Методика оценки количества жидкости в грудной клетке, основанная на антропометрических данных пациента и определении электрического импеданса ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Оригінальні дослідження
Original Researches НЕВІДКЛАДНИХ СТАНІВ
УДК [616.24-001-005.98-008.4+616.712]:616-001.31-035.1-092.6 DOI: https://doi.org/10.22141/2224-0586.17.1.2021.225723
Курсов С.В., Никонов В.В., Белецкий А.В., Загуровский В.М., Феськов А.Э.
Харьковская медицинская академия последипломного образования, г. Харьков, Украина
Методика оценки количества
жидкости в грудной клетке,
основанная на антропометрических
данных пациента и определении
электрического импеданса
грудной клетки
Резюме. Актуальность. Определение в динамике объема жидкости в грудной клетке приобрета-
ет все более широкое распространение в клинических исследованиях и является перспективным ме-
тодом мониторинга у пациентов отделений интенсивной терапии различного профиля. Наиболее
доступными и экономичными методами мониторинга объема жидкости в грудной клетке в настоя-
щее время являются методы, основанные на измерении электрического импеданса грудной клетки при
сканировании ее высокочастотным током. Эти методики обеспечивают хорошую повторяемость
результатов и практически не зависят от оператора. Цель работы: разработка собственной ори-
гинальной методики определения содержания жидкости в грудной клетке. Материалы и методы.
Электрический грудной импеданс измерялся при сканировании грудной клетки электрическим током
частотой 32 КГц с наложением двух пар ленточных электродов по В. Кубичеку. Окружность основа-
ния шеи и грудной клетки в месте наложения электродов была тщательно измерена. Также опреде
лялось расстояние между измерительными электродами. Объем грудной клетки рассчитывался
на основании модели усеченного конуса. Объем жидкости в грудной клетке рассчитывался по
формуле V = γν/Z(R – r), где V — объем жидкости в грудной клетке; γ — усредненное значение
электропроводности крови; ν — объем грудной клетки, рассчитанный на модели усеченного конуса;
Z — величина электрического импеданса грудной клетки; R — радиус грудной клетки, а r — ра-
диус основания шеи, внесение разницы между ними в формулу должно уменьшить ошибку, связан-
ную с присутствием в грудной клетке соединительной ткани, обладающей электропроводностью,
которая отличается от электропроводности крови. Исследования проведены как у практически
здоровых добровольцев, так и у пациентов отделения политравмы с торакальной травмой и при-
знаками дыхательной недостаточности. Результаты. Наши наблюдения показали, что величина
объема жидкости в грудной клетке, вычисленная по предлагаемой нами методике, в норме прибли-
жается к 60 % — 59 ± 2 % объема грудной клетки, рассчитанного на основе модели усеченного
конуса. В наиболее тяжелых случаях торакальной травмы относительное содержание жидкости в
грудной клетке пострадавших достигало 75–80 %, а величина объема жидкости в грудной клетке,
выраженная в условных единицах на 1/КΩ, находилась на уровне 45–50 условных 1/КΩ. Эти события
были ассоциированы с наличием клинической картины острого респираторного дистресс-синдрома
2-й степени тяжести, и все пациенты находились на принудительной искусственной вентиляции
легких (ИВЛ) с созданием постоянного положительного давления в дыхательных путях и респира-
торного плато на уровне 25–27 см Н2О. Положительная динамика процесса была ассоциирована
© «Медицина невідкладних станів» / «Emergency Medicine» («Medicina neotložnyh sostoânij»), 2021
© Видавець Заславський О.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2021
Для кореспонденції: Курсов С.В., кафедра медицини невідкладних станів і медицини катастроф, Харківська медична академія післядипломної освіти, вул. Амосова, 58, м. Хар-
ків, 61176, Україна; e-mail: s.v.kursov@gmail.com
For correspondence: S. Kursov, Department of emergency medicine and medicine of disasters, Kharkiv State Medical Academy of Postgraduate Education, Amosova st., 58, Kharkiv, 61176,
Ukraine; e-mail: s.v.kursov@gmail.com
Том 17, № 1, 2021 www.mif-ua.com, http://emergency.zaslavsky.com.ua 59Оригінальні дослідження / Original Researches
с возрастанием величины индекса оксигенации, возможностью перевода пациентов на самостоя-
тельное дыхание. При этом относительное содержание жидкости в грудной клетке пострадавших
снижалось до 60–67 %, а у тех, кто нуждался в продолжении ИВЛ, — до 68–73 %. Величина объема
жидкости в грудной клетке, выраженная в условных единицах на 1/КΩ, при быстром улучшении и
возможности прекращения ИВЛ составляла 37–42 условных 1/КΩ, а при необходимости продол
жения ИВЛ — 43–46 условных 1/КΩ. Результаты определения объема жидкости в грудной клетке
по методу авторов лучше соответствовали клинической картине торакальной травмы, тяжести
проявлений синдрома острой дыхательной недостаточности, чем показатели методики NICOM.
Выводы. Разработанная методика определения содержания жидкости в грудной клетке может
быть применена в научных исследованиях и клинической практике в процессе проведения интенсив-
ной терапии у пациентов с синдромом острой дыхательной недостаточности.
Ключевые слова: электрический импеданс биологических тканей; импедансметрия; содержание жид-
кости в грудной клетке; острая дыхательная недостаточность
Введение альную информацию о состоянии легких для специ-
Оценка количества жидкости в грудной клетке яв- алистов по интенсивной терапии предоставляют ме-
ляется одним из новых компонентов мониторинга и в тоды определения ЕVLW.
