Современное состояние проблемы лабораторной экспресс-диагностики в неотложной медицине

Торшин В.А.

РМАПО, Москва

«Анализ газов крови и рН оказывает наиболее прямое и важное воздействие на лечение больного, чем любое другое лабораторное исследование» [NCCLS, Document C 27-A, Approved Guideline, April, 1993]

Три измеряемых параметра: рН, парциальное давление кислорода (рО₂), и углекислого газа (рСО₂) артериальной крови уже более полувека остаются «золотым стандартом» лабораторной экспресс-диагностики или STAT-анализа (STAT- Short-Turn-Around Time) неотложных состояний. Поэтому, основным анализатором в лаборатории экспресс-диагностики остается анализатор кислотно-основного состояния (КОС) и газов крови.

Эра современной лабораторной экспресс-диагностики неотложных состояний связана с пандемией полиомиелита в 50-х г.г. 20-ого века, массовым поступлением больных с необходимостью проведения длительной искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Это в свою очередь явилось стимулом для разработки анализаторов для измерения основных параметров КОС и газов крови. Содружество врачей (группа доктора Пола Аструпа) и инженеров компании «Радиометр» (Дания) обеспечило создание первых анализаторов газов крови и КОС уже в 50-х г.г. Первые несовершенные анализаторы с большим перечнем ручных процедур, тем не менее, должны были отвечать требованиям экспресс-диагностики неотложных состояний или так называемого STAT-анализа:

-          короткий цикл измерения – 1-2 минуты;

-          быстрое получение результата от момента принятия решения о выполнении анализа до получения распечатки данных – 5-10 минут;

-          минимальный объем пробы крови до 200 мкл, учитывая необходимость достаточно частого повторения забора пробы.

Эти требования в дальнейшем сохранились и для последующих поколений анализаторов, выполняющих уже более широкий спектр измерений параметров STAT-анализа. Развитие анестезиологии и реаниматологии, попытки замещения наряду с функцией дыхательной системы функции почек стимулировало разработку электродов для определения концентрации важнейших электролитов крови. В состав анализаторов газового состава крови были включены ион-селективные электроды с возможностью измерения в той же микропробе цельной крови таких параметров, как концентрация К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Cl^-. Были созданы также литиевый и магниевый электроды. Но так как литий остается наиболее востребованным лишь в неотложной психиатрии, а магниевый электрод при интересе к этому параметру ряда специалистов, достаточно нестабилен, то наиболее широкое применение в медицинской практике дополнительно к основным  параметрам STAT-анализа получили четыре вышеназванных электролита.

Определение уровня глюкозы в крови традиционно использовалось для экспресс-диагностики неотложных состояний у больных сахарным диабетом. Вместе с тем, как показали работы многих исследователей, определение уровня глюкозы в крови оказалось важным для многих пациентов – как показатель оценки уровня стресс-реакции организма в критическом состоянии. Наиболее показательна в этом плане работа бельгийских авторов, проиллюстрировавших на большой группе больных в критическом состоянии ценность показателя уровня глюкозы крови как показателя стресс-реакции и необходимость поддерживать этот параметр в пределах 4-6 ммоль/л.

При необходимости оценки риска развития гипоксии или «задолженности» тканей по кислороду решающим становится такой современный маркер уровня гипоксии, как уровень лактата в крови [3].

Работами ряда авторов доказана роль уровня лактата крови у критических больных в качестве показателя:

-          кислородной задолженности тканей;

-          эффективности проводимой терапии;

-          прогностического признака неблагоприятного исхода.

В настоящее время уровень лактата в крови используют в клинической практике в качестве показателя кислородной задолженности тканей при:

-          интенсивных физических упражнениях;

-           шоке (циркуляторном, геморрагическом, кардиогенном, септическом);

-          остановке сердца;

-          выраженной гипоксемии;

-          выраженной анемии;

-          больших судорожных припадках;

-          астматическом статусе;

-          отравлении моноксидом углерода;

-          сепсисе;

-          дефиците витамина В₁;

-          определенных типах опухолей;

-          ряде заболеваний печени;

-          врожденных метаболических нарушениях;

-          отравлении рядом веществ (этанолом, метанолом, метформином, этиленгликолем).

Не менее важное значение имеет использование уровня лактата крови в качестве прогностического признака неблагоприятного исхода шока. Доказано более раннее повышение лактата по сравнению с другими показателями развивающегося шока (гипотония, олигурия, снижение рН и др.), выявлена четкая корреляция между уровнем лактата крови у критических больных и уровнем смертности.

