способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина
Классы МПК: | G01N33/48 биологических материалов, например крови, мочи; приборы для подсчета и измерения клеток крови (гемоцитометры) G01N33/497 газообразных биологических материалов, например продуктов дыхания |
Автор(ы): | Унжаков В.В., Сорокин Е.Л. |
Патентообладатель(и): | Государственное учреждение Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-04-04 публикация патента:
27.01.2003 |
Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в хирургии. Во время хирургической операции посредством газоанализатора исследуется выдыхаемый больным воздух. По содержанию в нем процентного содержания углекислого газа проводится расчет доз глюкозы и инсулина по математическим формулам. Способ позволяет повысить точность расчета. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, состоящий в определении дозы глюкозы и инсулина во время операции, отличающийся тем, что дозы глюкозы и инсулина рассчитывают соответственно выдыхаемой концентрации углекислого газа по формуламдля глюкозы:
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-20t.gif)
где Сгл г/мин - доза глюкозы;
Кгл - коэффициент, равный 1,34
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-21t.gif)
для инсулина:
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-22t.gif)
где Синс ед/мин - доза инсулина;
Кинс - коэффициент, равный 0,33
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-23t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и хирургии, и применяется для профилактики и коррекции острых нарушений гликемии во время хирургических операций. Как гипергликемические, так и гипогликемические состояния небезопасны для больных. Оба эти состояния могут привести к тяжелой ишемии головного мозга, сопровождающейся порой необратимыми коматозными состояниями. [G. Edward Morgan, Jr. Maged S. Mikhail Clinical Anesthesiology: Second Edition. - Stamford, 1996. - 882 р.]. Следует отметить, что нарушения уровня гликемии встречаются не только у больных сахарным диабетом, но и у обычных пациентов при хирургических операциях. Причем эти нарушения во время и после хирургических операций бывают настолько выражены, что их называют "малым хирургическим диабетом". [Парентеральное питание при тяжелых травмах. / Под ред. P.M. Гланца. - М., 1985. - 128 с.]. У больных сахарным диабетом риск нарушений гликемии, особенно во время хирургических операций, значительно выше. Поэтому профилактика и физиологически обоснованная коррекция нарушений гликемии во время хирургических операций является, несомненно, актуальной проблемой как у больных с сахарным диабетом, так и без него. Задача изобретения - профилактика и коррекция острых гипо- и гипергликемических состояний во время хирургических операций. Известен способ лечения гликемии во время операции у больных сахарным диабетом, основанный на расчете дозы инсулина соответственно уровню гипергликемии. [G. Edward Morgan, Jr. Maged S. Mikhail Clinical Anesthesiology: Second Edition. - Stamford, 1996. - 882 р.]. Суть способа заключается в том, что доза инсулина вычисляется по формулеинсулин ед/ч=концентрация глюкозы крови (мг%)/150. Известен способ лечения гликемии у больных сахарным диабетом, основанный на том, что дозу инсулина подбирают в предоперационном периоде соответственно увеличению концентрации глюкозы крови в ответ на стандартный болевой стимул. При этом предварительно выполняют субконъюнктивальную инъекцию [Максимов В. Ю. Прогнозирование и профилактика осложнений при экстракции катаракты у больных с сахарным диабетом: Автореферат дисс... канд. мед. наук. - Куйбышев, 1990. - 23 с.]. К общим недостаткам вышеприведенных способов относятся:
- невозможность физиологического обоснования расчета дозы глюкозы для коррекции гипогликемии, т.к. данное состояние не рассматривается вообще;
- невозможность физиологического обоснования расчета доз инсулина и глюкозы при исходной нормогликемии, т.к. в данных способах при нормогликемии не принимается во внимание вероятность возникновения как гипер- так и гипогликемии;
- отсутствие объективных критериев расчета дозы инсулина при гипергликемии. Для второго же метода характерны следующие недостатки:
- риск развития грозных осложнений при проведении стандартного болевого стимула в результате спазма артерий под воздействием "болевых гормонов" (острый инфаркт миокарда или нарушение мозгового кровообращения);