настоящее время внедряется в практику интенсивной ЕVLW — это количество жидкости, которая на-
терапии среди широкого контингента пациентов [1– капливается в интерстициальном и альвеолярном
3]. Системная гипоксия, а также синдром системно- легочных компартментах. При отеке легких EVLW
го воспалительного ответа, которые имеют место при увеличивается либо из-за повышенной проницаемо-
многочисленных критических состояниях организма, сти легочных капилляров, либо из-за повышенного
способствуют повышению проницаемости легочных гидростатического давления в легочных капиллярах,
капилляров с попаданием внутрисосудистой жидкости либо из-за того и другого. Увеличение EVLW всегда
в легочный интерстиций [4–6]. Этот процесс приво- потенциально опасно для жизни, потому что ухуд-
дит к снижению легочного комплайенса, отеку альве- шает газообмен и снижает податливость легких. Для
олярно-капиллярных мембран, индуцирует развитие измерения ЕVLW используются методы транспуль-
дыхательной недостаточности или отягощает уже име- мональной термодилюции с одновременным введе-
ющийся упомянутый синдром, усугубляя тяжесть си- нием и определением разведения красителя, а также
стемной гипоксии [7]. метод транспульмональной термодилюции с одно-
Отек легких имеет несколько причин, большин- временным определением глобального конечно-диа-
ство из которых влияют на силы Старлинга, способ- столического объема сердца [9, 10]. Оба метода из-за
ствуя усилению фильтрации в альвеолярных капил- недостаточности приборного обеспечения еще не
лярах. Левожелудочковая сердечная недостаточность получили широкого распространения, и не только в
ассоциирована с нарастанием давления в левом Украине.
предсердии, что, в свою очередь, приводит к увели- Более привлекательным в практике интенсивной
чению капиллярного гидростатического давления терапии представляется мониторинг TFC, так как он
и вызывает отек легких. Чрезмерное внутривенное чрезвычайно прост в выполнении, и это исследова-
введение жидкостей может также увеличить гидро- ние без риска нанесения вреда пациенту может быть
статическое давление в капиллярах и вызвать отек. проведено несколько раз в сутки. В настоящее время
Развитие острого респираторного дистресс-синдрома широко используется методика Cheetah Medical, Inc
(ОРДС) и сепсиса ассоциировано с повышением про- NICOM (Non-Invasive Cardiac Output Monitoring, не-
ницаемости капилляров и также способствует фор- инвазивный мониторинг сердечного выброса), кото-
мированию отека легких. Снижение осмотического рая, помимо мониторирования показателей сердеч-
давления в капиллярах также может быть причиной ного выброса, включает и определение TFC [2, 11,
развития отека легких, что происходит при нефро- 12]. Возможность мониторирования TFC становится
тическом синдроме и печеночной недостаточности. все более востребованной, и необходимую аппара-
Отек легких может также возникать в результате за- туру стали производить в других странах. В частно-
трудненного лимфатического дренажа отфильтро- сти, последние научные сообщения связаны с оцен-
ванной жидкости, что имеет место при неопластиче- кой TFC и работы приборов фирмы ICON monitor:
ских процессах [7, 8]. Osypka Medical, Inc., La Jolla (California and Berlin)
Многократный рентгенографический контроль [1, 13, 14].
состояния легких всегда связан с повышенной лу- Целью нашей работы был анализ результатов мони-
чевой нагрузкой. Поэтому в практику интенсивной торинга TFC у больных с самой разнообразной хирур-
терапии уже давно стараются внедрить мониторинг гической и терапевтической патологией, в патогенезе
внесосудистой жидкости легких (Extravascular lung которой прослеживается избыточное накопление жид-
water, ЕVLW) и количества жидкости в грудной клетке кости в легких, его изменения под влиянием методов
(Thoracic fluid content, TFC). Безусловно, более акту- интенсивной терапии, а также усовершенствование
60 Медицина невідкладних станів, ISSN 2224-0586 (print), ISSN 2307-1230 (online) Том 17, № 1, 2021Оригінальні дослідження / Original Researches
точности определения TFC на основе измерения элек- ление TFC проводились на персональном компью-
трического импеданса грудной клетки путем включе- тере с использованием программного обеспечения
ния в расчет его величин, полученных при антропоме- «ХАИ-Медика» (Харьков).
трических измерениях. Анализ зарубежных источников специальной ин-
формации. Оценка количества жидкости в грудной
Материалы и методы клетке импедансным методом впервые предложе-
Проведено детальное изучение результатов совре- на Вильямом Кубичеком. Согласно W. Kubicek, при
менных клинических исследований, посвященных хорошо фиксированной частоте переменного элек-
мониторингу TFC при различных патологических со- трического тока (используется кварцевый частотный
стояниях, результатов изменения TFC под влиянием генератор) и постоянной форме зондируемого током
средств интенсивной терапии среди широкого круга объекта величина биологического электрического
пациентов, находящихся в критических состояниях. импеданса определяется его длиной и поперечный
Анализ осуществлен на основании изучения и систе- сечением, то есть, по сути, объемом биологического
матизации последней информации, представленной объекта. Формула, предложенная W. Kubicek, имеет
в Интернете на специализированных сайтах для про- следующий вид:
фессионалов в области медицины. Проведено сравне-
ние полученных данных с результатами наших иссле- Z = ρL/S,(1)
дований. где Z — электрический биологический импеданс ис-
Для определения TFC импедансным методом мы следуемого объекта в Омах; ρ — удельное электриче-
использовали классический вариант тетраполярной ское сопротивление крови, выраженное в Ом • см;
грудной реографии по G. Kubicek. Для этого две пары L — расстояние между электродами в сантиметрах;
гибких металлических ленточных электродов цирку- S — поперечное сечение объекта в квадратных санти-
лярно накладывали на поверхность шеи, и еще две метрах.
