СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ПРЕДСЕРДИЯМИ И ЖЕЛУДОЧКАМИ СЕРДЦА
METHOD FOR SEPARATE EVALUATION OF OXYGEN CONSUMPTION IN HEART ATRIUMS AND VENTRICLES

Способ относится к области медицины, а именно к клинической физиологии, кардиохирургии и кардиологии.
2 art
2 ks
Известен способ раздельного вычисления потребления кислорода правым и левым желудочками сердца по измерению кровотока в соответствующих магистральных коронарных артериях и измерению SO и SO [Kusachi S, Nishiyama O, Yasuhara К et al., Right and left ventricular oxygen metabolism in open-chest dog // Am. J. Physiol. - 1982. - V.243. - №5. - H761-766.]. У этого способа есть существенный недостаток, заключающийся в том, что ниже того места на магистральной коронарной артерии, в котором измеряется поток, по боковым ответвлениям поток крови может попасть на противоположную сторону. По этой причине оценка потребления кислорода правым или левым желудочком будет неточной. Более того, этим способом трудно оценить этот параметр для правого или левого предсердия. С его помощью невозможно получить оценку потребления кислорода выделенным сегментом правого или левого желудочка сердца.
2
Эта трудность обходится в других известных способах [Crystal GJ, Rooney MW, Salem RM. Myocardial blood flow and oxygen consumption during isovolemic hemodilution alone and in combination with adenosine-induced controlled hypotension // Anesth Analg. - 1988. - V.67. - №6. - P.539 - 547; Crystal GJ, Kim SJ, Salem MR. Right and left ventricular O uptake during hemodilution and beta-adrenergic stimulation // Am. J. Physiol. - 1993. - V.265. - №5(Pt2). - H.1769-1777], в которых миокардиальный кровоток измеряется с помощью радиоактивных микросфер практически в любом выбранном месте миокарда.
Однако существенными недостатками этого способа являются: необходимость необратимого разрушения миокарда и вытекающая из этого однократность применения на экспериментальнм животном. В любом случае метод радиоактивных микросфер неприменим в клинических условиях на человеке.
Из-за фрактальности микроциркуляции в миокарде получаемые значения миокардиального кровотока не являются устойчивой, средней величиной, относительно которой происходят текущие изменения потока - они либо выше, либо ниже этого значения. Этот недостаток может быть преодолен, если находить устойчивое значение микроциркуляторного потока в миокарде известным способом [Окунев Г.Н., Власов Ю.А., Караськов A.M. и др. Закономерности изменения микроциркуляторного кровотока в разных участках сердца у больных с приобретенными пороками сердца до и после коррекции порока // Физиология человека. - 2005 - Т.31. - №1. - С.40-48.]. В этом случае вычисляемые значения потребления кислорода миокардом будут соответствовать устойчивым величинам этого параметра, по которым можно судить о величине потребления кислорода каждой камерой сердца в отдельности, либо ее сектором.
С целью получения раздельной оценки потребления кислорода камерами сердца либо их секторами по ходу кардиохирургического вмешательства предлагается способ, включающий в себя измерение микроциркуляторного кровотока лазер-доплеровским флоуметром, измерение насыщения кислорода крови в коронарном синусе сердца и артерии, измерение концентрации гемоглобина в крови.
Способ реализуется следующим образом.
1. Раздельно осуществляют серию измерений микроциркуляции в стенках четырех камер сердца через любой заданный промежуток времени.
i=1
i=2
i=1
i=1
i=2
2. Попарно между этими измерениями находят разности кровотока - ΔЭМК=(n-n) и находят зависимость ΔЭМК от нечетных измерений миокардиального кровотока: ΔЭМК=f(ЭМКn), где ЭМКn - нечетные измерения, n - четные измерения. Для этой функции методом наименьших квадратов находят коэффициенты линейного уравнения первой степени -
где а - постоянная составляющая в уравнении (1), b - угловой коэффициент при аргументе функции.
1
i=1
i=2
3. По оцененным коэффициентам линейного уравнения первой степени (1) отыскивают значение ЭМК, для которого разность между нечетным и четным измерением (n-n) ΔЭМК=0, по уравнению -
1
i=1
i=1
1
где ЭМКсоответствует среднему значению эпимиокардиального кровотока для выбранного участка миокарда. Так как в функции ΔЭМК=f(ЭМКn) значения ΔЭМК откладывается по оси ординат, а значения ЭМКn по оси абсцисс, то пересечение абсциссы функцией в точке ΔЭМК=0 будет соответствовать среднему значению эпимиокардиального кровотока - ЭМК.