- риск возникновения гематогенных инфекций при проведении пробы;
- непредсказуемость гликемического ответа при расчете дозы инсулина на стандартный болевой стимул в предоперационном периоде и во время операции под воздействием наркотических средств. За прототип выбран способ коррекции уровня гликемии во время операции у больных сахарным диабетом, основанный на расчете интраоперационных доз инсулина и глюкозы соответственно суточным дозам инсулина и глюкозы. [Клиническая эндокринология: Руководство для врачей. / Под ред. Н.Т. Старковой. - М.: Медицина, 1991. - 512 с.]. Способ заключается в том, что суточную дозу инсулина, получаемую больным, и предполагаемую суточную дозу глюкозы (120-150 г) делят на 24 часа, получая при этом дозу инсулина и глюкозы в час. Помимо общих недостатков, присущих вышеперечисленным способам, для прототипа характерны такие недостатки:
- невозможность расчета дозы инсулина у больных, не получающих ранее инсулин в предоперационном периоде (например, у больных с неинсулинзависимым сахарным диабетом), поскольку расчет дозы инсулина в данном способе проводится с учетом известной суточной дозы инсулина;
- невозможность учета потребления глюкозы для компенсации энергозатрат во время операции, которые существенно отличаются от таковых у пациентов, находящихся в спокойном состоянии. Цель изобретения: повышение точности расчета дозы инсулина и глюкозы для профилактики и коррекции нарушений гликемии во время хирургических операций. Цель достигается тем, что во время хирургической операции посредством газоанализатора исследуется выдыхаемый больным воздух и по содержанию в нем процентного содержания углекислого газа проводится физиологически обоснованный расчет доз:
при гипогликемии - глюкозы,
при нормогликемии - инсулина и глюкозы,
при гипергликемии - инсулина. Способ основан на том, что количество образующегося углекислого газа зависит от количества окисляющейся глюкозы, что видно из следующего уравнения [Физиология человека. / Под ред. Р. Шмидта. - М., 1996, Т.3. - 198 с.]:
(1) С6Н12О6 + 6O2 = 6СО2 + Н2O. Поскольку масса 1 моля глюкозы (С6Н12О6) равна 180 г, а объем 6 моль СО2 равен 134,4 л {22,4 л (число Авогадро) x 6}, то, вычисляя отношение массы 1 моля глюкозы к объему 6 моль углекислого газа, получаем коэффициент Кгл, показывающий количество глюкозы в граммах, окисляющейся на каждый мл выдыхаемого CO2:
Кгл=180 г/134,4 л=1,34 г/л=1,34
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
Кинс=Кгл/4 ед/г=(1,34
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-1t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-2t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-3t.gif)
Умножая Кгл и Кинс на
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-4t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-5t.gif)
При гипогликемии расчетная доза глюкозы компенсирует энергетические затраты и на этом фоне происходит естественная компенсация гипогликемии глюкозой, образующейся из гликогена. При нормогликемии расчетной дозой инсулина усваивается расчетная доза глюкозы соответственно энергетическим затратам организма во время операции, а принцип обратной связи, лежащий в основе регуляции образования глюкозы из запасов гликогена, обеспечивает профилактику как гипогликемии, так и гипергликемии. При гипергликемии расчетной дозой инсулина происходит усвоение избытка глюкозы, необходимой для компенсации энергетических затрат. Для оценки эффективности метода обследовано 19 больных с инсулинозависимым сахарным диабетом. В 1-ю группу (9 человек) вошли больные, которым коррекцию уровня гипергликемии осуществляли по предлагаемому способу, при этом отменяли утреннюю дозу инсулина. Во 2-ю группу (10 человек) были включены больные, которым непосредственно перед операцией делали их обычную утреннюю дозу инсулина сразу после завтрака. Больным в исследуемых группах были выполнены схожие операции по поводу диабетической пролиферативной витреоретинопатии, отслойки сетчатки. Операции проводились в условиях тотальной внутривенной анестезии. В 1-й группе обследованы больные с диагнозом диабетической пролиферативной витреоретинопатией, отслойкой сетчатки. Минутную вентиляцию легких (МВЛ) и концентрацию углекислого газа в 100 мл выдыхаемого воздуха (СО2 об.%) измеряли посредством вентилометра и газоанализатора наркозного аппарата Sulla 808V. Объем выдыхаемого углекислого газа за 1 мин
