УДК 616.6І -78: 004. 942(045)

С.Т. Поліщук, Б.С. Шейман, д.м.н., Ю.І. Гончар, С.Д. Білик

ДО ОЦІНКИ АДЕКВАТНОСТІ ДОЗИ ГЕМОДІАЛІЗУ

Національний авіаційний університет, Київ,
Дитяча спеціалізована лікарня "ОХМАДИТ", Київ,
Інститут нефрології АМН України, Київ,
Київська обласна клінічна лікарня №1

Вступ

Кількісний підхід до оцінки результатів медичного втручання в організм пацієнта зараз набирає все більшу актуальність. По перше, це обумовлено появою складної медичної техніки, яка для ії ефективної роботи потребує дослідження кількісних значень біохімічних показників пацієнта, по друге, дороговизна новітніх препаратів та матеріалів ставить проблему визначення оптимальної дози, що дозволить мінімізувати економічні витрати.

Еферентна терапія, і зокрема екстракорпоральні методи детоксикації, такі як гемодіаліз, плазмоферез ще більш жорстко ставлять проблему кількісних характеристик показників на всіх етапах проведення процедури. Це обумовлено безпосереднім втручанням у внутрішнє середовище організму, що може призводити до порушення гомеостазу на різних рівнях в короткій термін.

Мета роботи. Проаналізувати ефективність виконання гемодіалізу у пацієнтів із термінальною стадією хронічної ниркової недостатності з позиції теорії біотехнічних систем.

Матеріали і методи дослідження

Для аналізу використані дані 30 пацієнтів із термінальною хронічною нирковою недостатністю (ТСХНН), яким проводився програмний гемодіаліз у Київській обласній клінічній лікарні №1, та 20 пацієнтів Київського міського нефрологічного центру.

Відділення даних лікарень оснащені найсучаснішими апаратами "штучна нирка" (АШН) фірми Fresenius (Німеччина), мають модулі для проведення гемодіафільтрації та ОСМ — монітори (On-line Clearance Monitor). Система очищення води відповідає світовим стандартам. Лабораторно-діагностичний комплекс дозволяє моніторувати усі необхідні біохімічні показники, як пацієнтів, так і технічних засобів.

Методика оцінки спланованої та отриманої дози включала наступні етапи:
- розрахунок загального об'єму рідини у організмі людини за формулами Ватсона:
для чоловічої статі —

V_РM = 2,447 — 0,095a + 0,107h + 0,336w,

для жіночої статі —

V_РF = -2,097 + 0,107h + 0,247w,

де, a — вік пацієнта, років; h — ріст, см; w — маса тіла, кг.
- документування параметрів режиму роботи АШН (ефективної швидкості перфузії крові, швидкості потоку діалізуючого розчину, об'єму ультрафільтрації, тип діалізатора);
- розрахунок теоретичного ефективного кліренсу діалізатора;
- розрахунок теоретичної дози, яку можна досягти за встановленими параметрами АШН;
- розрахунок відносного відхилення теоретичного значення дози від значення 1,2;
- концентрація сечовини у крові до початку і після закінчення діалізу;
- розрахунок реально отриманої пацієнтом дози;
- розрахунок реального відносного відхилення дози від значення 1,2.

Аналіз ефективності виконання гемодіалізу проводився з використанням елементів теорії біотехнічних систем, математичних методів обробки інформації та комп'ютерного моделювання окремих етапів гемодіалізу.