4. Измеряется концентрация гемоглобина в крови (Hb).
2 ks
2 art
5. Измеряется насыщение кислородом крови из коронарного синуса SO и артериальной крови SO.
2 art
2 ks
2 СЕРД
2
6. По измеренным значениям Hb, SO, SO вычисляют артериовенозную разность по кислороду для миокарда - АВРО - мл О/л крови.
1
2 СЕРД
1
1
2
7. Найденное по измеренным значениям микроциркуляторного кровотока - ЭМК умножаем на АВРО, предварительно приводя их к одинаковой размерности, т.е. ЭМК/1000. Тогда размерность ЭМК будет л/(100 г мин), а размерность ПО миокардом будет мл/(100 г мин).
Примеры применения этого способа приведены в таблице 1, в ней приведены данные измерения миокардиального кровотока на правом предсердии (ПП), правом желудочке (ПЖ), левом предсердии (ЛП) и левом желудочке лазер-доплеровским методом.
Таблица 1
Таблица 1.Измерение кровотока в различных камерах сердца лазер-доплеровским флоуметром.
ПП
ПЖ
ЛП
ЛЖ
Измерение
Δ
Измерение
Δ
Измерение
Δ
Измерение
Δ
Нечетное
Четное
Нечетное
Четное
Нечетное
Четное
Нечетное
Четное
До операции. Б-й Ч-ов Возраст - 3 г. Масса тела - 9,4 кг. Рост - 85 см. АД - 112/65. ЧСС - 140. Нв - 164 г/л. SO<sub>2 KS</sub> - 36,4%. SO<sub>2 ART</sub> - 96%. Диагноз: тетрада Фалло
77,2
75,6
1,6
94,4
92,4
2
52,3
50,4
1,9
85,6
71,7
13,9
73,2
72,7
0,5
100,8
101,9
-1,1
52,7
54,8
-2,1
80,8
74,6
6,2
90,3
67,4
22,9
После операции. SO<sub>2 KS</sub> - 22,8%. SO<sub>2 ART</sub> - 95%
72,9
64,7
8,2
88,8
89,9
-1,1
43,8
41,9
1,9
66,6
69,6
-3
73,2
69,1
4,1
90,7
91,6
-0,9
39,9
38,4
1,5
70,1
71,4
-1,3
До операции. Б-ой Ш-ко муж. Возраст - 34 г. Масса тела - 78 кг. Рост 181 см. АД 111/57. ЧСС - 98. Нв - 150 г/л. SO<sub>2 KS</sub> - 43,96%. SO<sub>2 ART</sub> - 97%. Диагноз: стеноз аортального клапана, двустворчатый клапан.
15,2
13,4
1,8
48,9
38,8
10,1
17,7
11,9
5,8
46,8
41,1
5,7
12,7
13,3
-0,6
50,2
46
4,2
11,6
14,1
-2,5
47,5
43,9
3,6
13
14,2
-1,2
46,7
46,1
0,6
12,1
13,1
-1
42,4
35,8
6,6
После операции. SO<sub>2 KS</sub> - 25,5%. SO<sub>2 ART</sub> - 96%
14,7
14,6
0,1
39,6
39,6
0
41,9
42,9
-1
30,2
33,7
-3,5
13,6
14,3
-0,7
36,5
38
-1,5
43,7
37,8
5,9
29,1
29,6
-0,5
14,2
14,5
-0,3
45,9
42,7
3,2
42,6
43,6
-1
31,3
31,4
-0,1
До операции. Б-ой Г-ов Возраст 1 г 2 м. Масса тела - 8 кг. Рост - 65 см. АД 78/34. ЧСС - 148. Нв - 107 г/л. SO<sub>2 KS</sub> - 21,2%. SO<sub>2 ART </sub>- 96% Диагноз: тетрада Фалло
86,1
94,4
-8,3
82,2
81,7
0,5
72,9
54,9
18
82,3
80,6
1,7
93,7
94
-0,3
77,2
77,6
-0,4
64,8
68,4
-3,6
83,4
86,5
-3,1
90,5
89,9
0,6
80
78,6
1,4
65,2
69,1
-3,9
80,3
79,5
0,8
После операции. SO<sub>2 KS</sub> - 16,37%. SO<sub>2 ART</sub> - 96%
83,7
78,4
5,3
88,8
92,7
-3,9
74,3
70,3
4
94,2
90,1
4,1
73
72,8
0,2
91,1
94
-2,9
75,2
78,4
-3,2
90,9
95,4
-4,5
90,9
92,9
-2
77,7
75
2,7
85,4
91,3
-5,9
Примечание: Δ - разность между нечетным и четным измерением.
