Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования функционирования артериального протока у глубоконедоношенных новорожденных

Изобретение относится к медицине, а именно к неонатологии и может быть использовано для прогнозирования функционирования артериального протока к вторым-третьим суткам жизни у глубоконедоношенных новорожденных, родившихся с массой тела менее 1500 г.

Актуальность. В связи, с переходом на новые критерии живорожденности, рекомендуемые Всемирной организацией здравоохранения, проблема недоношенности является главной в неонатологии и педиатрии (О медицинских критериях рождения, форме документа о рождении и порядке его выдачи: Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 27 декабря 2011 г. №1687н г. Москва). К патологии, которая усугубляет прогноз жизни и здоровья глубоконедоношенного новорожденного относится функционирование артериального протока (Современные представления об открытом артериальном протоке у новорожденных / Д.С. Крючко, А.Г. Антонов, А.А. Ленюшкина и др. // Педиатрия. - 2011. - Т. 90, №1. - С. 130-136). Частота встречаемости гемодинамически значимого функционирующего артериального протока (ГЗФАП) находится в обратной зависимости от гестационного возраста. У детей, родившихся до 28 недель, данная патология наблюдается в 25-70% (Открытый артериальный протко у недоношенных детей / Буров А.А., Дегтярев Д.Н., Ионов О.В. и др. // Неонатология: новости, мнения, обучение. - 2016. - №4(14). - С. 120-128). Клинические проявления функционирования артериального протока имеют два основных направления: снижение системного кровотока вследствие «обкрадывания» большого круга кровообращения и повышение кровенаполнения системы малого круга кровообращения, что впоследствии приводит к усугублению тяжести респираторного дистресс-синдрома, метаболическому и смешанному ацидозу, плохому усвоению энтерального питания, развитию легочного кровотечения в первые двое суток после рождения, снижению диуреза, риску развития ранних внутрижелудочковых кровоизлияний. У недоношенных детей функционирующий артериальный проток может быть ассоциирован с критическим клиническим состоянием, приводящим к серьезным осложнениям, наиболее частыми из которых являются внутрижелудочковые кровоизлияния, перивентрикулярная лейкомаляция, бронхолегочная дисплазия, некротизирующий энтероколит, ретинопатия, что требует особых условий выхаживания таких детей (Современный взгляд на функционирующий артериальный проток у недоношенных новорожденных / Ж.А. Звягина, Е.Г. Цой, Л.Н. Игишева, Д.А. Тронина // Мать и дитя в Кузбассе. - 2018. - №4(75). - С. 4-12).

Актуальность заявленного способа вызвана необходимостью поиска дополнительных ранних критериев прогнозирования функционирования артериального протока у глубоконедоношенных новорожденных для разработки адекватной тактики их ведения.

Известен способ прогнозирования состояния сердечно-сосудистой системы новорожденного. Для этого у беременных определяют общее периферическое сопротивление сосудов, ударный и минутный индексы и при их величинах 1376-1430 дин.см^-5, 41-48 мл/м², 3,35-4.0 л/мин/м² соответственно диагностируют лабильный тип гемодинамики новорожденного с закрытием фетальных коммуникаций в течение 12-24 ч, лабильностью АД и тахикардией; при их величинах 1431-1695 дин.см^-5, 31-40 мл/м², 2,4-3,34 л/мин/м² диагностируют стойкий гиперкинетический тип с закрытием фетальных коммуникаций на 4-5-е сутки жизни, артериальной гипертензией и склонностью к брадикардии; при величинах 2770- 1696 дин.см^-5, 24-30 мл/м², 2,04-2,39 л/мин/м² диагностируют стойкий гипокинетический тип гемодинамики с закрытием фетальных коммуникаций на 5-6-е сутки жизни, артериальной гипотонией и склонностью к тахикардии. (Авторское свидетельство на изобретение №1699425 СССР. Способ прогнозирования состояния сердечно-сосудистой системы новорожденного / Титченко Л.И., Саляева М.В., Котикова Е.К. // Открытия. Изобретения. - 1991. - №47. - С. 12-13). Данный способ имеет несколько недостатков: прогнозируются только грубые отклонения гемодинамики и только у доношенных новорожденных; данный способ не позволяет прогнозировать закрытие именно функционирующего артериального протока; способ косвенный, так как для прогнозирования используются показатели кровотока у беременной женщины; невозможно прогнозирование состояния сердечнососудистой системы новорожденного при осложненных родах.