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-6t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-7t.gif)
Для оценки эффективности предлагаемого способа концентрацию глюкозы крови (Гл ммоль/л) измеряли непосредственно перед операцией, через 30 и 60 минут после операции, что соответствовало I, II и III этапам исследования. Концентрация глюкозы непосредственно перед операцией равнялась 11,0
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197007/177.gif)
- возможность расчета физиологически обоснованной дозы глюкозы для коррекции гипогликемии;
- возможность расчета физиологически обоснованной дозы инсулина для коррекции гипергликемии;
- возможность расчета дозы инсулина глюкозы при нормогликемии для профилактики гипо- и гипергликемии;
- отсутствие необходимости в проведении стандартного болевого воздействия при расчете доз инсулина и глюкозы;
- неинвазивность и отсутствие риска развития гематогенных инфекций;
- возможность использования способа во время хирургических операций у больных, не получающих инсулин;
- возможность учета потребления глюкозы во время операции. Примеры расчета дозы глюкозы и инсулина во время операции. Пример 1. Больной А., 60 лет, история болезни 59936. Диагноз: Диабетическая пролиферативная отслойка сетчатки. Дата операции: 19.07.99. Операция: cекторальное пломбирование склеры, удаление эпиретинальных мембран и пролифератов, введение перфторорганических соединений с заменой на силикон, криокоагуляция. Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии. Длительность операции 90 минут. Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb - 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-8t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-9t.gif)
2. Расчет количества глюкозы для возмещения энергозатрат:
Сглг/мин=(1,34
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-10t.gif)
Исходный уровень глюкозы крови 7,4 ммоль/л. Уровень сахара крови в конце операции 5,5 ммоль/л. Пример 2. Больная Г., 51 год, история болезни 78856. Диагноз: Диабетическая витреоретинопатия с тракционной отслойкой сетчатки на левом глазу. Дата операции: 19.07.99. Операция: субтотальная витреоэктомия, удаление периретинальных мембран. Сопутствующий диагноз: сахарный диабет I типа. Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии. Длительность операции 90 мин. Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb - 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-11t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-12t.gif)
2. Расчет количества глюкозы для возмещения энергозатрат:
Сгл г/мин=(1,34
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197010/8226.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-13t.gif)
Исходный уровень глюкозы крови 7,3 ммоль/л. Уровень сахара крови в конце операции 5,7 ммоль/л. Пример 3. Больная К., 45 лет, истории болезни 77331. Операция: витреоэктомия, пломбирование сетчатки. Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии. Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb - 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-14t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-15t.gif)
2. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-16t.gif)
Исходный уровень глюкозы крови 11,5 ммоль/л, уровень глюкозы крови в конце операции 9,5 ммоль/л. Пример 4. Больная Т., 31 год, история болезни 77928. Диагноз: Диабетическая отслойка сетчатки, пролиферативная диабетическая витреоретинопатия. Операция: круговое вдавление склеры. Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии. Длительность операции 60 минут. Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb - 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-17t.gif)
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-18t.gif)
2. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:
![способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, патент № 2197725](/images/patents/273/2197725/2197725-19t.gif)
Исходный уровень глюкозы крови 13,0 ммоль/л, уровень глюкозы крови в конце операции 6,1 ммоль/л. Предлагаемый способ прост, эффективен, неинвазивен, позволяет проводить профилактику и коррекцию уровня гликемии соответственно выдыхаемой концентрации углекислого газа как у больных с сахарным диабетом, так и без него.
Класс G01N33/48 биологических материалов, например крови, мочи; приборы для подсчета и измерения клеток крови (гемоцитометры)
Класс G01N33/497 газообразных биологических материалов, например продуктов дыхания