i=1
i=2
i=1
В таблице 1 показаны нечетные и четные измерения и разности между ними ΔЭМК=(n-n), которая обозначена символом - Δ, для каждой камеры сердца. По функции ΔЭМК=f(ЭМКn) вычисляются коэффициенты линейного уравнения (а и b).
1
В таблице 2 приведены оцененные методом наименьших квадратов значения постоянной составляющей (а) уравнения (1) и произведения углового коэффициента (b) на нечетное измерение эпимиокардиального кровотока - (b×ЭМК). По ним вычисляют среднее значение миокардиального кровотока, устойчивого в заданных условиях измерения. По измеренным величинам насыщения кислородом крови из артерии и коронарного синуса сердца и измеренной величине гемоглобина находят артериовенозную разность кислорода по миокарду.
2
Умножая ее на среднее значение миокардиального кровотока, получают величину потребления O миокардом в мл/(100 г мин).
Таблица 2
Камеры сердца
Коэффициенты ур-нения
Средний кровоток,
Потребление кислорода камерами сердца, мл/(100 г мин)
b*ΔЭМК<sub>1</sub>
а
мл/(100 г мин)
Б-ой Ч-ов Возраст - 3 г. Масса тела 9,4 кг. Рост 85 см. Д-з: тетрада ФаллоДо основного этапа операции
пп
0,275
-19,63
71,38181818
9,454031
лп
-0,484
47,725
98,6053719
13,0596
пж
-10
524,9
52,49
6,951939
лж
1,7573
-136,04
77,41421499
10,25298
После основного этапа операции
пп
-13,667
1004,5
73,49820736
9,734332
лп
0,1026
-2,5923
25,26608187
3,346319
пж
0,1053
-10,447
99,21177588
13,13992
лж
0,4857
-36,349
74,8383776
9,911828
Ш-ко муж Возраст - 34 г. Масса тела 78 кг. Рост 181 см. Д-з: двухстворч. Ао клап.До основного этапа операции
пп
1,1109
-15,145
13,63309029
1,805609
лп
1,2999
-17,172
13,21024694
1,749606
пж
1,3754
-61,878
44,98909408
5,958496
лж
-0,452
-25,897
57,29424779
7,588229
после основного этапа операции
пп
0,7253
-10,575
14,58017372
1,931044
лп
4,0506
-171,8
42,41346961
5,617372
пж
0,5012
-19,814
39,53312051
5,23589
лж
0,1818
-6,8576
37,72057206
4,99583
Г-ов Возраст - 1 г 2 м. Масса тела 8 кг. Рост 65 см. Д-з: тетрада ФаллоДо основного этапа операции
пп
1,1113
-102,79
92,4952758
12,25036
лп
2,7464
-182,25
66,35959802
8,788872
пж
0,2006
-15,511
77,32303091
10,2409
лж
-1,0506
85,95
81,81039406
10,83522
после основного этапа операции
пп
0,4766
-34,594
72,58497692
9,613381
лп
0,2068
-14,492
70,07736944
9,281265
пж
0,6273
-59,559
94,94500239
12,57481
лж
1,0464
-96,449
92,17220948
12,20758
Примечание:
ПП - правое предсердие;
ЛП - левое предсердие;
ПЖ - правый желудочек;
ЛЖ - левый желудочек;
уравнение - 3MK<sub>1</sub>=a+b×ΔЭМК<sub>1</sub>,
где ЭМК<sub>1</sub> - средний эпимиокардиальный кровоток для выбранного участка миокарда, мл/(100 г мин).
Способ позволяет оценить потребление кислорода во время кардиохирургического вмешательства как предсердиями, так и желудочками сердца без разрушений миокарда и получить устойчивые данные микроциркуляторного потока в миокарде.