Так же известен способ биохимической оценки адаптации сердечной деятельности у новорожденных детей. Для этого исследуют сыворотку венозной крови, определяя активность миокардиальной изоформы креатинфосфокиназы (МВ-КФК), уровень триглицеридов (ТГ), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) на 3-4 день жизни. При увеличении активности МВ-КФК от 9,9 до 13,7 Ед/л, ТГ от 2,8 до 4,8 ммоль/л, ЛПНП от 8,6 до 12,8 г/л диагностируют выраженные нарушения адаптации сердечной деятельности. При значениях МВ-КФК от 6,5 до 8,1 Ед/л, ТГ от 0,8 до 1,6 ммоль/л, ЛПНП от 3,9 до 4,7 г/л диагностируют благоприятное течение периода адаптации сердечной деятельности у новорожденных детей. (Патент №2274867 Российская Федерация. Способ биохимической оценки адаптации сердечной деятельности у новорожденных детей / Черкасов Н.С., Черемина Н.И. // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №11). Данный способ имеет ряд недостатков: способ позволяет прогнозировать состояние сердечнососудистой системы только для доношенных новорожденных; не позволяет точно прогнозировать закрытие именно функционирующего артериального протока; требуется забор венозной крови у новорожденного.

Для расчета вероятности закрытия ГЗФАП на фоне медикаментозной терапии построена математическая модель расчета (Савченко О.А., Кривцова Л.А. Оценка факторов закрытия гемодинамически значимого функционирующего артериального протока у новорожденных с очень низко и экстремально низкой массой тела на фоне медикаментозного лечения препаратом педеа // Сибирский медицинский журнал. - 2013. - Т. 28, №4. - С. 59-63). В ходе проведенного анализа было установлено, что предикторами закрытия ГЗФАП являются масса тела при рождении, систолическое и диастолическое артериальное давление на 2-е сутки жизни. Получают стандартное уравнение регрессии (Y), характеризующее математическую модель:

Y≠18,321-9,7732*C1-0,0288*C2-0,3571*C3, где

С1 - масса тела при рождении, кг;

С2 - систолическое артериальное давление, мм. рт. ст.;

С3 - диастолическое артериальное давление, мм. рт. ст.;

Для вычисления вероятности незакрытия протока было получено уравнение, описывающее данную модель: Р≠[1/(1+е^-у)]*100,

Р - риск незакрытия протока, %;

е - основание натурального логарифма (е=2,71);

Y- стандартное уравнение регрессии.

Однако данный способ позволяет прогнозирование закрытия ГЗФАП только на фоне медикаментозной терапии, необходим сложный математический подсчет.

Известен способ расчета вероятности закрытия ГЗФАП на фоне медикаментозной терапии нестероидными противовоспалительными средствами с помощью номограмм (Савченко О.А., Кривцова Л.А., Павлинова Е.Б. Функционирующий артериальный проток у недоношенных новорожденных: гемодинамические предикторы успеха медикаментозного закрытия // Детские болезни сердца и сосудов. - 2016. - Т. 13, №3. - С. 133-139). Получено стандартное уравнение регрессии: Y=2,9879+1,7815*C1-0,8095*C2+1,0019*С3, где Y-свободный член уравнения регрессии; С1 - нормализованное значение диастолического артериального давления на 2-е сутки (мм. рт. ст.); С2 - нормализованное значение отношения размеров левого предсердия и корня аорты (ед.); С3 - нормализованное значение скорости тока крови в открытом артериальном протоке (м/с). На основании полученных данных разработаны номограммы, позволяющие оценить вероятность медикаментозного закрытия ГЗФАП. По номограмме отмечают точку, которая соответствует измеренным значениям диастолического артериального давления и скорости тока крови в протоке. Исходя из соотношения размеров левого предсердия и корня аорты выбирают прямую, имеющуюся по номограмме. Если установленная точка ниже данной прямой, то ожидаемая вероятность закрытия менее 50%, если выше, то вероятность закрытия более 50%. Недостатками данного способа является прогнозирование закрытия ГЗФАП только на фоне медикаментозной терапии; требуется дорогостоящее оборудование и высококвалифицированный персонал для выполнения эхокардиографии.

