способ оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента
Классы МПК: | A61B5/083 измерение скорости обмена веществ путем контроля дыхания, например измерение скорости потребления кислорода A61B5/091 измерение объема вдыхаемых или выдыхаемых газов, например для определения жизненной емкости легких |
Автор(ы): | Подоксенов Юрий Кириллович (RU), Емельянова Татьяна Валентиновна (RU), Шипулин Владимир Митрофанович (RU), Свирко Юлия Станиславовна (RU), Кийко Олег Григорьевич (RU), Пантелеев Олег Олегович (RU), Жихарева Зинаида Николаевна (RU), Горохов Антон Сергеевич (RU), Подоксенов Андрей Юрьевич (RU), Прут Дмитрий Алексеевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт кардиологии Сибирского отделения РАМН (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-06-09 публикация патента:
27.10.2011 |
Изобретение относится к медицине, определению степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента по мощности анаэробного порога (АП). АП определяют по моменту пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа, для чего проводят эргоспирометрию и обеспечивают вдыхание гипоксической газовой смеси со ступенчатым понижением содержания кислорода на 2% на каждой ступени до достижения стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа на каждой ступени. Затем измеряют мощность АП по проценту кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующему моменту достижения АП. При мощности АП более 14% кислорода считают степень адаптации пациента низкой, менее 10% кислорода - высокой, а при мощности АП 10-14% кислорода считают степень адаптации пациента средней. Способ обеспечивает определение степени метаболической и кардиореспираторной адаптации у пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата, нарушениями сознания, в том числе при ИВЛ, неспособных к выполнению пробы с физической нагрузкой.
Формула изобретения
Способ оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента по мощности анаэробного порога, заключающийся в определении анаэробного порога по моменту пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа и измерении мощности анаэробного порога, отличающийся тем, что проводят эргоспирометрию и обеспечивают вдыхание гипоксической газовой смеси со ступенчатым понижением содержания кислорода на 2% на каждой ступени до достижения стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа на каждой ступени, затем измеряют мощность анаэробного порога по проценту кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующему моменту достижения анаэробного порога и при мощности анаэробного порога более 14% кислорода считают степень адаптации пациента низкой, при мощности анаэробного порога менее 10% кислорода считают степень адаптации пациента высокой, а при мощности анаэробного порога 10-14% кислорода считают степень адаптации пациента средней.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к медицине, а именно к способам определения степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента по мощности анаэробного порога, который является важной характеристикой особенностей взаимодействия метаболических реакций организма, а также функционального состояния кардиореспираторной системы человека. Анаэробный порог отражает тонкие изменения в клеточном метаболизме, является чувствительным индикатором циркулирующей и метаболической адаптации и имеет существенную прогностическую ценность [2], поскольку процент содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующий моменту достижения анаэробного порога, является показателем, характеризующим степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента (т.н. мощность анаэробного порога).
Известен способ определения анаэробного порога путем проведения спироэргометрии и определения точки пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа на фоне нарастающей физической нагрузки (велоэргометр) и дыхания атмосферным воздухом (21% содержания кислорода во вдыхаемой газовой смеси). Показателем, характеризующим мощность анаэробного порога, считают физическую нагрузку в ваттах, которая соответствует моменту достижения анаэробного порога [1].
Данный способ является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного способа является то, что он не дает возможности определения анаэробного порога у больных людей, которые по разным причинам не способны выполнить пробу с физической нагрузкой (патология опорно-двигательного аппарата, нарушения сознания, искусственная вентиляция легких).
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего определять степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента с патологией опорно-двигательного аппарата, нарушениями сознания, в том числе находящегося на искусственной вентиляции легких.
Поставленная задача достигается техническим решением, представляющим собой способ определения степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента по мощности анаэробного порога, включающий вдыхание во время эргоспирометрии гипоксической газовой смеси со ступенчатым понижением содержания кислорода на 2% на каждой ступени до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Анаэробный порог определяют в момент пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа. Показателем, характеризующим степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента (т.е. мощность анаэробного порога), считают процент содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующий моменту достижения анаэробного порога. Этот показатель считают характеристикой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента, т.е. мощностью анаэробного порога у конкретного пациента. При значении показателя >14% считают мощность анаэробного порога (соответственно и степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента) низкой, при значении показателя <10% считают мощность анаэробного порога высокой, при значении показателя 10%-14% считают мощность анаэробного порога средней.
