ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОДИАЛИЗА
Е.П. Максимов
ЗАО "ВНИИМП-ВИТА" (НИИ медицинского приборостроения) РАМН, Москва
Гемодиализная терапия сопровождается осложнениями, которые частично могут быть вызваны неоптимальными изменениями объема крови, изменениями концентрации натрия в плазме крови и нарушениями взаимного равновесия вне- и внутриклеточного секторов организма.
Наиболее распространены осложнения, сопровождающие процедуру гемодиализа: гипертензия, судороги, дизэквилибрирующий синдром, последиализный период гипертензии и обусловленный гипернатриемией избыток жидкости, а также осложнения, связанные с неадекватной скоростью ультрафильтрации.
Современные гемодиализные аппараты позволяют осуществлять программирование и контроль скорости ультрафильтрации и концентрации натрия в процессе гемодиализа.
Существенно реже профилируют по времени содержание калия, бикарбоната и рН диализата.
За рубежом накоплен опыт применения способов компенсации отклонений давления крови при синдроме нарушения равновесия (дизэквилибрирующем синдроме) как в течение, так и после процедуры гемодиализа, с помощью направленного изменения концентрации ионов натрия в диализате и профилирования скорости ультрафильтрации.
Например, пациентам с гипотонией в процессе гемодиализа устанавливают повышенную концентрацию ионов натрия в диализате, при этом изменяют концентрацию других компонентов диализата пропорционально концентрации иона натрия при изменении общей проводимости диализата. Для пациента, реагирующего на содержание калия, такая ситуация может быть весьма критичной. У пациентов, к которым применяется повышенная концентрация ионов натрия, возникает проблема вследствие перегрузки натрием, при этом наблюдаются побочные эффекты в виде отека.
Пациентам с гипертензией понижают концентрацию натрия в диализате в том предположении, что это будет способствовать снижению гипертензии и уменьшению сердечного выброса. С другой стороны эта терапия чревата неожиданной гипотензией в течение процедуры гемодиализа.
В соответствии с вышесказанным алгоритмы задания и регулирования скорости ультрафильтрации и проводимости диализата должны быть построены таким образом , чтобы в каждый момент процедуры с достаточной степенью точности контролировать среднюю скорость ультрафильтрации, предельно допустимую для данного больного скорость ультрафильтрации, объем ультрафильтрата, прогнозируемые на момент окончания процедуры предельные отклонения концентрации натрия в крови пациента.
С этой целью предложены алгоритмы задания и регулирования основных параметров процедуры гемодиализа, учитывающие состояние системы аппарат – пациент в каждый конкретный момент процедуры. Дело в том, что реальное время воздействия аппарата на пациента всегда меньше формального календарного времени процедуры за счет различных временных остановок кровотока или перемещения диализата через диализатор и аварийных снижений скорости ультрафильтрации, инициированных состоянием пациента, действиями персонала или другими аварийными ситуациями.
Разработаны аналитические зависимости для каждого типа профиля, учитывающие перерывы в течении процедуры гемодиализа.
Задание профиля скорости ультрафильтрации
Среднее значение скорости ультрафильтрации (UFз) после первого включения (профиль №0) задается путем вычисления по формуле:
UFз = (VUF*-VUF) / (T*- T), (1)
где VUF* и VUF – заданное и измеренное значения объема ультрафильтрата, мл,
T* и T – заданное и измеренное значения времени процедуры, ч.
В зависимости от заданной формы профиля графы рассчитывают, например – приведенный на рисунке 1 ступенчатый граф (профиль №1), следующим образом:
Рис.1. Профиль №1
при T < T*/2 Ufп = [VUF*-VUF- 50(T*-T)] / (T*/2- T) + 50, мл/ч, (2)
и при T >= T*/2 Ufп = 50 мл/ч, (3)
где Ufп – заданное по профилю значение скорости ультрафильтрации,
50 мл/ч – минимальное безопасное значение скорости ультрафильтрации, обеспечиваемое аппаратом из условий исключения отрицательных значений трансмембранного давления.
Кроме профилей №0 и №1 применяются следующие:
- профиль №2 - линейно изменяющаяся скорость ультрафильтрации,
- профиль №3 – экспоненциально изменяющаяся скорость ультрафильтрации,
- профиль №4 – ступенчато-модулированная с заданным периодом скорость ультрафильтрации ,
- профиль №5 – ступенчато-модулированная с заданным периодом уменьшающаяся или увеличивающаяся скорость ультрафильтрации.