пары таких же электродов накладывали на поверх- Физическая размерность Z равна (Ом • см) ×
ность грудной клетки на уровне мечевидного отрост- × см/см2 = Ом.
ка. Расстояние между токовыми и измерительными Величину удельного электрического сопротивле-
электродами равнялось 2 см [15]. В случаях нежела- ния крови обычно принимают за 150 Ом • см. Так по-
тельного для пациентов наложения электродов по ступал в своих расчетах W. Kubicek, и в дальнейшем
методике Кубичека использовали наложение 4 пар другие исследователи подтвердили целесообразность
наклеивающихся на переднюю поверхность грудной выбора именно такой величины этого показателя.
клетки мониторных ЭКГ-электродов с расположе- Удельная электрическая проводимость крови при тем-
нием их согласно методике биореактанса Cheetah пературе 36–38 °С и показателе гематокрита с колеба-
Medical, Inc NICOM (рис. 1). Измерение грудного ниями в пределах 0,2–0,4 при зондировании их пере-
импеданса проводилось при пропускании через груд- менным током с частотой 25 КГц (по данным Камелии
ную клетку синусоидального тока частотой 32 КГц. Гэбриель, 1996) приближается к 0,7 См/м (Сименс на
Использовано оборудование «ХАИ-Медика» — 4-ка- метр) или к 70 Ом • см. Сименс является величиной,
нальный реоплетизмограф «Реоком». Регистрация обратной Ому. Но грудная клетка содержит не только
электрического импеданса грудной клетки и вычис- кровь. Удельная электрическая проводимость мышц,
Грудина
I U
Мечевидный Грудино-мечевидное
а отросток сочленение б
Рисунок 1. Расположение грудных электродов при использовании методики Кубичека (а)
и методики NICOM Cheetah Medical, Inc (биореактанса) (б)
Том 17, № 1, 2021 www.mif-ua.com, http://emergency.zaslavsky.com.ua 61Оригінальні дослідження / Original Researches
например, составляет 35 Ом • см, а интерстициаль-
34
ной жидкости и ликвора равна 200 Ом•см. Поэтому
33
в импедансметрии при расчетах, включающих вели-
чину удельного электрического сопротивления кро-
32
ви, пользуются усредненной величиной 150 Ом • м
[2, 16, 17].
31 Величина трансторакального импеданса оказа-
Z0, Ом
лась очень чувствительным индикатором содержа-
30 ния жидкости в грудной клетке. Величина трансто-
ракального импеданса зависит от возраста пациента,
29 но в норме изменяется в достаточно узких пределах.
Например, у детей в возрасте до 10 лет она колеблет-
28 ся на уровне 26,0 ± 1,6 Ом; у взрослых составляет в
среднем 21,8 ± 1,8 Ом, а у лиц старше 60 лет достига-
ет 24,2 ± 2,2 Ом. Показано, что быстрое внутривенное
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 см3 введение 500 мл физиологического раствора сопро-
вождается снижением величины трансторакального
Рисунок 2. Зависимость между количеством импеданса в среднем на 1 Ом, а быстрая дегидратация
вводимой в организм жидкости и снижением
трансторакального импеданса у животных после введения диуретиков и потери через почки 1 ли-
в эксперименте W. Kubicek [17] тра мочи приводит к нарастанию величины трансто-
1
2
Расположение Измерение
токовых импеданса
электродов
3
а 4 б
I (t)
V (t)
в г
Рисунок 3. Расположение электродов при измерении трансторакального импеданса согласно методи-
ке: а — Medis (Medizinische Messtechnik GmbH); б — повторяется в аппаратуре BioZ Cardio Profile фирмы
Sonosite Australasia Pty Ltd; в — в методике Aesculon и портативном кардиометре ICON (Osypka Medical
GmbH, Берлин, Германия) количество электродов уменьшено вдвое; г — в спектроскопической моде-
ли, использующей принцип Коула (Cole) для уменьшения погрешностей конечного измерения в работе
S. Dovancescu et al. [3, 19–21]
62 Медицина невідкладних станів, ISSN 2224-0586 (print), ISSN 2307-1230 (online) Том 17, № 1, 2021Оригінальні дослідження / Original Researches
ракального импеданса в среднем на 1,5 Ом. На рис. 2 драт расстояния между измерительными электродами;
представлена зависимость между количеством вводи- Z — электрический импеданс ткани (грудной клетки)
мой жидкости в организм и снижением торакального [15, 16].