Новым в предлагаемом способе является вдыхание во время эргоспирометрии гипоксической газовой смеси со ступенчато понижающимся содержанием кислорода и критерии, определяющие низкую, высокую и среднюю степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента.
Новые признаки позволяют определять анаэробный порог у больных людей, которые по разным причинам не способны выполнить пробу с физической нагрузкой (патология опорно-двигательного аппарата, нарушения сознания, искусственная вентиляция легких). При этом мощность анаэробного порога будет определяться не степенью физической нагрузки в ваттах, а процентным содержанием кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующим моменту достижения порога.
Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков в проанализированной литературе не обнаружено. Предлагаемое техническое решение может быть использовано в здравоохранении.
Исходя из вышеизложенного следует считать данное техническое решение соответствующим условиям патентоспособности: «новизна», «изобретательский уровень», «промышленная применимость».
Способ осуществляют следующим образом:
После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединяют к пациенту посредством маски или через интубационную трубку и выполняют процедуру газоанализа на фоне самостоятельной или аппаратной вентиляции атмосферным воздухом (21% кислорода во вдыхаемом чистом атмосферном воздухе). После этого с помощью гипоксикатора понижают на 2% содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси (т.е. до 19%) и повторяют процедуру газоанализа на фоне дыхания уже гипоксической газовой смесью до момента стабилизации новых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Далее ступенчато понижают на 2% на каждой ступени содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Анаэробный порог определяют в момент пересечения кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа.
После определения анаэробного порога регистрируют процент содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, соответствующий моменту достижения анаэробного порога. Этот показатель считают характеристикой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента, т.е. мощностью анаэробного порога у конкретного пациента. При значении показателя >14% считают мощность анаэробного порога (соответственно и степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента) низкой, при значении показателя <10% считают мощность анаэробного порога высокой, при значении показателя 10%-14% считают мощность анаэробного порога средней.
Пример 1. Больной К., 59 л. И.б. № 994. Рост 171 см, вес 80 кг.
Основное заболевание: ишемическая болезнь сердца, III ФК.
Сопутствующее заболевание: артроз правого коленного сустава.
За 2 дня до операции пациенту для оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации выполнили эргоспирометрическое исследование. В связи с наличием сопутствующей патологии опорно-двигательного аппарата оказалось невозможным для определения мощности анаэробного порога использование велоэргометрии, поэтому у пациента был применен предлагаемый нами способ определения анаэробного порога.
После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту посредством маски и выполнили процедуру газоанализа на фоне вентиляции атмосферным воздухом. После этого с помощью гипоксикатора понизили содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до 19% и повторили процедуру газоанализа до момента стабилизации новых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа (примерно через 2 минуты). Далее ступенчато понижали на 2% на каждой ступени содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Анаэробный порог был достигнут при 13% содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, когда произошло пересечение кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа. Таким образом, мощность анаэробного порога у данного пациента составила 13%, что соответствует средней степени метаболической и кардиореспираторной адаптации.
Выполнена операция - аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения. Длительность операции составила 5 ч 10 мин, длительность ИК составила 1 ч 22 мин.
Через 5 ч после операции выполнили эргоспирометрическое исследование. После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту между интубационной трубкой и шлангами аппарата ИВЛ, выполнили процедуру газоанализа, ступенчато понижая содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси, как описано выше. Мощность анаэробного порога составила 15% и оценена как низкая.
Продолжительность ИВЛ после операции составила 11 ч. Имели место признаки умеренной сердечной недостаточности, длительность инотропной поддержки составила 78 ч.
Через 4 суток пациент переведен в общую палату.
Пример 2. Больной В., 49 л. И.б. № 1121. Рост 164 см, вес 70 кг.
Основное заболевание: ишемическая болезнь сердца, III ФК.
Сопутствующее заболевание: синдром Лериша, хроническая сосудистая недостаточность нижних конечностей 2Б.
