Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки чувствительности периферического хеморефлекса

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к физиологии, и может быть использовано при оценке состояния кардиореспираторной системы.

Функционально объединенная кардиореспираторная система является одним из механизмов, которые отвечают за адаптацию организма к окружающей среде. Она первая реагирует на ее изменения, тем самым определяет состояние организма в определенных условиях. Системный уровень контроля газового состава крови и артериального давления обеспечивается рефлекторной регуляцией данной системы, основными элементами которой являются периферический хеморефлекс и артериальный барорефлекс.

Роли хеморефлекса в патогенезе различных патологических состояний в последнее время уделяют много внимания. Значительное увеличение чувствительности периферического хеморефлекса отмечено при тяжелой хронической сердечной недостаточности (ХСН), трудно корригируемой артериальной гипертонии, синдроме сонного апноэ (Kara Т., Narkiewicz K., Somers V.K.. Chemoreflexes-physiology and clinical implications. Acta Physiol Scand 2003; 177: 377-384). Механизмы увеличения чувствительности хеморефлекса при хронической сердечной недостаточности изучали в последнее время особенно тщательно, в связи с тем, что степень этого увеличения прямо коррелирует с тяжестью сердечно-сосудистых нарушений (Narkiewicz K, Pesek СА, van de Borne PJ, Kato M, Somers VK. Enhanced sympathetic and ventilatory responses to central chemoreflex activation in heart failure. Circulation. 1999 Jul 20; 100(3):262-7). Патогенез развития гиперчувствительности хеморефлекса при тяжелых формах ХСН достаточно сложен и до конца не изучен. Основными механизмами являются снижение порога регуляции нитрооксидсинтазы и повышение порога регуляции ангиотензина (Zucker IH. Novel mechanisms of sympathetic regulation in chronic heart failure. Hypertension. 2006 Dec; 48(6):1005-11), наблюдаемые при ХСН. Нарушение регуляции эффектов оксида азота и ангиотензина приводит к изменению уровня функционирования калиевых каналов, ответственных за чувствительность к гипоксическому стимулу в клетках каротидного гломуса (Buckler K.J., 2000, Fuller A.J., 2005). У пациентов с трудно корригируемой гипертензией периферический хеморефлекс также повышен (Kara Т., Narkiewicz К., Somers V.K.. Chemoreflexes-physiology and clinical implications. Acta Physiol Scand 2003; 177: 377-384), что связано с морфологическими изменениями в структурах каротидных гломусов и снижением чувствительности барорефлекса. В современной литературе также имеются данные об увеличении чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксическому стимулу у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких и пациентов с хронической почечной недостаточностью, однако механизм данного явления изучен недостаточно.

Вне зависимости от причин увеличения чувствительности хеморецепторов, увеличение афферентной импульсации от каротидных гломусов влечет за собой ряд изменений вегетативного статуса и регуляции дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Результатом активации хеморефлекса является увеличение тонуса симпатической нервной системы, угнетение барорефлекторной регуляции сердечно-сосудистой системы, что является результатом интегральных механизмов взаимодействия баро- и хеморефлекса. Чувствительность артериального барорефлекса обратно пропорциональна чувствительности периферического хеморефлекса (Ponikowski Р, Chua TP, Piepoli М, Augmented peripheral chemosensitivity as a potential input to baroreflex impairment and autonomic imbalance in chronic heart failure. Circulation 1997; 96: 2586-2594). Таким образом, при прогрессировании хронических заболеваний, связанных с изменением рефлекторной регуляции кардиореспираторной системы, снижается толерантность к изменениям артериального давления и увеличивается риск гемодинамических нарушений.

Одним из аналогов предлагаемого способа является способ возвратного дыхания. Он заключается в оценке изменения минутного объема дыхания в ответ на изменение содержания углекислого газа и кислорода в артериальной крови или в выдыхаемой газовой смеси при дыхании из закрытого резервуара, при этом гипоксия индуцируется за счет поглощение кислорода самим организмом человека. По разнице минутного объема дыхания на единицу изменения газового состава крови определяют чувствительность периферического хеморефлекса. Существует классический вариант возвратного дыхания (Read DJ. A clinical method for assessing the ventilatory response to carbon dioxide Australas Ann Med. 1967 Feb; 16(1):20-32) и модифицированный (Duffin J, McAvoy GV. The peripheral-chemoreceptor threshold to carbon dioxide in man. J Physiol. 1988 Dec; 406:15-26.), отличающийся применением гипервентиляции перед гипоксическим воздействием.

Недостатками способа являются:

1. Техническая сложность - требуется оборудование (волюметр, газоанализатор).

2. Трудность изолированной оценки периферического хеморефлекса, связанная с тем, что длительность пробы не позволяет исключить вклад центральных хеморецепторов.

3. Опасность осложнений, связанных с гипоксией и гиперкапнией.

Другим аналогом способа является оценка периферического хеморефлекса по определению изменения минутного объема вентиляции в течение острой гипоксической пробы, заключающейся в спонтанном дыхании атмосферным воздухом, после чего производят несколько вдохов смесью, содержащей азот в концентрации более 80% (Lhuissier FJ, Canoui-Poitrine F, Richalet JP. Ageing and cardiorespiratory response to hypoxia. J Physiol. 2012; 590:5461-5474). При осуществлении определяют разницу в минутном объеме дыхания на единицу снижения насыщения кислородом артериальной крови, определяемого методом пульсоксиметрии.

