Вид РИД
Изобретение
Область техники
Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиохирургии и кардиологии.
Уровень техники
Известно, что исследованию всех параметров образца крови, забранного из коронарного синуса сердца у пациента с ишемической болезнью сердца либо с патологией сердечной мышцы (например, кардиомиопатией), придается важный диагностический и прогностический смысл (Jaumdally Rami, Varma Chetan, Macfadyen R.J. et al Coronary sinus blood sampling: an insight into local cardiac pathophysiology and treat-ment? // European Heart J. - 2007. - V.28. - №8. - P.929-P.940) [1]. Одним из таких параметров является насыщение кислородом крови в коронарном синусе (SKS) сердца, по которому судят о кислородном балансе сердца.
Известен способ прямого измерения насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца (SKS) с применением волоконного оптического оксиметрического зонда (7,5 Opticath, Oximetrix, California, USA), датчик в котором расположен на кончике зонда. Его вводят непосредственно в кронарный синус пациента (Crake Т., Canepa-Anson R., Shapiro L. et al. Continuous recording of coronary sinus oxygen saturation during atrial pacing in patients with coronary artery disease or with syndrome X // Br Heart J. - 1988. - V.59. - P.31-P.38) [2] и в условиях рентгеноперационной ведут наблюдения.
В других способах используют микроспектрофотометрические методы измерения (SKS) на замороженных при низких температурах препаратах сердца, которые могут быть использованы только в экспериментах на животных (Monroe R.G., Gamble W.J., La Farge C.G. et al. Transmural coronary venous O2 saturations in normal and isolated hearts// Amer. J. Physiolol. - 1975. - V.228. - №1. - P.318-324; [3] Grunewald W.A., Lübbers D.W. Die Bestimmung der intracapillären НbO2 - Sättigung mit einer kryo-mikrofotometrischen Methode angewandt am Myokard des Kaninchens // Pfütigers Arch. - 1975. - Bd.353. - H.3. - S.255-273) [4].
Измерения (SKS) с помощью волоконных оптических оксиметров могут быть применимы только в клинических условиях с соблюдением асептики, что существенно ограничивает их широкое применение для оценки состояния сердечной деятельности больных с сердечно-сосудистой патологией.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего делать оценку насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца (SKS) и связанных с нею важных функциональных характеристик коронарного кровообращения у пациентов в условиях стандартно оснащенной лаборатории функциональной диагностики.
Способ состоит в следующем: измеряют массу тела W (кг), рост пациента H (см) и вычисляют поверхность тела пациента по известной формуле:
,
где ПТ - поверхность тела, м2; W - масса тела, кг; H - рост, см; 104 - коэфициент перевода площади тела в м2; измеряют общее потребление кислорода (ПО2ОБЩ), измеряют концентрацию гемоглобина в крови (Hb), измеряют насыщение кислородом артериальной крови (SA), измеряют величину ударного объема сердца по эхокардиографии, измеряют частоту сердечных сокращений по ЭКГ (ЧСС) и по ним вычисляют величину минутного объема кровообращения (МОК). По полученным измерениям и вычислениям оценивают величину коронарного кровотока
для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
где QС - коронарный кровоток в мл/мин;
выражение
((5,255×ПТ -0,304))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,81698 м2, то
выражение
((2,0904×(ПТ 1,2625))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК.
Для женщин, если ПТ<1,5185 м2, то
где QС - коронарный кровоток в мл/мин,
выражение
((5,8812×(ПТ -0,6646))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,5185 и <1,6945 м2, то
выражение
((2,559×(ПТ 1,3308))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,6945 м2, то
выражение
((7,267×(ПТ -6515))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; и если прямо не измерена величина потребления кислорода сердцем у пациента, то ее оценивают
у мужчин
у женщин
где 9,85459462±0,0444% составляет потребление кислорода сердцем от его общего потребления всем организмом у мужчин в возрасте от 15 до 75 лет; у женщин в возрасте от 12 до 65 лет - 12,4252569±0,2526%; ПО2СЕРД - потребление кислорода сердцем в мл/мин; ПО2ОБЩ - потребление кислорода организмом человека в мл/мин.
Точную индивидуальную оценку потребления кислорода сердцем получают, используя функцию - ПО2СЕРД % общего ПО2=f(ПТ).
Для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
где ПО2СЕРД и ПО2ОБЩ - потребление кислорода сердцем и организмом в мл/мин; если ПТ>1,81698 м2, то
для женщин, если ПТ<1,60808 м2, то
если ПТ>1,60808 м2, то
Полное количество кислорода, которое поступает в коронарное русло сердца, равно сумме кислорода, прошедшего по шунтирующим сосудам в венозную дренажную систему сердца, и количества кислорода, оставшегося неиспользованным в обменных капиллярах сердца.
