Метод объемно-компрессионной осциллометрии (ОКО)

Основные параметры мониторинга и технические методы регистрации

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОРГАНИЗМА С ПОМОЩЬЮ МОНИТОРА ПАЦИЕНТА

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине

Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий для студентов дневной формы обучения

специальностей 200402 – Инженерное дело в медико-биологической практике

(направление 653900 – Биомедицинская техника)

Екатеринбург

Содержание

1. Основные параметры мониторинга и технические методы регистрации......................................................................................................................................................... 3

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ................................................................................................ 12

2. ОПИСАНИЕ ПРИКРОВАТНОГО МОНИТОРА............................................................ 12

3. ХОД ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.................................................................................... 13

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................................................................. 19

Приложение А..................................................................................................................... 20

Мониторы пациента - это устройства, реализующие функцию длительного непрерывного контроля (измерения) одного или нескольких параметров, характеризующих воздействие на пациента или его состояние, во время проведения анестезии, искусственной вентиляции, при оказании экстренной медицинской помощи и т.п. Характерной чертой этой группы приборов является: высокая наукоемкость, тенденция к постоянному наращиванию количества измеряемых (контролируемых) параметров с одновременным уменьшением габаритов.

Современные мониторы производят слежение за следующими параметрами:

• ЭКГ и дыхание;

• Пульсоксиметрия;

• НИАД;

• Капнометрия;

• Сердечный выброс.

По своему назначению мониторы делятся на следующие типы:

• Анестезиологические;

• Вентиляционные;

• Прикроватные.

Электрокардиограмма пациента (ЭКГ) и определение частоты сердечных сокращений (ЧСС);

Электрокардиография - метод исследования сердечной мышцы путём регистрации электрических потенциалов сердца.

Регистрация осуществляется с помощью электродов на теле пациента. Система из двух электродов называется отведением. Регистрируемая в любом отведении разность потенциалов является проекцией интегрального электрического вектора сердца (ИЭВС) на линию, соединяющую электроды этого отведения. Этот воображаемый вектор отражает равнодействующую потенциалов, возникающих во множестве элементарных мышечных волокон.

Электрокардиограмма – это кривая зависимости разности биопотенциалов сердца от времени.

Рисунок 1- Электрокардиограмма

Для снятия электрокардиограммы используются следующие отведений (наложений электродов):

• стандартные отведения по Эйнтховену

• усиленные отведения по Гольдбергу

• грудные отведения по Вильсону

На Рис.2 представлена схема наложения электродов при использовании 5 проводного кабеля (именно им оснащен МПР «Тритон»), которая позволяет регистрировать изменение импеданса грудной колетки, значит получать данные о частоте дыхания (ЧД) и респирограмму.

Рисунок 2- Схема наложения электродов

1. Насыщение кислородом артериальной крови - сатурация (SpO2),
   частота периферического пульса (ЧП) с регистрацией фотопле-
   тизмограммы (ФПГ);

Основы метода

Гемоглобин — общее название белков крови, содержащихся в эритроцитах и состоящих из четырех цепочек бесцветного белка глобина, каждая из которых включает одну группу гема.

Оксигемоглобин — полностью оксигенированный гемоглобин, каждая молекула которого содержит четыре молекулы кислорода (О2). Обозначается НbО2.

Дезоксигемоглобин — гемоглобин, не содержащий кислорода. Называется также восстановленным, или редуцированным, гемоглобином и обозначается Нb.

Отличительной особенностью гемоглобина, в сравнении с другими тканями организма, является его способность поглощать свет определенной длины волны. Дезоксигемоглобин имеет темно-вишневый цвет и активно поглощает красный цвет, пропуская остальные. Гемоглобин же, напротив, поглощает инфракрасное излучение. Следовательно, соотношение между видами гемоглобина определяется по поглощению света двух длин волн: 660нм (красный свет) и 940 нм (инфракрасный).

Рисунок 3-Устройство пульсоксиметрического датчика

Таким образом, по соотношению интенсивностей двух световых потоков, прошедших через кровь, зависит от концентрации окси- и дезоксигемоглобина в крови, т.е. мы можем вычислить содержание кислорода в артериальной крови – сатурацию SpO2. Измерение величины сатурации запускается в определенный период – период систолического сокращения сердца, таким образом, мы измеряем насыщение кислородом именно артериальной крови.

Рисунок 4- Фотоплетизмограмма

Предполагается, что вены не пульсируют, а пульсируют только артерии, с помощью пульсоксиметрического датчика мы можем зафиксировать периферическую пульсовую волну (фотоплетизмограмму – ФПГ) и вычислить частоту пульса (ЧП).

