расчете режима ФР исходя из количества кислорода, поглощаемого на пике физической нагрузки (VO2 peak). Эти протоколы различаются по скорости движения, дорожки, углу ее наклона, продолжительности ступеней и изменению параметров ходьбы на каждой ступени. Существуют протоколы со ступенчато возрастающей физической нагрузкой с продолжительностью одной ступени более 1 мин, и протоколы с непрерывно возрастающей физической нагрузкой с продолжительностью одной ступени менее 1 минуты.

На выбор протокола нагрузочного тестирования влияют:

• тяжесть патологии сердечно-сосудистой системы;

• толерантность пациента к физической нагрузке;

• наличие сопутствующей патологии;

• задача исследования;

• возраст пациента.

Наиболее распространенным нагрузочным протоколом тредмил-теста является протокол Брюса (ttps://www. Schiller.ru/ProtokNagrTest.pdf) с быстрым темпом прироста скорости движения дорожки и угла наклона. Однако этот протокол может использоваться у здоровых лиц и пациентов в возрасте до 75 лет при отсутствии значимой сопутствующей патологии и каких-либо противопоказаний к нагрузочному тестированию. По сути, именно этот протокол можно назвать «тестом на здорового человека».

При наличии противопоказаний к тестированию, возможно использовать модифицированный протокол BRUCE (Mod BRUCE) с более медленным нарастанием нагрузки на первых 3 ступенях. Основанием для его использования является также предположение врача о среднем уровне толерантности к физической нагрузке у пациента. Пациент может устать раньше, чем достигнет субмаксимальной ЧСС, и тогда проба будет не информативна.

Известны также протоколы J. Naughton и В. Balke, которые используются для тестирования пациентов с очень низкой толерантностью к физической нагрузке и/или пациентов с недостаточностью кровообращения. Эти протоколы лежат в основе формирования тренировочных программ для больных отделений и кабинетов кардиореабилитации.

Задача заявляемого изобретения направлена на создание неинвазивного способа выявления изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью при помощи протокола тредмил-теста с непрерывно возрастающей физической нагрузкой.

Получаемый технический результат заключается в повышении информативности способа и эффективности режима физической реабилитации путем повышения точности индивидуализированного определения биологических резервов адаптации организма к физической нагрузке.

Заявляемый технический результат достигается в неинвазивном способе выявления изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью при помощи протокола тредмил-теста с непрерывно возрастающей физической нагрузкой, включающем индивидуальное выявление изменения содержания молочной кислоты в крови для каждого больного при постепенно возрастающей физической нагрузке и составление индивидуализированной программы режима реабилитации, предусматривающей тренировочную ходьбу; нагрузочный тредмил-тест проводят по протоколу в соответствии с таблицей.

При переходе со ступени на ступень в протоколе ступенчато возрастающей физической нагрузки у больных хронической сердечной недостаточностью происходит резкий скачок в частоте сердечных сокращений, частоте дыхательных движений, изменении артериального давления и так далее, что может вызвать развитие различных осложнений у пациентов. Для данной категории пациентов целесообразно применять протоколы с непрерывно-возрастающей физической нагрузкой, в котором прирост мощности нагрузки осуществляется плавно и практически незаметно для исследуемого.

Нами был разработан протокол тредмил-теста с непрерывно-возрастающей физической нагрузкой для оценки толерантности к физической нагрузке больных хронической сердечной недостаточностью, представленный в таблице.

Заявляемый способ основан на результатах обследования 55 человек: их них 18 здоровых добровольцев и 37 больных ХСН, проведенных в ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова». По возрасту, полу и индексу массы тела -исследуемые были сопоставимы.

Перед проведением нагрузочного тредмил-теста каждому исследуемому устанавливали катетер в локтевую вену. Заборы крови осуществляли 1 раз в покое и каждую минуту во время выполнения тредмил-теста, с использованием на трэдмиле аппаратуры для эргоспирометрических исследований «Oxycon Pro», Jaeger, Germany. Содержание молочной кислоты в венозной крови определяли на портативном газоанализаторе i-STAT (Abbott, USA) с помощью наборов картриджей CG4. Момент резкого увеличения содержания молочной кислоты в крови у пациентов с хронической сердечной недостаточностью, сравнивали с изменением характера кривой VCO2, отражающей увеличение накопления углекислоты в крови - работу бикарбонатного буфера, являющегося первой линией буферной защиты в организме человека. Буферы связываются со свободными ионами водорода во внутриклеточной жидкости в мышечном волокне, а затем - в крови, вызывая снижение рН. Они удаляют или присоединяют Н+ к другим соединениям, и тем самым поддерживают рН. В результате происходит удлинение периода интенсивной работы мышц в частности, во время физических упражнений.

Бикарбонатный буфер представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из молекулы угольной кислоты Н₂СО₃, являющейся источником протона, и бикарбонат-аниона НСО₃^-, выполняющего роль акцептора протона. Вследствие того, что концентрация гидрокарбоната натрия в крови значительно превышает концентрацию Н₂СО₃, буферная емкость этой системы будет значительно выше по кислоте. Иначе говоря, гидрокарбонатная буферная система особенно эффективно компенсирует действие веществ, увеличивающих кислотность крови. К числу таких веществ прежде всего относят молочную кислоту, избыток которой образуется в результате интенсивной физической нагрузки. Гидрокарбонатная система наиболее «быстро» (быстрее остальных буферных систем) первой отзывается на изменение рН крови в начале мышечной работы при увеличении содержания лактата в крови.