Известен способ постнатального прогнозирования персистенции гемодинамически значимого открытого артериального протока у недоношенных новорожденных путем оценки гестационного возраста, баллов по шкале Апгар, рефлексов новорожденного, состояния мышечной системы, кожных покровов, наличия отеков, влажных хрипов, усиления легочного рисунка на рентгенограмме, а также эхокардиографических показателей конечного диастолического размера, левого предсердия и правого желудочка на килограмм веса новорожденного и рассчитывают прогностический коэффициент по математической формуле. При прогностическом коэффициенте от 10 баллов и более прогнозируют высокий риск длительной персистенции гемодинамически значимого варианта открытого артериального протока у недоношенных, а при прогностическом коэффициенте от 0 до 9 баллов - низкий риск длительной персистенции гемодинамически значимого варианта открытого артериального протока. (Патент №2556793 Российская Федерация. Способ постнатального прогнозирования персистенции гемодинамически значимого открытого артериального протока у недоношенных детей / Климачева О.В., Климачев A.M., Спивак Е.М. // Изобретения. Полезные модели. - 2015. - №20).

Однако для выполнения данного способа требуется дорогостоящее оборудование и высококвалифицированный персонал для выполнения эхокардиографии; данный тест позволяет прогнозировать ГЗФАП к 3 суткам жизни; способ требует оценки большого количества параметров.

Техническим результатом заявляемого способа являются упрощение способа и повышение точности исследования при прогнозировании риска функционирования артериального протока к вторым-третьим суткам жизни у глубоконедоношенного новорожденного, так как при наличие гемодинамически значимого артериального протока именно при раннем начале медикаментозной терапии возрастает ее эффективность.

Технический результат достигается путем определения гестационного возраста при рождении, измерения веса и роста при рождении, определения концентрации сероводорода в пуповинной крови. Далее вычисляют прогностический индекс D по предложенной нами формуле. При значении D менее 0 прогнозируют отсутствие функционирующего артериального протока, а при значении D более 0 прогнозируют наличие функционирующего артериального протока к вторым-третьим суткам жизни у глубоконедоношенных детей, родившихся с массой тела менее 1500 г с точностью 90,4%.

Отличительными признаками являются измерения веса и роста при рождении, определение концентрации сероводорода в пуповинной крови и вычисление прогностического индекса D по формуле:

D=12,77705-A1×0,09375-A2×0,40046-A3×0,00012+A4×0,03885, где

12,77705 - CONSTANT;

А1 - концентрация сероводорода, мкмоль/л;

А2 - срок гестации в акушерских неделях;

A3 - вес новорожденного, г;

А4 - рост новорожденного, см;

И при значении D больше 0 прогнозируют наличие функционирования артериального протока к вторым-третьим суткам жизни у глубоконедоношенных детей, а при значении D меньше 0 прогнозируют отсутствие функционирования артериального протока.