импеданса у животных в эксперименте W. Kubicek [16]. Однако в методике Кубичека объем ткани, в кото-
Однако с помощью метода W. Kubicek невозможно ром исследуется содержание жидкости, полноценно не
определить достаточно точно количество жидкости рассчитывается, и вывод о содержании жидкости дела-
в грудной клетке. Поэтому в клинической практике ют на основании определения электрического биоло-
результаты трансторакальной импедансметрии выра- гического импеданса, а также длины проводника тока
жают в условных единицах жидкости на 1 КОм (КΩ). с учетом среднестатистического значения величины
Различные способы измерения трансторакального им- удельной электрической проводимости крови. Мы мо-
педанса ассоциированы с различными методиками на- дифицировали расчет количества жидкости в грудной
ложения электродов на тело человека. Тем не менее ре- клетке. Вместо квадрата расстояния между электрода-
зультаты измерений у разных авторов являются очень ми мы применили расчет объема грудной клетки при
близкими. Другие методы наложения электродов по- наложении ленточных электродов. Объем грудной
казаны на рис. 3а–г, которые взяты непосредственно клетки (в сантиметрах кубических или в миллилитрах)
из оригинальных публикаций, посвященных данной рассчитывают в соответствии с вычислением объема
проблеме [18–20]. усеченного конуса (рис. 4):
Определение величины TFC получает все более
широкое распространение в качестве компонента ν = 1/3πh(R2 + Rr + r2),(3)
мониторинга у пациентов с сердечной недостаточно- где ν — объем усеченного конуса; π = 3,14; h — вы-
стью, острым респираторным дистресс-синдромом и сота усеченного конуса в сантиметрах или расстоя-
особенно при проведении заместительной почечной ние между измерительными электродами (U-элек
терапии [1, 18, 21]. Физиологическое содержание тродами, проксимальными) на груди; R — радиус
жидкости в грудной клетке у мужчин колеблется около грудной клетки в зоне наложения ленточных элек-
40 усл. 1/КΩ, в то время как у женщин достигает лишь тродов; r — радиус шеи в зоне наложения ленточных
30 усл. 1/КΩ. Воспалительные процессы в легких с электродов.
накоплением жидкости в легочном интерстиции, сер- Значение большого и малого радиусов вычисляют
дечная недостаточность и общая гипергидратация ор- на основании измерения длины окружности, вдоль ко-
ганизма обусловливают рост указанных показателей. торой накладывают измерительные электроды. Длина
В то же время успешная терапия сердечной недоста- окружности (С) составляет 2πR. Для этого измеряют
точности, эффективная искусственная вентиляция сантиметром длину окружности шеи и грудной клетки
легких (ИВЛ) и рестриктивная жидкостная терапия в на уровне установления измерительных электродов.
условиях острого респираторного дистресс-синдрома Итак, величина большого радиуса (R) вычисляется как
(ОРДС), применение диуретиков приводят к сниже- длина нижнего круга (С), разделенного на 2π, а вели-
нию величины показателя TFC, определенного импе- чина малого радиуса (r) — как длина верхнего круга (с),
дансным методом [2, 13, 18]. разделенного на 2π.
Описание разработанной методики. Вопросов к точ- В результате объем грудной клетки (усеченного ко-
ности импедансметрического мониторинга остается нуса в сантиметрах кубических) равен:
достаточно много. Но неинвазивность его методик,
1 (C2 + Cc + c2)
простота выполнения, экономичность и хорошая по- ν= πh . (4)
вторяемость и воспроизводимость результатов при 3 4π2
смене операторов поддерживают к нему широкий ин-
терес [22, 23]. Наш коллектив также давно использует
импедансметрический мониторинг в практике интен-
а б
сивной терапии, и в настоящее время мы твердо убеж-
дены в том, что его результаты очень точно отражают
динамику клинической картины патологических про-
цессов, с которыми приходится сталкиваться, и полно-
стью ассоциируются с результатами применения мно-
жества лечебных методик. Для улучшения точности
оценки величины TFC у наших пациентов мы разрабо-
тали новый способ его определения. Этот способ стро-
ится на вычислении объема грудной клетки на основа-
нии ее модели в качестве усеченного конуса [24, 25]. На Объем усеченного
основании формулы (1) (W. Kubicek) объем жидкости конуса
ν = 1/3πh(R2 + Rr + r2)
изучаемого участка тела равен:
V = γl²/Z,(2) Рисунок 4: а — формула определения объема усе-
ченного конуса; б — схема, которая отражает прин-
где V — объем жидкости в исследуемом участке; γ — цип расчета объема грудной клетки на основе мате-
удельная электрическая проводимость крови; l2 — ква- матической модели усеченного конуса
Том 17, № 1, 2021 www.mif-ua.com, http://emergency.zaslavsky.com.ua 63Оригінальні дослідження / Original Researches
Объем жидкости в грудной клетке рассчитывают выраженная в условных единицах на 1/КΩ, находилась
соответственно формуле (5): на уровне 45–50 усл. 1/КΩ. Эти события были ассоци-
ированы с наличием клинической картины ОРДС 2-й
V = γν/Z(R – r), (5) степени тяжести, и все пациенты находились на при-
где V — объем жидкости в грудной клетке в сантиме- нудительной ИВЛ в режиме CPAP c созданием респи-
трах кубических; γ — усредненная удельная электри- раторного плато на уровне 25–27 см Н2О.