Очевидно, что любые профили реализуемы только в случае переносимости пациентом вычисленных максимальных значений скорости ультрафильтрации.
Принцип регулирования скорости ультрафильтрации
Скорость поступления ультрафильтрата в гидросистему диализного модуля аппарата из плазмы крови определена величиной трансмембранного давления. Однако оценка cкорости ультрафильтрации по трансмембранному давлению является сугубо ориентировочной.
Наиболее точное регулирование скорости ультрафильтрации реализуется по принципу изоволюметрии, при котором гидросистема диализного модуля включает контур приготовления и замещения диализата и контур перемещения диализата, упрощенно показанный на рисунке 2.
Регулирование скорости ультрафильтрации происходит в идеально герметичном контуре
перемещения диализата при отборе мерных количеств диализата Vd дозатором ультрафильтрата с заданным периодом TUF* = Vd/UF*, определенным заданной скоростью ультрафильтрации UF*. При наличии некоторой негерметичности контура перемещения диализата (например, в соединениях магистралей диализата или диализатора) принципиально возможны две ситуации: реальная скорость ультрафильтрации превышает заданную и менее заданной.
В первом случае уровень диализата в накопителе повышается и снижает реальную скорость ультрафильтрации, при этом уменьшение объема воздуха в накопителе создает избыточное давление диализата, тем не менее обратной ультрафильтрации не происходит, поскольку движущей силой процесса ультрафильтрации является венозное давление, а давление диализата в данной схеме не может быть больше венозного давления, то-есть трансмембранное давление не может быть отрицательным.
Во втором случае, в момент времени, соответствующий окончанию заданного периода TUF*, устройством управления давлением диализата откачивают часть воздуха из накопителя, снижая тем самым величину давления в контуре перемещения диализата, что приводит к увеличению уровня диализата до среднего уровня, тем самым повышается скорость
ультрафильтрации до заданного значения. Устройство управления давлением диализата также используется при необходимости снижения скорости ультрафильтрации до значения, определяемого венозным давлением, после чего скорость ультрафильтрации снижается по описанному выше механизму.
Рис.2.
Задание профиля проводимости
Среднее значение проводимости (профиль №0) задается по умолчанию постоянным и равным 14,0 мСм/см, что соответствует 135 мЭкв/л или иное постоянное значение, введенное оператором исходя из требуемого содержания иона натрия в крови пациента к окончанию процедуры.
В зависимости от заданной формы профиля графы рассчитывают исходя из необходимости обеспечения постоянства, дозированного увеличения или уменьшения количества натрий-иона в плазме крови пациента от начала к окончанию процедуры.
Профили проводимости, как правило, графически аналогичны профилям скорости ультрафильтрации. Профили иногда отображают в виде одного графа с двумя масштабированными осями значений параметров, при этом одна ось значений параметров масштабирована в единицах скорости ультрафильтрации, а другая – в единицах проводимости.
Решение перечисленных медико-технических проблем, касающихся профилирования параметров гемодиализа имеет целью получение следующих положительных медицинских результатов.
Гипотензия, наблюдаемая в течение гемодиализа, может быть купирована модуляцией концентрации натрия в диализате с постоянной или варьируемой скоростью ультрафильтрации или вариацией ультрафильтрации при постоянной концентрации натрия в диализате.
Гипертензия может быть купирована путем контролируемого ввода натрия для достижения баланса натрия с целью преодоления определенного избытком натрия обводнения.
Лучший сухой вес может быть достигнут путем повышения устойчивого смещения натрия. Для снижения веса и снижения давления крови так же может быть достигнут результат в последующей сдвинутой во времени фазе лечения.
Дизэквилибрация может быть уменьшена адекватной концентрацией натрия в плазме крови путем достижения оптимального баланса вне- и внутриклеточного объемов организма.
Обводнение тканей может быть снижено временным повышением натрия плазмы в начале гемодиализной процедуры и более точного поддержания баланса натрия в конце гемодиализа.
Снижается вероятность осложнений при высокой скорости вывода жидкости.
Нормализуется падение давления крови в течение гемодиализа.
Уменьшается необходимость небезопасной лекарственной, инъекционной или инфузионной коррекции содержания натрия в организме.