Способ осуществляют следующим образом. При рождении ребенка производят забор 1 мл крови из вены пуповины и определяют концентрацию сероводорода по методу QuK., Chen C.P.L.H., Halliwell В. etal. (Hydrogen sulfide is a mediator of cerebral ischemic damage / K. Qu, C.P.L.H. Chen, B. Halliwell et al. // Stroke. - 2006. - Vol. 37, №3. - P. 889-893). В пробирку помещают 1 мл пуповинной крови, добавляют 0,25 мл 1% ацетата цинка и 0,45 мл дистиллированной воды, встряхивают и инкубируют 10 минут при комнатной температуре. Далее добавляют 0,25 мл 10% раствора трихлоруксусной кислоты, центрифугируют 10 минут при 3000 об/мин. Супернатант полностью сливают в чистую пробирку и добавляют 0,133 мл 20 ммоль/л раствора N,N - диметил-р-фенилдиаминсульфата, приготовленный на 7,2 моль/л HCl и 0,133 мл 30 ммоль/л раствора хлорида железа III(FeCl₃), приготовленного на 1,2 моль/л HCl. Далее инкубируют 20 мин при комнатной температуре. Через 20 мин снимают экстинкцию на спектрофотометре при длине волны 670 нм против воды. Концентрацию сероводорода в сыворотке крови рассчитывают по калибровочному графику. Для этого используют раствор гидросульфида натрия (NaHS) в концентрациях 320, 160, 80 и 40 мкмоль/л вместо образца. Выбранные концентрации гидросульфида натрия соответствуют 30% вырабатываемого в организме сероводорода соответственно 96, 48, 24, 12 мкмоль/л, которые откладывают по оси ординат, полученные экстинкции по оси абсцисс. Далее строят линейную кривую по точкам пересечения значений. Так же после рождения измеряют вес ребенка в граммах и длину тела в сантиметрах. Затем после проведения статистической обработки путем дискриминантного анализа выявляют формулу для расчета прогностического индекса D:

D=12,77705-A1×0,09375-A2×0,40046-A3×0,00012+A4×0,03885, где

12,77705-CONSTANT;

A1 - концентрация сероводорода, мкмоль/л;

А2 - срок гестации в акушерских неделях;

A3 - вес новорожденного, г;

А4 - рост новорожденного, см.

Если D меньше 0, прогнозируют отсутствие функционирующего артериального протока, а если D больше 0 прогнозируют наличие функционирующего артериального протока к вторым-третьим суткам жизни у глубоконедоношенных детей, родившихся с массой тела менее 1500 г.

Новизна заявляемого способа заключается в том, что впервые прослежена взаимосвязь между риском функционирования артериального протока и концентрацией сероводорода в пуповинной крови, сроком гестации, весом и ростом при рождении.

Сероводород (H2S) хорошо известен как токсичный газ, в высоких концентрациях блокирующий дыхательную функцию митохондрий. Сероводород участвует в регуляции многих физиологических процессов, как в передаче данных в центральной и периферической нервной системе, так и в регуляции гомеостаза, иммунитета. Большую роль сероводород играет в регуляции работы сердечно-сосудистой системы. Внутриклеточный синтез сероводорода осуществляется в различных клетках организма. В настоящее время известно три фермента для синтеза сероводорода: цистотионин-β-синтаза (CBS), цистотионин-γ-лиаза (CSE) и 3-меркаптопируватсульфур-трансфераза (3-MST). В гладкомышечных клетках кровеносных сосудов, сокращение-расслабление которых обеспечивает изменения их тонуса, синтез сероводорода осуществляет фермент CSE. Сероводород легко проникает через мембраны любых клеток, взаимодействуя непосредственно с внутриклеточными белками. В результате многочисленных экпериментальных исследований было доказано, что H₂S играет важную роль в регуляции сердечно-сосудистой системы, в частности -кровеносных сосудов. По данным Mathaia и соавт. сероводород является сосудорасширяющим газом (No facilitator required formembrane transport of hydrogen sulfide / J.C. Mathaia, A. Missnerb, P. Ku et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2009).

В экспериментах было доказано, что донор сероводорода гидросульфид натрия (NaHS), вызывает расслабление различных отделов артериального и венозного русла. Несмотря на роль эндотелия в регуляции сосудистого тонуса, его удаление не влияло на действие сероводорода в гладкомышечных клетках. Это позволяет сделать выводы о прямом влиянии сероводорода на гладкомышечные клетки через особые структуры в мембране - калиевые каналы. Сероводород связывается со специфическими белками, изменяет их пространственную конфигурацию и приводит к открыванию канала. Открывание калиевых каналов ведет к увеличению выхода ионов калия из клетки в межклеточную среду, происходит гиперполяризация мембраны и инактивация кальциевых каналов. Прекращение поступления кальция в клетку ведет к расслаблению гладкомышечной клетки, к снижению тонуса кровеносных сосудов и артериального давления.