Пульсоксиметрические датчики могут иметь различную форму и место наложения. Наиболее распространенный тип пульсоксиметрических датчиков – это пальцевой датчик типа «прищепка», однако, имея различную конфигурацию, датчик может крепиться на мочке уха, на стопе (для новорожденных и детей).

3. Неинвазивное артериальное давление (НИАД) – систолическое (САД), диастолическое (ДАД) и среднее (САД) осциллометрическим методом

Осциллометрия - метод исследования артериальных сосудов, позволяющийизмерить АД, в основе которого лежит анализ пульсаций давления (осцилляций), возникающих в манжете, сжимающей лучевую артерию в режимах компрессии или декомпрессии воздуха.

Для регистрации осцилляций в воздушную магистраль манжеты устанавливается датчик тензодатчик давления. Анализируя амплитуды и формы зарегистрированных осцилляций, можно выделить области характерных изменений, при которых давление в манжете соответствует искомым определенным значениям параметров АД, среди которых: систолическое (САД), диастолическое (ДАД) и среднее (САД) артериальное давление.

Оценка артериального давления при помощи времени прохождения пульсовой волны (PWTT). Суть данного метода заключается в поиске PWTT на основе данных с электрокардиограммы и плетизмограммы, с последующим высчетом артериального давления из предположения о линейной зависимости сердечного выброса и PWTT.

Рисунок 5-Определение времени прохождения пульсовой волны

1. Поверхностная и/или центральная температура (Т°) тела;

Регистрация температуры тела пациента производится с помощью терморезистивного датчика, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры тела. Накожный температурный датчик обычно устанавливают в подмышечной впадине или в паховой складке. Кроме температуры поверхности тела можно измерять центральную температуру с помощью эзофагально-ректального датчика.

1. Концентрация (или давление) СО₂ в конце выдоха EtCO₂ (капнометрия в прямом и боковом потоке);

Капнометрия – это измерение концентрации или парциального давления углекислого газа во вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси. Капнография – это постоянное отображение концентрации углекислого газа в виде графика.

Возможности метода.

Ø определение концентрации углекислого газа во вдыхаемой газовой смеси (FiCO₂) и в конечно-экспираторной порции выдыхаемого газа (EtCO₂);

Ø измерение частоты дыхательных движений;

Ø анализ формы капнограммы позволяет диагностировать различные патологические состояния метаболической, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также своевременно обнаруживать некоторые осложнения анестезии, интенсивной терапии и искусственной вентиляции легких.

Основы метода

Капнограф состоит из системы забора пробы газа и системы анализа. Традиционно по способам забора и доставки пробы выделяют:

- капнометрию в основном потоке — датчик, измеряющий концентрацию углекислого газа, располагается в дыхательном контуре пациента;

- капнометрию в боковом потоке — газ поступает через линию отбора пробы из дыхательного контура пациента в капнограф, где и производится определения содержания углекислого газа.

Инфракрасная спектрофотометрия наиболее часто применяется для анализа состава вдыхаемого и выдыхаемого газа. В его основе лежит способность молекул газа поглощать инфракрасное излучение определенной длины волны. Каждому газу присущ свой спектр поглощения. Система проводит сравнение степени поглощения инфракрасного излучения в измерительной и эталонной камере.

1. Мультигазовый анализ применяется для определения концентрации вдыхаемых и выдыхаемых газов, среди которых углекислый газ, кислород, закись азота и анестетические газы — изофлюран, севофлюран, галотан, энфлюран, десфлюран. Принцип измерения сходен с капнометрией в боковом потоке. Мультигазовый анализ необходим при ингаляционной анестезии.
2. Измерение давления инвазивным методом (ИАД) - применяется для более точного определения давления

1. Параметры центральной гемодинамики - сердечный выброс, ударный объём, системное сосудистое сопротивление, мощность сокращения левого желудочка, сердечный индекс, ударный индекс и др., определяемые с помощью инвазивных и неивазивных методик;

Основы

Сердечный выброс — это объем крови, который сердце перекачивает в аорту за 1 мин, а также объем крови, который протекает по сосудистому руслу за минуту. Сердечный выброс является наиболее важным показателем гемодинамики. Венозный возврат — это объем крови, который поступает из вен в правое предсердие за минуту. Венозный возврат и сердечный выброс должны быть равны, за исключением нескольких сердечных сокращении, во время которых кровь временно накапливается в сердце и легких или, наоборот, покидает их. В клинической литературе используют понятия: минутный объем кровообращения (МОК) и ударный объем (УО) крови, а также сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ) и др. параметры гемодинамики. Данные параметры позволяют оценить состояние сердечнососудистой системы пациента.

Методы мониторинга сердечного выброса

Существуют различные способы определения сердечного выброса, среди которых есть инвазивные, малоинвазивные и неинвазивные методы.