В венулах сердца смешение неиспользованного в капиллярах кислорода с тем его количеством, которое содержит объем шунтирующего потока, как раз составляет величину кислорода, в коронарном синусе сердца.
Вычисляют капиллярный кровоток в сердце
где QK - капиллярный кровоток в сердце в мл/мин, 1,355 константа Гюфнера - количество мл кислорода, связываемого одним граммом гемоглобина, Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л, SVKK - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра в %, которое вычисляют по формуле
где SVKK - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в миокарде в % или десятичных долях единицы, SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы.
Далее вычисляют величину шунтирующего потока в миокарде
где QШ - шунтирующий поток в миокарде в мл/мин, QC - коронарный кровоток в мл/мин, QK - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин.
Полное количество кислорода, поступающее в коронарный синус, выражают уравнением
где qO2ks - количество кислорода, оставшегося в крови коронарного синуса после пассажа по коронарному руслу сердца; qO2vkk - количество кислорода, оставшегося неиспользованным в обменных капиллярах сердца; qШ - количество кислорода, поступившего непосредственно в венозный дренаж сердца по шунтирующим метартериолам, минуя обменные капилляры сердца.
Раскрывают члены уравнения (16)
где QC - коронарный кровоток, л/мин; SKS - насыщение кислородом крови коронарного синуса, % или десятичные доли единицы.
Раскрывают следующий член уравнения (16):
где qO2vkk - количество кислорода, неиспользованного в обменных капиллярах, мл; QK - величина капиллярного кровотока в сердце, мл/мин; SVKK - насыщение кислородом крови на венозном конце обменного капилляра, % или десятичные доли единицы. И последний член уравнения (16)
где qШ - количество кислорода, поступающего по шунтирующим метартериолам сразу в венозные коллекторы сердца, минуя обменные капилляры; QШ - величина шунтирующего потока в сердце, мл/мин.
Находят полное количество кислорода, поступившее в сердце
где q - полное количество кислорода, которое поступает в сердце с коронарной кровью; QC - коронарный кровоток, мл/мин; Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л; SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы. Подставляют в уравнение (16) уравнения (17)-(20) и получают выражение
где SKS - насыщение кислородом крови в коронарном синусе, % или десятичных долях единицы; QC - коронарный кровоток в мл/мин; SVKK - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в миокарде в % или десятичных долях единицы; QШ - шунтирующий поток крови в миокарде в мл/мин; SA - насыщение артериальной крови кислородом в % или десятичных долях единицы; QK - капиллярный кровоток в миокарде в мл/мин
и уравнения (20-21) преобразуют в окончательное выражение
в котором все обозначения те же, что и уравнениях (19)-(20).
Это уравнение используют для оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца. При этом отношения (QK/QC) и (QШ/QC) характеризуют деление коронарного кровотока на его основные части: участвующую в обмене газами и веществом и проходящей через обменные капилляры и участвующей в теплообмене и проходящей по шунтирующим микрососудам.
Примеры использования способа
В таблице приведены исходные данные в первых семи колонках, которые были получены при обследовании больных с диагнозом: Функциональный шум в сердце и у которых во время диагностического зондирования сердца и крупных сосудов не был подтвержден диагноз порока сердца. Поэтому их данные характеризуют кровообращение здорового человека. В других шести колонках приведены значения параметров, производных от данных первых семи, которые отражают тесную взаимосвязь с кровообращением и функцией сердца. Последовательная подстановка этих значений в уравнения дает возможность посредством конечного уравнения (22) вычислить значение насыщения кислородом крови в коронарном синусе SKS, оттекающей от сердца. Как видно, SKS варьирует под влиянием изменения независимых аргументов - возраста, пола, величины поверхности тела, а значит, от массы тела и роста обследуемого, концентрации гемоглобина, общего потребления кислорода организмом, минутного объема кровообращения и насыщения кислородом артериальной крови.
Вариации SKS у мужчин и женщин не совпадают вследствие функциональных, физиологических и антропометрических различий этих групп.
Все эти измерения могут быть осуществлены в стандартно оснащенных лабораториях функциональной диагностики или клинической физиологии.
Источники информации
1. Jaumdally Rami, Varma Chetan, Macfadyen R.J. et al. Coronary sinus blood sampling: an insight into local cardiac pathophysiology and treatment? // European Heart J. - 2007. - V.28. - №8. - P.929-P.940.