При активации бикарбонатной буферной системы в ответ на повышение содержания молочной кислоты в крови и, соответственно, иона водорода, происходит дополнительное увеличение выделения углекислоты (CO2), что четко отображается на графике VCO2, который фиксируется в ходе проведения нагрузочного тредмил-теста.

Способ поясняется графиками, где:

на фиг. 1 представлен общий график изменения молочной кислоты в крови обследуемых и динамика VCO2 на фоне физической нагрузки;

на фиг. 2 представлен график изменения молочной кислоты в крови обследуемого и динамика VCO2 на фоне физической нагрузки, поясняющий клинический пример 1;

на фиг. 3 представлен график изменения молочной кислоты в крови обследуемого и динамика VCO2 на фоне физической нагрузки, поясняющий клинический пример 2.

Таким образом, мы определяем момент резкого увеличения содержания молочной кислоты в крови у пациентов с хронической сердечной недостаточностью ориентируясь на первый перелом в кривой VCO2, регистрируемый в ходе кардиореспираторного теста. Как видно из графика начало увеличения содержания молочной кислоты в крови, определенное при помощи анализов крови, и начало дополнительного увеличения образования углекислоты по времени совпадают.

Совпадения зарегистрированы во всех исследуемых случаях, т.е. у 100% участников.

Таким образом, неинвазивный способ выявления изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью без катетеризации вен позволяет избежать многих осложнений, связанных с катетеризацией вен, а также позволяет эффективно и точно определить наступление лактатного порога и, следовательно, рассчитать режим физической реабилитации.

Заявляемый способ подтверждается клиническими примерами и графиками фиг. 2 и фиг. 3.

Пример 1. Больной А. Диагноз ИБС. Постинфарктный кардиосклероз (ИМ 2015 г) с исходом в дилатацию левого желудочка. Гипертоническая болезнь 3, риск 4. Осложнение: ХСН III ФК. В ходе обследования пациент выполнил нагрузочный тредмил-тест по протоколу в соответствии с таблицей, с определением содержания молочной кислоты в крови, пиковая мощность нагрузки 80 Ватт, объем кислорода (VO₂), поглощенного на пике нагрузки составил 13,8 мл/мин/кг. Изменения содержания молочной кислоты определяли 2-мя способами: 1. оценивали содержание молочной кислоты в венозной крови путем катетеризации локтевой вены и ежеминутных заборов крови; 2. при помощи анализа характера кривой VCO2 в ходе нагрузочного тредмил-теста; мощность нагрузки в точке резкого увеличения содержания молочной кислоты, определенного 2-мя разными способами, не отличалась и составила - 30 Ватт.

Пример 2. Больной Б. Диагноз ИБС. Постинфарктный кардиосклероз (ИМ 2008 г) с исходом в дилатацию левого желудочка. Гипертоническая болезнь 3, риск 4. Осложнение: ХСН III ФК. В ходе обследования пациент выполнил нагрузочный тредмил-тест по протоколу в соответствии с таблицей, с определением содержания молочной кислоты в крови, пиковая мощность нагрузки 100 Ватт, объем кислорода (VO₂), поглощенного на пике нагрузки составил 15 мл/мин/кг. Изменения содержания молочной кислоты определяли 2-мя способами: 1. оценивали содержание молочной кислоты в венозной крови путем катетеризации локтевой вены и ежеминутных заборов крови; 2. при помощи анализа характера кривой VCO2 в ходе кардиореспираторного теста; мощность нагрузки в точке резкого увеличения содержания молочной кислоты, определенного 2-мя разными способами, не отличалась и составила - 40 Ватт.

Таким образом, при помощи протокола тредмил-теста с непрерывно возрастающей физической нагрузкой обеспечивается безопасное для больного исследование толерантности к физической нагрузке, а также корректный анализ изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью.

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, в частности физической реабилитации больных с сердечно-легочной патологией. Для этого в способе, включающем индивидуальное выявление изменения содержания молочной кислоты в крови для каждого больного при постепенно возрастающей физической нагрузке и по полученному результату составление индивидуализированной программы режима реабилитации, предусматривающей тренировочную ходьбу, нагрузочный тредмил-тест проводят по протоколу в соответствии с предложенной таблицей. Способ обеспечивает отсутствие осложнений, связанных с катетеризацией артерий и вен, повышение информативности эффективности физической реабилитации. 1 табл., 2 пр., 3 ил.

Неинвазивный способ выявления изменения содержания молочной кислоты в крови больных хронической сердечной недостаточностью при помощи протокола тредмил-теста с непрерывно возрастающей физической нагрузкой, включающий индивидуальное выявление изменения содержания молочной кислоты в крови для каждого больного, отличающийся тем, что нагрузочный тредмил-тест проводят по протоколу в соответствии с таблицей, представленной в описании, с выполнением кардиореспираторного теста, при этом определяют момент увеличения содержания молочной кислоты в крови у пациентов по первому перелому в регистрируемой кривой VCO2 в ходе кардиореспираторного теста.