а) Инвазивные методики

Для инвазивного мониторинга в большинстве случаев применяется термодиллюционный метод. Данные методы требуют катетеризации легочной артерии и установки катетера Сван-Ганца. Термодиллюционный метод считается наиболее точным – «золотым стандартом» определения величины сердечного выброса, однако он очень сложен и высок риск возникновения осложнений.

Рисунок 6-Катетер SWAN-GANZ

б) Малоинвазивные и неивазивные методики

Данные методы мониторинга являются менее точным, по сравнению с термодиллюционным методом, однако их несомненным преимуществом является минимальное инвазивное вмешательство в организм пациента и возможность непрерывного мониторинга гемодинамики. Такие методики мониторинга сердечного выброса позволяет врачам оперативно отслеживать изменение гемодинамики пациентов и вносить определенные коррективы проводимой терапии без серьезного ивазивного вмешательства.

Малоинвазивные методы мониторинга СВ: транспульмональная термодиллюция PiCCO, метод Фика и д.р.

Неинвазивные методы определения величины СВ: импедансная кардиография, расчетный непрерывный СВ - esCCO, основанный на анализе времени прохождения пульсовой волны, объемно-компрессионная осциллометрия (ОКО), поскольку данная методика используется в данной лабораторной работе, рассмотрим ее более подробно.

По данным осциллометрии можно определить не только САД, ДАД, АДср, АДбок, но и другие параметры гемодинамики. Определить систолический (ударный) объем (УО) сердца можно по формуле Бремзера — Ранке:

[см³], где

z - фактор поправки (отношение длины артериального русла ко всему сосудистому руслу, обычно принимают равным 0,6); Q – площадь поперечного сечения аорты, определяемая по таблицам или номограммам Тома, Зутера, Савицкого или Фрухта; 1333 – множитель для перевода давления в дины; АДбок – боковое АД; ДАД – диастолическое АД; tс – время систолического периода; tц – время сердечного цикла; tд - время диастолического периода; v – скорость распространения пульсовой волны по сосудам эластического типа;

Сердечный выброс (СВ) как минутный объем крови (МО) находят по формуле:

[л/мин]

ЧСС - частота сердечных сокращений; 1000- множитель для перевода к литрам.

СВ и УО обычно относятся к площади тела (Т) и приводятся в виде сердечного (СИ) и ударного(УИ) индексов

СИ=СВ/Т УИ=УО/Т

Одновременно измеряя давление и кровоток, можно рассчитать системное сосудистое сопротивление (ССС) по формуле:

(дин*с*см -5), где

АДср— среднее АД;

СВ — сердечный выброс или минутный объем крови (МО); 1333 — множитель для перевода давления в дины; 60 — число секунд в минуте.

Мощность сокращения левого желудочка (М) определяется выражением:

М=ОСВ*АДср*13,6*9,8*106

ОСВ — объемная скорость выброса;

ОСВ=УО/tи

tи- время изгнания крови из левого желудочка 13,6 — удельный вес ртути — множитель для перевода давления в миллиметры водяного столба; 9,8*106—множители для выражения мощности в ваттах.

Рисунок 7-Осцилогамма

Одной из важных особенностей методики ОКО является возможность измерения артериального давления в режиме «онлайн» в отличии от классической методики тонов Короткова.

Расчетный непрерывный сердечный выброс (estimated continuous cardiac output – esCCO)

Это метод вычисления сердечного выброса, основанный на анализе данных ЭКГ, пульсовой волны и артериального давления. Он основывается на корреляции значения сердечного выброса и времени прохождения пульсовой волны (PWTT)- чем больше ударный объем, тем меньше PWTT и наоборот. Данная технология используется для первичного мониторинга гемодинамики, определения необходимости инвазивной оценки, при невозможности инвазивного мониторинга.

Впервые данную технологию реализовала японская фирма NIHON KOHDEN в следующих вариациях:

• Неинвазивная, использующая уже откалиброванный датчик;

• Малоинвазивная, в которой производится калибровка датчика под конкретного пациента, направленная на повышение точности, использующаяся в операционных и отделениях реанимации и интенсивной терапии.

Рисунок 8- Зависимость PWTT от Систолического давления

1. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и др.

Перечень параметров далеко не полный, поскольку существует множество специализированных областей применения мониторинга.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Какая особенность человеческой крови лежит в основе метода пульсоксиметрии.

2) Почему капнометрия в прямом потоке предпочтительнее капнометрии в боковом потоке.

3) Описать методику измерения сердечного выброса с помощью термодиллюционного метода.

4) В чем заключается физиолоческий смысл технологии PWTT.

5) Физиологический смысл метода тонов Короткова.

Дата добавления: 2014-12-17