ческая проводимость крови (150 Ом • см); ν — объем Положительная динамика процесса была ассо-
грудной клетки в сантиметрах кубических; Z — элек- циирована с возрастанием величины индекса ок-
трический импеданс грудной клетки (в Омах); R — сигенации, возможностью перевода пациентов на
радиус грудной клетки, равный С/2π; r — радиус шеи, самостоятельное дыхание. При этом относительное
равный с/2π. содержание жидкости в грудной клетке пострадавших
Разница (R – r) помогает уменьшить погрешность, снижалось до 60–67 %, а у тех, кто нуждался в продол-
обусловленную наличием в грудной клетке позвоноч- жении ИВЛ, — до 68–73 %. Величина TFC, выражен-
ного столба, включающего довольно значительный ная в условных единицах на 1/КΩ, при быстром улуч-
процент соединительной ткани, которая содержит шении и возможности прекращения ИВЛ составляла
только 20–30 % жидкости и имеет удельную электри- 37–42 усл. 1/КΩ, а при необходимости продолжения
ческую проводимость только 8,3 (Ом • см) [17, 24, 25]. ИВЛ — 43–46 усл. 1/КΩ.
Проверка физической размерности: Результаты определения TFC по методу авторов
лучше соответствовали клинической картине тора-
V = Ом • см • см3/Ом • см = см3 или мл. кальной травмы, тяжести проявлений синдрома острой
Преимуществом методики является возможность дыхательной недостаточности. По методике биореак-
оценить содержание жидкости в грудной клетке не в танса TFC на 1-е сутки составил 41,86 ± 2,91 усл. 1/КΩ,
условных единицах, а в единицах метрической систе- а на 5-е сутки — 39,47 ± 2,97 усл. 1/КΩ (р = 0,00068).
мы. Имеется возможность определить это количество Согласно методике авторов, TFC на 1-е сутки составил
жидкости у практически здоровых людей разного пола 68,44 ± 4,22 % объема грудной клетки, а рассчитанный
и возраста. Например, у одного из авторов данного ис- на 5-е сутки — 64,53 ± 4,48 % объема грудной клетки
следования при проведении тетраполярной грудной (р = 0,00021) [24–26].
реографии по Кубичеку получены следующие показа-
тели: рост участника эксперимента 186 см, масса тела Выводы
94 кг, площадь поверхности тела, вычисленная по фор- Таким образом, разработанная методика опреде-
муле Мостеллера (de Mosteller) S = √(MH/3600), равна ления содержания жидкости в грудной клетке может
2,2 м2, расстояние между измерительными электрода- быть применена в научных исследованиях и клини-
ми равно 25 см, окружность шеи — 43 см, окружность ческой практике в процессе проведения интенсивной
грудной клетки — 108 см, величина импеданса Z при терапии у пациентов с синдромом острой дыхательной
зондировании током частотой 32 КГц равна 24,75 Ом, недостаточности.
величина ударного объема сердца — 112 мл, часто-
та сокращений сердца — 65 1/мин, минутный объем Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсут-
кровообращения равен 7,28 л, величина сердечного ствии какого-либо конфликта интересов и собствен-
индекса — 3,31 л/мин/м2, объем грудной клетки равен ной финансовой заинтересованности при подготовке
12046,84 см3, величина TFC — 7054 см3, относительное данной статьи.
содержание жидкости в грудной клетке равно 58,55 %, Благодарность. Авторы работы выражают благодар-
величина TFC, выраженная в условных единицах на ность администрации Харьковской медицинской ака-
1/КΩ, равна 40,4. демии последипломного образования, обеспечившей
приобретение аппаратуры для исследования.
Результаты и обсуждение
У пострадавших с торакальной травмой объем
жидкости в грудной клетке (TFC) на 2-е сутки от по- Список литературы
лучения травмы нарастает не только за счет задержки 1. Fathy S., Hasanin A.M., Raafat M., Mostafa M.M.A., Fe-
жидкости в легочной ткани, но и за счет нарастания touh A.M., Elsayed M. et al. Thoracic fluid content: a novel parameter
травматического отека мягких тканей грудной клетки. for predicting failed weaning from mechanical ventilation. Journal of
Все это прослеживается в процессе проведения антро- Intensive Care. 2020. Vol. 8. Article 20. Available from: https://jinten-
пометрии, и все это следует учитывать при проведении sivecare.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40560-020-00439-2.
мониторинга величины TFC. 2. Yoon T.-G., Jang K., Oh C.-S., Kim S.-H., Kang W.-S. The
Наши наблюдения показали, что величина TFC, Correlation between the Change in Thoracic Fluid Content and the
вычисленная по предлагаемой нами методике, в норме Change in Patient Body Weight in Fontan Procedure. Hindawi: BioMed
приближается к 60 % (59 ± 2) объема грудной клетки, Research International. 2018. Vol. 2018. Article ID3635708. Avai
рассчитанного на основе модели усеченного конуса. lable from: https://www.hindawi.com/journals/bmri/2018/3635708/
В наиболее тяжелых случаях торакальной травмы 3. Dovancescu S., Saporito S., Herold I.H.F., Korsten H.H.M.,
относительное содержание жидкости в грудной клет- Aarts R.M., Mischi M. Monitoring thoracic fluid content using bio-
ке пострадавших достигало 75–80 %, а величина TFC, electrical impedance spectroscopy and Cole modeling. Journal of Elec-
64 Медицина невідкладних станів, ISSN 2224-0586 (print), ISSN 2307-1230 (online) Том 17, № 1, 2021Оригінальні дослідження / Original Researches
trical Bioimpedance. 2017. Vol. 8. № 1. Р. 107-115. Available from: Academy of Sciences. 2006. Vol. 170. № 2. Р. 724-732. URL: https://
https://content.sciendo.com/view/journals/joeb/8/1/article-p107. www.researchgate.net/publication/229747174_Impedance_Cardio
xml?language=en&tab_body=article_recommendations. graphy_as_a_Noninvasive_Method_of_Monitoring_Cardiac_Func-