Дополнительную информацию об уровне нарушения транспорта кислорода к клетке дают параметры ко-оксиметрии – оптической технологии, основанной на методе абсорбционной спектрофотометрии и включенной технологически в современные газоанализаторы. Основными параметрами оценки транспорта кислорода, измеренными ко-оксиметром, являются:

-          общая концентрация гемоглобина в крови – ctHb (референтный уровень для взрослых мужчин 8,4-10,9 ммоль/л; для женщин 7,4-9,9 ммоль/л).

-          измеренная сатурация или насыщение гемоглобина кислородом (SO₂) (референтный уровень 95-99%).

Относительно последнего параметра, часто измеряемого анестезиологом с помощью неинвазивного датчика пульсоксиметра (SрO₂) необходимо помнить о пределах его достоверности. Показатель SрO₂ адекватен при отсутствии в крови дисгемоглобинов (карбоксигемоглобина – HbCO, метгемоглобина – HbMet, фетального гемоглобина – HbF и др.). При наличии в крови дисгемоглобинов, не способных переносить кислород и резко сдвигающих кривую диссоциации оксигемоглобина (КДО) влево, заключение врача о риске развития гипоксии на основании уровня SрO₂ может оказаться дезориентирующим. Обычно измеряемый с помощью одноволновой эмиссионной пульсоксиметрии параметр SрO₂ определяется соотношением оксигемоглобина (HbO₂) и суммы окси- и деоксигемоглобина (HHb). При наличии дисгемоглобинов адекватным для оценки риска развития гипоксии будет такой показатель, как фракция оксигемоглобина (FHbO₂), измеряемый с помощью многоволнового ко-оксиметра.

Расчетным показателем транспорта кислорода кровью является содержание или концентрация кислорода в артериальной крови – ctO2 (референтный уровень для взрослых мужчин 8,4-9,9 ммоль/л; для женщин 7,1-8,9 ммоль/л).

Для суждения о последнем звене транспорта кислорода – доступности кислорода для тканей выведен расчетный показатель р50 – напряжение полунасыщения или напряжение О₂ при 50% десатурации крови. Референтный уровень р50 для взрослых – 24-28 мм Hg. Показатель р50 выражает аффинитет гемоглобин-кислород, определяемый положением КДО. Факторы, сдвигающие КДО влево с соответствующим снижением р50 (метаболический алкалоз, гипокапния, гипотермия, гипофосфатемия, наличие дисгемоглобинов), увеличивают аффинитет гемоглобин-кислород и, следовательно, затрудняют освобождение кислорода в тканях. Факторы, сдвигающие КДО вправо с соответствующим повышением значения р50 (метаболический ацидоз, гиперкапния, гипертермия, увеличение концентрации 2,3-дифосфоглицерата), облегчают освобождение кислорода в тканях. Роль дисгемоглобинов в положении КДО и соответственно в процессе отдачи кислорода тканям и развитии гипоксии требует определения их фракций в целом ряде клинических дисциплин. Например, трудно себе представить адекватную работу ожогового центра без FHbCO, центра токсикологии без FHbМet, современной реанимации новорожденных без FHbCO, FHbМet, FHbF. Определение всех перечисленных фракций дисгемоглобинов в реанимации новорожденных крайне важно в силу незрелости ферментных систем (в том числе карбокси- и метгемоглобинредуктазы). Даже при отсутствии контакта с угарным газом или метгемоглобинобразующими ядами у недоношенных новорожденных могут быть значительно повышены FHbCO, FHbМet .

Современная концепция лабораторной экспресс-диагностики неотложных состояний основана на понятии РОСТ (Point-of-Care-Testing), то есть анализе «непосредственно у постели больного». В клинической практике концепция РОСТ подразумевает инсталляцию и работу анализаторов КОС, газов крови, электролитов, метаболитов (глюкозы, лактата), ко-оксиметров непосредственно в операционной, отделении реанимации, отделении гемодиализа и т.д. Практическая реализация данной концепции требует, чтобы современные анализаторы отвечали определенным требованиям. Важнейшими из них являются следующие:

-          портативность;

-          простота обслуживания;

-          программное обеспечение/информационные технологии;

-          малый объем пробы крови;

-          получение результата измерения в течение 1-2 минут после введения пробы.