Недостатки способа:

1) сложная воспроизводимость,

2) опасность выраженной гипоксемии,

3) необходимость в сложном оборудовании.

Ближайшим аналогом является метод оценки чувствительности периферического хеморефлекса, включающий проведение пробы с задержкой дыхания после максимального вдоха, определение длительности произвольного порогового апноэ, измеряемого от начала пробы до появления рефлекторных сокращений диафрагмы, определяемых пальпаторно (Трембач H.В. Эффективность и безопасность маневра открытия легких у больных с различной чувствительностью периферического хеморефлекса. Анестезиология и реаниматология. №6. Т. 60, 2015, с 8-11).

Основными недостатками являются:

1) однократность пробы снижает ее точность и увеличивает субъективность,

2) носит ориентировочный характер, поскольку отсутствуют данные о соответствии длительности порогового апноэ конкретной величине вентиляторной реакции в ответ на стимуляцию периферического хеморефлекса.

ЗАДАЧА: исключение респираторных осложнений при определении чувствительности периферического хеморефлекса с сохранением точности.

Технический результат - предлагаемый способ позволяет неинвазивно и безопасно в реальном масштабе времени оценивать чувствительность периферического хеморефлекса.

Сущностью предлагаемого способа определения чувствительности периферического хеморефлекса является определение длительности произвольного порогового апноэ троекратно с интервалом в 10 минут с расчетом средней арифметической длительности и при ее значении менее 30 секунд - высокой чувствительности периферического хеморефлекса, при значении произвольного порогового апноэ от 30 до 60 секунд - средней чувствительности периферического хеморефлекса, при значении произвольного порогового апноэ более 60 секунд - низкой чувствительности периферического хеморефлекса.

Способ апробирован на 28 добровольцах. В ходе исследования осуществлялось определение чувствительности периферического хеморефлекса методом дыхания гиперкапнической смесью и с помощью определения длительности произвольного порогового апноэ.

Статистический анализ показал высокий коэффициент обратной корреляции между чувствительностью, определенной с помощью гиперкапнического теста, и длительностью произвольного порогового апноэ (-0,85, р<0.001).

ROC-анализ показал высокую прогностическую ценность способа в прогнозировании чувствительности периферического хеморефлекса - площадь под ROC-кривой 0.92 (95% CI, 0.806-0.984, р<0.001).

При проведении предлагаемого способа нарушений газообмена и гемодинамики выявлено не было, при проведении гиперкапнической пробы увеличение выше нормы концентрации углекислого газа в конце выдоха наблюдалось во всех случаях. В 60% случае гиперкапническая проба сопровождалась увеличением частоты сердечных сокращений выше 100 в минуту.

Способ осуществляют следующим образом. За день до операции, перед премедикацией, производят определение длительности произвольного порогового апноэ при проведении модифицированной пробы Штанге, для чего после максимального вдоха пациент производит задержку дыхания. Измеряют длительность произвольного порогового апноэ от начала пробы до появления рефлекторных сокращений диафрагмы, определяемых пальпаторно, для чего располагают ладонь над эпигастральной областью пациента. Проба осуществляется три раза с интервалом в 10 минут, после чего вычисляется средняя арифметическая длительность произвольного порогового апноэ. У пациентов с длительностью произвольного порогового апноэ менее 30 определяют высокую чувствительность периферического хеморефлекса (равной более 0,5 л/мин/мм рт. ст.), у пациентов с длительностью произвольного порогового апноэ от 30 секунд до 60 секунд - среднюю чувствительность периферического хеморефлекса (0,2-0,5 л/мин/мм рт. ст.), у пациентов с длительностью произвольного порогового апноэ более 60 секунд - низкую чувствительность периферического хеморефлекса (менее 0,2 л/мин/мм рт. ст.).

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ

1. ИСПЫТУЕМЫЙ М, 25 лет.

При обследовании методом проведения пробы с задержкой дыхания определена чувствительность периферического хеморефлекса.

Длительность произвольного порогового апноэ составляла 52, 57 и 53 секунды (в среднем - 54 секунды) - чувствительность периферических хеморецепторов средняя (0,2-0,5 л/мин/мм рт. ст.).

Респираторных и гемодинамических нарушений в течение пробы не было.

2. ИСПЫТУЕМЫЙ Т, 32 г.

При обследовании методом проведения пробы с задержкой дыхания определена чувствительность периферического хеморефлекса.

Длительность произвольного порогового апноэ составила 25, 21 и 24 секунды (в среднем 23 секунды) - чувствительность периферических хеморецепторов высокая (более 0,5 л/мин/мм рт. ст.).

Респираторных и гемодинамических нарушений в течение пробы не было.

3. ИСПЫТУЕМЫЙ Т, 22 г.

При обследовании методом проведения пробы с задержкой дыхания определена чувствительность периферического хеморефлекса.

Длительность произвольного порогового апноэ составила 78, 74 и 70 секунд (в среднем - 74 секунды) - чувствительность периферических хеморецепторов низкая (менее 0,2 л/мин/мм рт. ст.).

Респираторных и гемодинамических нарушений в течение пробы не было.

Вывод: таким образом, применение предложенного способа позволило точно и безопасно определять чувствительность периферического хеморефлекса.