4. Powers K.A., Dhamoon A.S. Physiology, Pulmonary, Venti- tion_and_Other_Parameters_of_the_Cardiovascular_System.
lation and Perfusion. StatPearls [Last Update: April 6, 2019] URL: 16. Гуревич М.И., Соловьев А.И., Литовченко Л.П., Доло-
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539907/ ман Л.Б. Импедансная реоплетизмография. Киев: Наукова дум-
5. Siddall E., Khatri M., Radhakrishnan J. Capillary leak syn- ка, 1982. 176 с.
drome: etiologies, pathophysiology, and management. Kidney Inter- 17. Курсов С.В., Білецький О.В., Шарлай К.Ю. Церебральна
national. 2017. Vol. 92. № 1. Р. 37-46. URL: https://www.kidney- імпедансна плетизмографія, реоенцефалографічний моніторинг
international.org/article/S0085-2538 (17)30073-X/fulltext. та спектральна імпедансметрія в інтенсивній терапії критич-
6. Barker K.R., Conroy A.L., Hawkes M., Murphy H., Pan- них станів. Харків: ТОВ «Планета-Принт», 2018. 116 с.
dey P., Kain K.C. Biomarkers of hypoxia, endothelial and circulatory 18. Sanidas E.A., Grammatikopoulos K., Anastasiadis G.,
dysfunction among climbers in Nepal with AMS and HAPE: a prospec- Papadopoulos D., Daskalaki M., Votteas V. Thoracic Fluid Con-
tive case-control study. Journal of Travel Medicine. 2016. Vol. 23. tent and Impedance Cardiography: A Novel and Promising Non-
№ 3. taw005. URL: https://academic.oup.com/jtm/article/23/3/ invasive Method for Assessing the Hemodynamic Effects of Diure
taw005/2580592. tics in Hypertensive Patients. Hellenic Journal of Cardiology. 2009.
7. Tkacs N.C., Porter C.S., Barker N.A. Lungs. In Advanced Vol. 50. № 6. Р. 465-471. URL: https://www.researchgate.net/
Physiology & Pathophysiology Essentials for Clinical Practice. Edited publication/40035713_Thoracic_Fluid_Content_and_Impedance_
by N.C. Tkacs, L.L. Herrmann, R.L. Johnson. New York: Springer Cardiography_A_Novel_and_Promising_Noninvasive_Method_for_
Publishing Company, 2020. P. 389-426. URL: https://books.google. Assessing_the_Hemodynamic_Effects_of_Diu.
com.ua/books?id=El2jDwAAQBAJ&pg=PA424&lpg=PA424&dq=s 19. MEDIS. Products: Devices for Patient Monitoring and Car-
ystemic+hypoxia+increases+the+permeability+of+pulmonary+cap dio-Vascular Diagnosis. ICG: Impedance Cardiography. Medizinische
illaries. Messtechnik GmbH [cited Sep 21, 2020]. URL: https://medis.com-
8. Chioncel O., Collins S.P., Ambrosy A.P., Gheorghiade M., pany/cms/index.php?page=icg-impedance-cardiography.
Filippatos G. Pulmonary Oedema — Therapeutic Targets. Car- 20. SonoSite Inc. BioZ Cardio Profile: A new generation of
diac. Failure Review. 2015. Vol. 1. № 1. Р. 38-45. doi: 10.15420/ continuous, noninvasive, hemodynamic monitoring for the hospital
CFR.2015.01.01.38. [cited Sep. 21, 2020]. URL: https://www.sonosite.com/sites/default/
9. Khosravi P.M., Reuter D., Kassiri N., Hashemian S.M. Ex- files/1173_BioZ_Cardio_Profile_Advantage_Sheet_v9.pdf.
travascular lung water measurement in critically ill patients. Biomedi- 21. Mahmoud K.H., Mokhtar M.S., Soliman R.A., Khaled M.M.
cal & Biotechnology Research Journal. 2018. Vol. 2. № 4. Р. 237-241. Non invasive adjustment of fluid status in critically ill patients on
URL: http://www.bmbtrj.org/article.asp?issn=2588-9834;year=201 renal replacement therapy. Role of Electrical Cardiometry. The
8;volume=2;issue=4;spage=237;epage=241;aulast=Khosravi. Egyptian Journal of Critical Care Medicine. 2016. Vol. 4. № 2.
10. Jozwiak M., Teboul J.-L., Monnet X. Extravascular lung wa- Р. 57-65. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/
ter in critical care: recent advances and clinical applications. Annals S2090730316300263.
of Intensive Care. 2015. Vol. 5. Article 38. URL: https://annalsofin- 22. Sanders M., Servaas S., Slagt C. Accuracy and precision of
tensivecare.springeropen.com/articles/10.1186/s13613-015-0081-9. non-invasive cardiac output monitoring by electrical cardiometry: a
11. Cheung H., Dong Q., Dong R., Yu B. Correlation of cardiac systematic review and meta-analysis. Journal of Clinical Monitoring
output measured by non-invasive continuous cardiac output monito and Computing. 2020. Vol. 34. P. 433-460. URL: https://link.sprin
ring (NICOM) and thermodilution in patients undergoing off-pump ger.com/article/10.1007/s10877-019-00330-y.
coronary artery bypass surgery. Journal of Anesthesia. 2015. Vol. 29. 23. Naranjo-Hernández D., Reina-Tosina J., Roa M.R., Bar-
P. 416-420.URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00540- barov-Rostán G., Aresté-Fosalba N., Lara-Ruiz A. et al. Smart Bio-
014-1938-z. impedance Spectroscopy Device for Body Composition Estimation.
