Принцип реверсивного дыхания. Частичное реверсивное дыхание и его недостатки
При перемешивания дыхательной газовой смеси из емкости с альвеолярным газом наступает равновесие, при котором концентрация С02 в емкости будет ровна его концентрации в альвеоле и будет соответствовать концентрации углекислоты в притекающей к альвеоле крови (смешанная венозная кровь). Измерив эту концентрацию в емкости, а также зная концентрацию С02 в артериальной крови (она равна концентрации углекислоты в конечной фракции газа при форсированном выдохе), можно получить довольно точно артерио-венозную разницу по С02.
Остается только измерить объем выделенной углекислоты, что легко вычисляется с помощью сенсоров скорости потока и капнометрии, смонтированных в датчике Novometrix. Следует заметить, что эта технология хотя и использует старый принцип, существенно отличается от него точностью определения концентрации газов и технологичностью методики, что существенно уменьшает трудоемкость исследования и время на его проведения.
У данного способа регистрации сердечного выброса имеется, по крайней мере, два серьезных недостатка.
Первый из них состоит в крайне жестком ограничении времени исследования, т.к. при полном реверсивном дыхании в альвеолярном газе и артериальной крови очень быстро развивается гиперкапния и гипоксия (вдыхаемый газ из емкости не обновляется).
Второй недостаток связан с самой методикой. При ее проведении необходимо постоянное присутствие квалифицированного персонала и, что самое существенное, активное участие пациента. А это исключает возможность использования данного метода при критических состояниях.
Второй способ (частичное реверсивное дыхание) лишен этих недостатков. Сущность его заключается в следующем. Пациент в течение короткого времени, но несколько раз вдыхает из герметичной емкости газовую смесь, участвующую в дыхательном акте. Эти короткие эпизоды чередуются с вдыханием свежего дыхательного газа.
Таким образом удается полностью избежать опасности гиперкапнии и гипоксемии и сохранить принцип реверсивного дыхания. Эта технология была реализована в мониторе NICO фирмы Novometrix.
Цикл исследования сердечного выброса монитором NICO занимает 3 минуты, в течение 35-50 секунд из которых вдыхаемые и выдыхаемые газы после включения специального клапана проходят через реверсивный контур монитора, состоящий из герметичной емкости в виде петли. За это время прекращается элиминация углекислоты, и ее концентрация в выдыхаемом газе соответствует концентрации в смешанной венозной крови.
Процессор монитора анализирует 4 параметра: объем выделенной углекислоты при нормальном и реверсивном дыхании и содержание углекислоты в артериальной крови при нормальном и реверсивном дыхании. Объем выделенной С02 рассчитывается по скорости потока и концентрации ее в конце выдоха.
Не трудно заметить, что числитель этой дроби представляет собой объем выделенной углекислоты, а знаменатель — артериовенозную разницу по С02, т.е. уже знакомую формулу Фика. Разработчикам монитора NICO удалось минимизировать основную ошибку метода определения сердечного выброса по альвеолярной концентрации углекислоты, связанную с невозможностью учесть шунтируемую фракцию крови.
В последних версиях монитора они путем сравнения альвеолярной концентрации кислорода (использовался специальный сенсор) и показаний пульсоксиметра рассчитывают величину шунта и плюсуют ее к основному результату.
По данным фирмы Novametrix при сравнительных исследованиях величин сердечного выброса различия в регистрации этого параметра монитором NICO и методом термодилюции составили 0,12±0,78 л/мин. (М±о), что убедительно иллюстрирует рисунок, отражающий результаты девятичасового мониторинга сердечного выброса монитором NICO и методом термодилюции.
Специально проведенные сравнительные исследования результатов регистрации сердечного выброса монитором NICO и эталонными методами (метод Фика, термодилюция) при критических состояниях зарегистрировали достоверные коэффициенты корреляции от 0,47-0,52 до 0,88 и даже 0,97.
Таким образом можно констатировать, что этот неинвазивный метод регистрации сердечного выброса является достаточно точным и не превышает ошибки прямых методов. По данным разработчиков этого метода, оптимальные результаты регистрации сердечного выброса наблюдаются при следующих условиях: концентрация С02 в конечной экспираторной фракции 15-70 мм Нд, частота дыхания больше 3 циклов в минуту, дыхательный объем более 200 мл, элиминация углекислоты — 20-500 мл в минуту.