2. Crake T., Canepa-Anson R., Shapiro L. et al. Continuous recording of coronary sinus oxygen saturation during atrial pacing in patients with coronary artery disease or with syndrome X // Br Heart J. - 1988. - V.59. - P.31-P.38.
3. Monroe R.G., Gamble W.J., La Farge C.G. et al. Transmural coronary venous O2 saturations in normal and isolated hearts // Amer. J. Physiolol. - 1975. - V.228. - №1. - P.318-324.
4. Grunewald W.A., Lübbers D.W. Die Bestimmung der intracapillären HbO2 - Sättigung mit einer kryo-mikrofotometrischen Methode angewandt am Myokard des Kaninchens // Pflügers Arch. - 1975. - Bd.353. - H.3. - S.255-273.
5. Способ определения величины капиллярного кровотока и величины артериоловенулярного шунта: Пат. 2267983 Россия, МПК7 A61B 5/02, A61B 5/145, Власов Ю.А., Смирнов С.М., Окунева Г.Н.: ГУ НИИ патол. кровообращ. МЗ РФ. - №2004100454; Заявл. 05.01.04; 20.01.2006. Бюл. №02.
Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца у человека, состоящий в том, что измеряют массу тела (W), рост обследуемого (Н), измеряют общее потребление кислорода организмом (ПО), измеряют концентрацию гемоглобина в крови (Hb), измеряют насыщение кислородом артериальной крови (S), измеряют величину ударного объема сердца по эхокардиографии, измеряют частоту сердечных сокращений по ЭКГ (ЧСС) и по ним вычисляют величину минутного объема кровообращения; вычисляют площадь поверхности тела -П=((W)×(H)×71,8)/10,где П - поверхность тела, м; W - масса тела, кг; Н - рост, см; 10 - коэффициент перевода площади тела, м;оценивают величину коронарного кровотокадля мужчин, если П<1,81698 м, тоQ=((5,255×(П ))/100)×MOK,где Q - коронарный кровоток в мл/мин, МОК - минутный объем кровообращения в мл/мин,выражение ((5,255ЧП ))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если П>1,81698 м, тоQ=((2,0904×(П ))/100)×MOK,выражение ((2,0904×(П ))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК;для женщин, если П<1,5185 м, тоQ=((5,8812×(П ))/100)×MOK,выражение ((5,8812×(П ))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если П>1,5185 и <1,6945 м, тоQ=((2,559×(П ))/100)×MOK,выражение ((2,559×(П ))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если П>1,6945 м, тоQ=((7,267×(П ))/100)×МОК,выражение ((7,267×(П ))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; и если прямо не измерена величина потребления кислорода сердцем у пациента, то ее оценивают у мужчинПО=((9,85459462)/100)×ПО;у женщинПО=((12,4252569)/100)×ПО,где 9,85459462±0,0444% составляет потребление кислорода сердцем от его общего потребления всем организмом у мужчин в возрасте от 15 до 75 лет; у женщин в возрасте от 12 до 65 лет - 12,4252569±0,2526%; ПО - потребление кислорода сердцем в мл/мин; ПО - потребление кислорода организмом человека в мл/мин;индивидуальную оценку потребления кислорода сердцем получают, используя функцию ПО % общего ПО=f(П),для мужчин, если П<1,81698 м, тоПО=((-3,0422×(П )+(10,193×П)+1,2528)/100)×ПО,если П>1,81698 м, тоПО=((839,81×(П )-(6521,8×(П ))+(18958)×(П ))-(24447×П)+11810)/100)×ПО;для женщин, если П<1,60808 м, тоПО=((6,0349×(П ))/100)×ПО,если П>1,60808 м, тоПО=((-291,74×(П )+(988,85×П)-823,91)/100)×ПО;Q - капиллярный кровоток в сердце в мл/мин вычисляют по уравнениюQ=(((ПО)/1,355)/(Hb/1000))+(Hb×S)/(Hb/1000),где 1,355 константа Гюфнера - количество,мл,кислорода, связываемого 1 г гемоглобина, Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л, S - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра в % или десятых долях единицы, которое вычисляют по формулеS=0,0653×(S ),где S - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы; вычисляют величину шунтирующего потока в миокарде Q в мл/мин:Q=Q-Q,где Q - коронарный кровоток в мл/мин, Q - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин; и полученные выше значения подставляют в уравнение и находят искомое значение насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца S:S=((Q/Q)×((0,0653×(S ))/S))+(Q/Q),где Q - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин; Q - коронарный кровоток в мл/мин; S - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы; Q - шунтирующий поток в миокарде в мл/мин; 0,0653 и 5,1116 - коэффициенты в уравнении S=0,0653×(S ).