12. García X., Simon P., Guyette F.X., Ramani R., Alvarez R., Sensors. 2019. Vol. 20. P. 70. doi: 10.3390/s20010070.
Quintero J. et al. Noninvasive Assessment of Acute Dyspnea in the 24. Білецький О.В., Курсов С.В. Оцінка вмісту рідини в груд-
ED. Chest. 2013. Vol. 144. № 2. Р. 610-615. DOI: https://doi. ній клітці у пацієнтів із забоєм легень на тлі політравми та його
org/10.1378/chest.12-1676. зміни під впливом заходів інтенсивної терапії. Проблеми безпе-
13. Narula J., Kiran U., Malhotra Kapoor P., Choudhury M., рервної медичної освіти та науки. 2019. № 1 (33). С. 40-48.
Rajashekar P., Kumar C.U. Assessment of changes in hemodynamics 25. Білецький О.В., Курсов С.В. Ефект застосування магнію
and intrathoracic fluid using electrical cardiometry during autolo- сульфату з метою стабілізації гемодинаміки на ранньому шпи-
gous blood harvest. Journal of Cardiothoracic & Vascular Anesthesia. тальному етапі у постраждалих з міокардіальною контузією на
2017. Vol. 31. P. 84-89. URL: https://www.jcvaonline.com/article/ тлі політравми. Вісник проблем біології і медицини. 2019. № 1.
S1053-0770 (16)30296-8/fulltext. Випуск 1 (148). С. 96-101.
14. Hammad Y., Hasanin A., Elsakka A., Refaie A., Abdelfat- 26. Курсов С.В., Білецький О.В. Оцінка вмісту рідини у груд-
tah D., Rahman S.A. et al. Thoracic fluid content: a novel parameter ній клітці у постраждалих із забоєм легень на тлі політравми за
for detection of pulmonary edema in parturients with preeclampsia. допомогою визначення електричного грудного імпедансу. Меди-
Journal of Clinical Monitoring & Computing. 2019. Vol. 33. P. 413- цина невідкладних станів. 2019. № 2 (97). Т. 15. С. 223.
418. URL: https://doi.org/10.1007/s10877-018-0176-6.
15. Kubicek W.G., Patterson R.P., Witsoe D.A. Impedance Cardio Получено/Received 12.11.2020
graphy as a Noninvasive Method of Monitoring Cardiac Function and Рецензировано/Revised 26.11.2020
Other Parameters of the Cardiovascular System. Annals of the New York Принято в печать/Accepted 09.12.2020
Том 17, № 1, 2021 www.mif-ua.com, http://emergency.zaslavsky.com.ua 65Оригінальні дослідження / Original Researches
S.V. Kursov, V.V. Nikonov, O.V. Biletskyi, V.M. Zagurovskyi, A.E. Feskov
Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Kharkiv, Ukraine
Method of estimating the thoracic fluid content, based on anthropometric data
of the patient and determining the electrical impedance of the chest
Abstract. Background. Determination of the thoracic fluid con- calculated by our method, normally approaches 60 % — 59 ± 2 %
tent in the dynamics is becoming increasingly common in clinical of the chest volume, calculated on the base of the truncated cone
trials and is a promising method for monitoring patients of intensive model. In the most severe cases of thoracic injury, the relative fluid
care units of various profiles. The most affordable and cost-effective content in the chest of victims reached 75–80 %, and the amount of
methods for monitoring the amount of fluid in the chest at present fluid in the chest, expressed in conventional units per 1/KΩ, was at
are those based on measuring the electrical impedance of the chest the level of 45–50 conventional 1/КΩ. These events were associated
when scanning it with high-frequency current. These techniques with the presence of a clinical picture of acute respiratory distress
provide good repeatability of results, and are virtually independent syndrome degree 2, and all patients were on mandatory pulmonary
of the operator. The purpose of the work is to develop own original mechanical ventilation with the creation of constant positive airway
technique for determining the thoracic fluid content. Materials and pressure and respiratory plateau at the level of 25–27 cm H2O. The
methods. The electric chest impedance was measured when scanning positive dynamics of the process was associated with an increase in
the chest with an electric current of 32 KHz using two pairs of band the oxygenation index, the ability to transfer patients to spontaneous
electrodes according to V. Kubicek. The circumference of the base breathing. At the same time, the relative thoracic fluid content in pa-
of the neck and chest at the site of application of the electrodes was tients decreased to 60–67 %, and in those who needed continued
measured carefully. The distance between electrodes was also deter- mechanical ventilation — to 68–73 %. The thoracic fluid content,
mined. Chest volume was calculated based on the truncated cone expressed in conventional units per 1/KΩ, with rapid improvement
model. The thoracic fluid content was evaluated by the equation: and the possibility of discontinuation of ventilation was 37–42 con-
V = γν/Z(R – r), where V is the volume of fluid in the chest; γ is the ditional 1/KΩ, and if it was necessary to continue mechanical ven-
average electrical blood conductivity; ν is the volume of the thorax, tilation — 43–46 conditional 1/KΩ. The results of determining the
calculated on the model of a truncated cone; Z is the value of the thoracic fluid content by the authors’ method better corresponded to
electrical impedance of the chest; R is the radius of the thorax, and the clinical picture of thoracic trauma, the severity of the manifes-
r is the radius of the base of the neck. The difference between them tations of acute respiratory distress syndrome than the noninvasive
in this equation should reduce the error associated with the presence cardiac output monitoring. Conclusions. The developed method for
in the thorax of connective tissue that has an electrical conductivity determining the thoracic fluid content can be applied in researches
different from the electrical conductivity of the blood. Studies were and clinical practice during intensive care of patients with acute re-
performed in both apparently healthy volunteers and in polytrauma spiratory distress syndrome.