За 2 дня до операции пациенту для оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации выполнили эргоспирометрическое исследование. В связи с наличием сопутствующей патологии (синдром Лериша) оказалось невозможным для определения мощности анаэробного порога использование велоэргометрии, поэтому у пациента был применен предлагаемый нами способ определения анаэробного порога.
После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту посредством маски и выполнили процедуру газоанализа на фоне вентиляции атмосферным воздухом. После этого с помощью гипоксикатора понизили содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси до 19% и повторили процедуру газоанализа до момента стабилизации новых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа (примерно через 2 минуты). Далее ступенчато понижали на 2% на каждой ступени содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Анаэробный порог был достигнут при 9% содержания кислорода во вдыхаемой газовой смеси, когда произошло пересечение кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа. Таким образом, мощность анаэробного порога у данного пациента составила 9%, что соответствует высокой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации.
Выполнена операция - аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения. Длительность операции составила 4 ч 55 мин, длительность ИК составила 1 ч 32 мин.
Через 5 ч после операции выполнили эргоспирометрическое исследование. После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту между интубационной трубкой и шлангами аппарата ИВЛ, выполнили процедуру газоанализа, ступенчато понижая содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, как описано выше. Мощность анаэробного порога составила 11% и оценена как средняя.
Продолжительность ИВЛ после операции составила 7 ч. Осложнений не отмечено.
Через 2 суток пациент переведен в общую палату.
Пример 3. Больной Ш., 61 г. И.б. № 1012. Рост 174 см, вес 98 кг.
Основное заболевание: ишемическая болезнь сердца, III ФК.
Сопутствующее заболевание: артроз правого коленного сустава.
За 2 дня до операции пациенту для оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации выполнили эргоспирометрическое исследование. В связи с наличием сопутствующей патологии опорно-двигательного аппарата оказалось невозможным для определения мощности анаэробного порога использование велоэргометрии, поэтому у пациента был применен предлагаемый нами способ определения анаэробного порога.
После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту посредством маски и выполнили процедуру газоанализа на фоне вентиляции атмосферным воздухом. После этого с помощью гипоксикатора понизили содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси до 19% и повторили процедуру газоанализа до момента стабилизации новых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа (примерно через 2 минуты). Далее ступенчато понижали на 2% на каждой ступени содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа. Анаэробный порог был достигнут при 15% содержания кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, когда произошло пересечение кривых потребления кислорода и выделения углекислого газа. Таким образом, мощность анаэробного порога у данного пациента составила 15%, что соответствует низкой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации.
Выполнена операция аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения. Длительность операции составила 5 ч 30 мин, длительность ИК составила 1 ч 40 мин.
Через 5 ч после операции выполнили эргоспирометрическое исследование. После проведения калибровки спиродатчик эргоспирометра подсоединили к пациенту между интубационной трубкой и шлангами аппарата ИВЛ, выполнили процедуру газоанализа, ступенчато понижая содержание кислорода во вдыхаемой гипоксической газовой смеси, как описано выше. Мощность анаэробного порога составила 15% и оценена как низкая.
Имели место признаки дыхательной и сердечной недостаточности. Продолжительность ИВЛ после операции составила 52 ч, длительность инотропной поддержки составила 6 суток.
Через 8 суток пациент переведен в общую палату.
Предлагаемый авторами способ апробирован у 26 пациентов, позволяет определять степень метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента с патологией опорно-двигательного аппарата, нарушениями сознания, в том числе находящегося на искусственной вентиляции легких.
Литература
1. Флоря В.Г., Айдаргалиева Н.Е., Синицын В.Е. и др. Анаэробный порог у пациентов с хронической недостаточностью кровообращения // Кардиология. - 1992. - Т.32, № 5. - С.75-79.
2. Wasserman K., Burton G.G., Van Kessel А.С. The physiological significance of the "anaerobic threshold" // Physiologist. - 1964. - V.7. - P.279-284.
Класс A61B5/083 измерение скорости обмена веществ путем контроля дыхания, например измерение скорости потребления кислорода
Класс A61B5/091 измерение объема вдыхаемых или выдыхаемых газов, например для определения жизненной емкости легких