Совершенно очевидно, что в практике РОСТ поддержание работоспособности анализаторов и обеспечение высокого качества проводимых исследований невозможно без использования информационных технологий. Современные информационные технологии позволяют:

-          создавать и обрабатывать обширную базу данных;

-          быстро в режиме on-line передавать обработанную информацию лечащему врачу (с включением анализаторов в лабораторную/госпитальную информационные системы);

-          проводить дистанционное обслуживание анализаторов;

-          автоматизировать контроль качества.

При выборе современного анализатора КОС и газового состава крови специалисты и администраторы ЛПУ должны обращать внимание на аналитические возможности и характеристики анализаторов. Важнейшими из них являются перечень измеряемых параметров и предполагаемый режим работы анализатора.

ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Измерение трех параметров «золотого стандарта» рН, рО₂, рСО₂ в артериальной крови необходимо при проведении оперативных вмешательств под общей анестезией с ИВЛ; проведении продленной ИВЛ в послеоперационном периоде; пациентам отделений реанимации и интенсивной терапии в ЛПУ. В большинстве развитых стран необходимость измерения этих параметров закреплена законодательно как непреложный стандартный минимум. В частности, рСО₂ необходимо для констатации диагноза «смерть мозга». Потребности подобных ЛПУ решаются инсталляцией базовых моделей анализаторов КОС и газов крови.

Замещение функции почек, создание отделений гемодиализа, применение методов экстракорпоральной детоксикации – гемосорбции, ультрагемофильтрации и др. требует проведения контроля основных электролитов (K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Cl^-) в режиме STAT-анализа. В подобных случаях инсталлируются модели среднего класса, сочетающие в себе анализатор КОС, газов крови и электролитов.

            Поступление больных с полиорганной недостаточностью, шоком различной этиологии, то есть пациентов с системной гипоксией разного генеза, требует документального подтверждения кислородного статуса. Параметры кислородного статуса могут быть получены при включении в состав газоанализатора так называемого ко-оксиметра, то есть оптической системы для измерения параметров ко-оксиметрии (ctHb, SO2%, FHbO₂, FHHb, FHbCO, FHbМet, FHbF) наряду с традиционными параметрами STAT-анализа из одной микропробы цельной крови.

Современный многоволновой ко-оксиметр, включенный в состав анализатора, позволит дополнительно в одной микропробе крови измерить концентрацию общего билирубина – показателя, необходимого в трансплантологии, реанимации новорожденных, при развитии острой печеночной недостаточности у критических больных.

РЕЖИМ РАБОТЫ АНАЛИЗАТОРА

            При выборе анализатора КОС и газов крови специалист должен отчетливо представлять – в каком режиме будет работать оборудование. Если анализатор устанавливается стационарно и должен работать постоянно исходя из ежедневной потребности 20 и более измерений в сутки, целесообразно остановиться на так называемой «классической» модели, что предполагает наличие:

• долгоживущих стабильных электродов (желательно с гарантией от производителя не менее одного года; что, в свою очередь, наиболее актуально для метаболитных электродов глюкозы и лактата);
• упаковку жидких реагентов с возможностью использования каждого реагента «до донышка»;
• калибровочных газов в баллонах (обеспечивающих наиболее точные результаты калибровок по летучим газам О₂ и СО₂).

Соблюдение указанных принципов по данным различных производителей обеспечивает стоимость проведения одной пробы в пределах от 0,5 до 1,0 дол. США.

            Применение моделей, когда жидкие реагенты упакованы в контейнеры в смеси с летучими газами, а тем более картриджных моделей с применением вместо долгоживущих электродов одноразовых картриджей или сенсорных кассет, рассчитанных на определенное число измерений, может быть оправдано при необходимости решения таких задач как:

-          портативность и мобильность;

-          возможность работать автономно от электрической сети.

Работа этих портативных анализаторов связана со стоимостью проведения одной пробы не менее 3,0 дол. США, а при применении одноразовых кассет выше 7-10 дол. США.

Работа мобильных анализаторов также связана с рядом проблем по логистике:

-          пакеты с эквилибрированными жидкими реагентами и газами имеют ограниченные сроки хранения;

-          сенсорные кассеты ряда производителей требуется хранить в холодильнике.

В связи с этим, работа таких дорогостоящих по расходным материалам систем может быть оправдана для решения определенных задач: авиатранспортная медицина, мобильные реанимационные бригады, развертывание полевых госпиталей и т.д. Тем не менее, в последние годы портативные анализаторы становятся все более популярными в стационарах: кардиохирургических, нейрохирургических клиниках; в стационарах других профилей при условии работы анализатора согласно концепции РОСТ непосредственно в отделении реанимации, в операционной, в отделениях гемодиализа.