patients with thoracic injury and signs of acute respiratory failure. Re- Keywords: electrical impedance of biological tissues; impedan
sults. Our observations showed that the amount of fluid in the chest, cemetry; thoracic fluid content; acute respiratory failure
Курсов С.В., Ніконов В.В., Білецький О.В., Загуровський В.М., Феськов А.Е.
Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна
Методика оцінки кількості рідини в грудній клітці, заснована на антропометричних даних
пацієнта і визначенні електричного імпедансу грудної клітки
Резюме. Актуальність. Визначення в динаміці об’єму рідини ваною нами методикою, у нормі наближається до 60 % (59 ± 2)
в грудній клітці набуває все більшого поширення в клінічних об’єму грудної клітки, розрахованого на основі моделі усіче-
дослідженнях і є перспективним методом моніторингу в паці- ного конуса. У найбільш тяжких випадках торакальної травми
єнтів відділень інтенсивної терапії різного профілю. Найбільш відносний вміст рідини в грудній клітці постраждалих досягав
доступними й економічними методами моніторингу об’єму 75–80 %, а величина об’єму рідини в грудній клітці, виражена
рідини в грудній клітці в даний час є методи, засновані на ви- в умовних одиницях на 1/КΩ, перебувала на рівні 45–50 умов-
мірюванні електричного імпедансу грудної клітки при скану- них 1/КΩ. Ці події були асоційовані з наявністю клінічної кар-
ванні її високочастотним струмом. Ці методики забезпечують тини гострого респіраторного дистрес-синдрому 2-го ступеня
хорошу повторюваність результатів і практично не залежать від тяжкості, і всі пацієнти перебували на примусовій штучній
оператора. Мета роботи: розробка власної оригінальної мето- вентиляції легенів (ШВЛ) зі створенням постійного позитив-
дики визначення вмісту рідини в грудній клітці. Матеріали та ного тиску в дихальних шляхах і респіраторного плато на рівні
методи. Електричний грудний імпеданс вимірювався при ска- 25–27 см Н2О. Позитивна динаміка процесу була асоційована
нуванні грудної клітки електричним струмом частотою 32 КГц зі зростанням величини індексу оксигенації, можливістю пе-
з накладенням двох пар стрічкових електродів за В. Кубічеком. реводу пацієнтів на самостійне дихання. При цьому віднос-
Окружність шиї і грудної клітки в місці накладення електро- ний вміст рідини в грудній клітці постраждалих знижувався
дів була ретельно виміряна. Також визначалася відстань між до 60–67 %, а у тих, хто потребував продовження ШВЛ, — до
вимірювальними електродами. Обсяг грудної клітки розра- 68–73 %. Величина об’єму рідини в грудній клітці, виражена в
ховувався на основі моделі усіченого конуса. Об’єм рідини в умовних одиницях на КΩ, при швидкому поліпшенні і мож-
грудній клітці розраховувався за формулою V = γν/Z(R – r), ливості припинення ШВЛ становила 37–42 умовних 1/КΩ, а
де V — об’єм рідини в грудній клітці; γ — усереднене значення при необхідності продовження ШВЛ — 43–46 умовних 1/КΩ.
електропровідності крові; ν — об’єм грудної клітки, розрахо- Результати визначення об’єму рідини в грудній клітці за мето-
ваний на моделі усіченого конуса; Z — величина електричного дом авторів краще відповідали клінічній картині торакальної
імпедансу грудної клітки; R — радіус грудної клітки, а r — ра- травми, тяжкості проявів синдрому гострої дихальної недо-
діус основи шиї, внесення різниці між ними у формулу має статності, ніж показники методики NICOM. Висновки. Роз-
зменшити помилку, пов’язану з присутністю в грудній клітці роблена методика визначення вмісту рідини в грудній клітці
сполучної тканини, яка має електропровідність, що відрізня- може бути застосована в наукових дослідженнях та клінічній
ється від електропровідності крові. Дослідження проведені як у практиці в процесі проведення інтенсивної терапії у пацієнтів
практично здорових добровольців, так і у пацієнтів відділення із синдромом гострої дихальної недостатності.
політравми з торакальною травмою і ознаками дихальної недо- Ключові слова: електричний імпеданс біологічних тканин;
статності. Результати. Наші спостереження показали, що ве- імпедансметрія; вміст рідини в грудній клітці; гостра дихаль-
личина об’єму рідини в грудній клітці, обчислена за пропоно- на недостатність
66 Медицина невідкладних станів, ISSN 2224-0586 (print), ISSN 2307-1230 (online) Том 17, № 1, 2021Вы также можете почитать