Теоретичні положення

Сучасна концепція оцінки ефективності гемодіалізу базується на понятті дози, яка є недостатньо коректною для планування процедури та оцінки її ефективності за наступних причин:
- у багатьох дослідженнях доведено, що летальність серед пацієнтів із ТСХНН різко підвищується, якщо одержана ефективна доза менше 1,2. Тоді виникає питання, а якщо доза перевищує 1,2, наприклад, 1,6, 1,8, ….10, то це добре чи погано для пацієнта? З точки зору фізики процесу детоксикації можна міркувати, що чим більше продуктів метаболізму буде видалено із організму за час гемодіалізу, тим більший час буде потребуватись на накопичення гранично допустимої концентрації токсичної речовини в організмі, і тим більше можливий інтрадіалізний період. Але вже сьогодні з'явились дослідження, де автори на основі статистичного аналізу виживаємості великої популяції пацієнтів із ТСХНН роблять висновок, що летальність підвищується при перевищенні деякої дози К_mах [1]*. Інші фахівці доводять, що проведення гемодіалізу на протязі 6 год, а не 4 год, набагато покращує якість життя пацієнтів, деякі вважають, що краще проводити його щодня по 2—3 год, але це мета третього тисячоліття [2]. Виходячи з фізіології нирки, можна стверджувати, що найкраще для пацієнта бути постійно підключеним до АШН;
- метою гемодіалізу є не тільки видалення продуктів метаболізму, а й приведення рідинного об'єму організму до оптимального значення, корекція електролітного складу та ін. На ці запитання не дається кількісної відповіді у понятті Kt/V; при спробі підвищити значення _Kt/V часто погіршується стан пацієнта.

Для уникнення вищезгаданих недоліків нами пропонується розглядати гемодіаліз як процес корекції гомеостатичного зсуву, який виникає внаслідок порушення ниркової діяльності, а його метою є наближення біохімічних показників організму людини у кінці гемодіалізу до значень здорового організму.

У формальному вигляді дане положення можна записати наступним чином [3, 4]. Об'єм рідини V, в якому розподілені продукти метаболізму можна визначити у режимі реального часу із загальновідомого закону

     (1)

де C(0), C(t) — початкова і поточна концентрація токсичної речовини відповідно;
Ks — середнє значення кліренсу діалізатора за час t.

Надлишковий об'єм рідини в цьому випадку визначається як:

     (2)

де V_П — об'єм рідини в організмі у кінці попереднього діалізу.

Надлишкову масу М_S токсичних речовин, що підлягають видаленню при проведенні гемодіаліза, визначимо як:

     (3)

де С_i — реальне значення концентрації i-ї екскректуємої речовини;
C_Оi — оптимальне значення концентрації i-і екскректуємої речовини;
V — об'єм рідини в організмі;
m — кількість токсичних речовин, що враховуються;
M_ri — молекулярна маса і-і токсичної речовини.

За час проведення гемодіалізу t_н=<t=<t_k необхідно:
- видалити максимально можливу кількість токсичних речовин;
- привести рідинний об'єм організму до оптимального значення;
- компенсувати електролітного зміщення іонів (Na⁺, K⁺, Mg⁺, Ca⁺, Cl^-, …);
- привести до оптимального значення лужно-кислотний стан рідинного о'єму організму;
- крім того, за час гемодіалізу втрачаються важливі амінокислоти (пролін, цистеїн, лізин, фенілаланін та ін.) Спроба ж компенсації цих втрат, як пероральним, так і внутрішньовенним шляхом, приводить до клінічних ускладнень. Тому ще однією важливою задачею процесу гемодіалізу є підтримка вуглеводного балансу організму G_у в межах G_у±D.

В загалі все вищесказане означається як цільова функція гемодіалізу (ЦФГ) і записується наступним чином:

     (4)

При цьому, ЦФГ може бути досягнута, якщо швидкість зміни варійованих величин W у часі не перевищує меж фізіологічно допустимих значень:

     (5)

При такому підході до процесу стає очевидною складність досягнення максимально можливих значень ЦФГ з використанням сучасних апаратів АШН за умовою обмеження часу, тому що в них відсутні технічні і програмні засоби для реалізації цих алгоритмів, які мають назву оптимальних. Але втілення концепції корекції гомеостазу (перши кроки фірми Fresenius в цьому напрямі мають назву "фізіологічний діаліз") і оптимального керування у біотехнічній системі є питанням розробників гемодіалізної техніки. Нам же ці виклади були необхідні щоб показати складність проблеми в оцінці адекватності тривалого екстракорпорального заміщення втраченої функції нирки.