Однако определение этого газа в пуповинной крови у глубоконедоношенных новорожденных при функционировании артериального протока не проводилось. Применение гестационного возраста, веса и роста при рождении повышает достоверность способа.

Предложенный способ подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Ребенок М. родилась от 1 беременности 1 преждевременных родов в 32 недели. Беременность протекала на фоне тяжелой преэклампсии, плацентарной недостаточности, хронической внутриутробной гипоксии плода, синдрома задержки развития плода, уреаплазмоза (пролеченного). Роды проведены путем операции кесарева сечения. Вес при рождении 985 г, рост 38 см. Оценка по шкале Апгар 5/6 баллов. При рождении взята кровь из вены пуповины, концентрация сероводорода составила 10 мкмоль/л. Прогностический индекс D рассчитывают по формуле: D=12,77705-10×0,09375-32×0,40046-985×0,00012+38×0,03885=0,38. По прогностическому индексу прогнозируется функционирование артериального протока на вторые-третьи сутки жизни. Состояние с рождения расценено как тяжелое. На 2 сутки выполнено ЭХО-КГ, диагностирован функционирующий артериальный проток (ФАП) 2 мм, гемодинамически значимый. Проведено медикаментозное закрытие препаратом ибупрофена для внутривенного введения. К 6 дню жизни ФАП закрылся. К месяцу ФАП не визуализируется.

Пример 2.

Ребенок Б. родился от 3 беременности 2 преждевременных родов в 31 неделю 2 дня. Беременность протекала на фоне тяжелой преэклампсии, анемии, плацентарной недостаточности, хронической внутриутробной гипоксии плода, плацентита, многоводия. Роды проведены путем операции кесарева сечения. Вес при рождении 1430 г, рост 40 см. Оценка по шкале Апгар 4/6 баллов. При рождении взята кровь из вены пуповины, концентрация сероводорода составила 5 мкмоль/л. Прогностический индекс D рассчитывают по формуле: D=12,77705-5×0,09375-31×0,40046-1430×0,00012+40×0,03885=1,27. По прогностическому индексу прогнозируется функционирование артериального протока на вторые-третьи сутки жизни. Состояние с рождения расценено как тяжелое. На 3 сутки выполнено ЭХО-КГ, диагностирован ФАП 1,5 мм. Медикаментозного закрытия не проводили, т.к. имелись противопоказания.

К месяцу ФАП не визуализируется.

Пример 3.

Ребенок Т. родился от 2 беременности 2 преждевременных родов в 28 недель. Беременность протекала на фоне осложненного акушерско-гинекологического анамнеза, анемии, кольпита. Дородовое излитие околоплодных вод, длительный безводный промежуток, преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты. Вес при рождении 900 г, рост 37 см. Оценка по шкале Апгар 4/5 баллов. Состояние с рождения расценено как тяжелое. При рождении из вены пуповины взята кровь, концентрация сероводорода составила 74 мкмоль/л. Прогностический индекс D рассчитывается по формуле: D=12,77705-74×0,09375-28×0,40046-900×0,00012+37×0,03885=- 4,0. D меньше 0 - прогнозируем отсутствие функционирования артериального протока. На 2 сутки выполнено ЭХО-КГ: ФАП не визуализируется. К 1 месяцу жизни по данным ЭХО-КГ ФАП нет.

Указанным способом было обследовано 83 глубоконедоношенных новорожденных с массой тела менее 1500 г при рождении. Результаты исследования приведены в таблице.

Преимущества способа.

1. Для выполнения способа требуется небольшое количество показателей, данные о сроке гестации, параметрах физического развития, концентрации сероводорода.

2. Небольшие временные и финансовые затраты для определения концентрации сероводорода.

3. Неинвазивность для ребенка.

4. Предлагаемый способ имеет высокую точность, чувствительность, специфичность.

5. Прогнозирование функционирования артериального протока на вторые-третьи сутки жизни позволяет своевременно определить тактику ведения новорожденного, снизить реализацию осложнений к концу неонатального периода.