Результати та їх обговорення

Відсутність режимів оптимального керування у сучасних гемодіалізних системах створює несприятливі умови для досягнення, тому що потребує від персоналу постійного моніторингу стану пацієнта у процесі гемодіалізу і внесення коректив у параметри керування АШН. Справедливість цього положення підтверджується проведеним аналізом ефективної спланованої та одержаної дози пацієнтами із ТСХНН у вищезгаданих клініках. Результати дослідження однієї із груп пацієнтів наведено на рис. 1, з якого видно, що тільки один пацієнт із 10 отримує дозу гемодіалізу, яка приблизно на 4% перевищує мінімально припустиму.

Несприятливі клінічні результати такої ситуації відомі: порушення гоместазу, а як слідство — низка тривалість та якість життя пацієнтів.

Можливо, антропометричні дані пацієнтів, які досліджувались, не дозволяють отримати заплановану дозу у встановлений термін?

Але, дані таблиці і приведений нижче розрахунок, результати якого наведено на рис. 2, дозволяють відкинути це припущення.

Розрахунок проведено для пацієнта чоловічої статі масою 80 кг, який має тривалість діалізу 4 год на діалізаторі F7HPS, а об'єм ультрафільтрації дорівнює 4,8 л.

Об'єм рідини для загального випадку визначається як V=0,59m [5] і склав 47200 мл, хоча розрахунок за формулою Ватсона складає 45200 мл.

Відомо, що сумарний кліренс діалізатора має дві складові — дифузійну та конвектовну, від яких залежить сумарна доза гемодіалізу D_s(t) [6]:

де — дифузійна складова загальної дози,
— конвектовна складова загальної дози,

де С₀, С(t) — концентрація сечовини на початку і в процесі гемодіалізу відповідно; t — тривалість процесу; V — об'єм рідини в організмі; Q_UF — швидкість ультрафільтрації; K — ефективний кліренс діалізатора.

Ефективний кліренс діалізатора для дифузійної складової було одержано на основі комп'ютерного моделювання масообміну крізь мембрану діалізатора F7HPS і становив 200 мл/хв при швидкості перфузії крові близько 250 мл/хв.

Висновки

1. Сучасна концепція оцінки ефективності детоксикації Kt/V не дає відповіді про оптимальні значення цього показника.

2. Відсутність детермінованої методики визначення загального об'єму рідини в організмі пацієнта може призводити до порушення гомеостазу при спробі досягти більш високих значень Kt/V.

3. З точки зору теорії біотехнічних систем, наведені дані свідчять про неузгодженість каналів накопичення, обробки та обміну інформації між пацієнтом, лікарем та АШН, що й приводить до негативних результатів при спробі максималізувати значення _Kt/V.

_____________________________

* На цей висновок можнабуло би спиратися, якби була стандартизована методика проведення гемодіалізу і малася похибка вимірювань. Але сьогодні ми не можемо сказати із якою точністю вимірюється об'єм рідини V, у якому розподілені продукти метаболізму, похибка у визначенні кількості видалених токсичних речовин, яка спирається на моделюванні кінетики сечовини, і як слідство цього детермінованого визначення ефективності гемодіалізу та його кореляції з тривалістю та якістю життя пацієнтів.

Література
1. Zhensbeng Li, MD, Nancy L. Lew, SM, J. Michael Lazarus, MD and Edmund G. Lowrie, MD // Comparing the urea redaction ratio and the urea product as outcome-based measures of hemodialysis. —Am. J. of Kidney Disease. — 2000. —V. 35, №4. —P. 598—605.
2. Стецюк Е.А., Третьяков Б.В., Калашников С.В., Петров С.Н. Прощание с классическим гемодиализом и гемодиализ XXI века. —Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Нефрология и диализ" // Нефрология. —2003. —T. 7, приложение 1. —С. 61—65.
3. Гринвальд В.М. Функциональная роль аппаратуры для гемодиализа в биотехнической системе искусственного очищения // Медицинская техника. —1999. —№2. —С. 9—14.
4. Поліщук С.Т. Інформаційні взаємозв'язки структурних компонентів в біотехнічній системі корекції гомеостазу // Вісник НАУ. —2002. —№1(12). —С. 48—52.
5. Online Clearence Monitor Operating Instructions for 4008 H/S Dialysis Machines: part number: M31 490 1. —Fresenius Medical Care. 2003.
6. Мудлер В. Введение в мембранную технологию. —М: Мир, 1999. —C. 513.