Патент на изобретение №2197725

(54) СПОСОБ РАСЧЕТА ИНТРАОПЕРАЦИОННОЙ ДОЗЫ ГЛЮКОЗЫ И ИНСУЛИНА

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в хирургии. Во время хирургической операции посредством газоанализатора исследуется выдыхаемый больным воздух. По содержанию в нем процентного содержания углекислого газа проводится расчет доз глюкозы и инсулина по математическим формулам. Способ позволяет повысить точность расчета. 2 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и хирургии, и применяется для профилактики и коррекции острых нарушений гликемии во время хирургических операций.

Как гипергликемические, так и гипогликемические состояния небезопасны для больных. Оба эти состояния могут привести к тяжелой ишемии головного мозга, сопровождающейся порой необратимыми коматозными состояниями. [G. Edward Morgan, Jr. Maged S. Mikhail Clinical Anesthesiology: Second Edition. – Stamford, 1996. – 882 р.].

Следует отметить, что нарушения уровня гликемии встречаются не только у больных сахарным диабетом, но и у обычных пациентов при хирургических операциях. Причем эти нарушения во время и после хирургических операций бывают настолько выражены, что их называют “малым хирургическим диабетом”. [Парентеральное питание при тяжелых травмах. / Под ред. P.M. Гланца. – М., 1985. – 128 с.]. У больных сахарным диабетом риск нарушений гликемии, особенно во время хирургических операций, значительно выше.

Поэтому профилактика и физиологически обоснованная коррекция нарушений гликемии во время хирургических операций является, несомненно, актуальной проблемой как у больных с сахарным диабетом, так и без него.

Задача изобретения – профилактика и коррекция острых гипо- и гипергликемических состояний во время хирургических операций.

Известен способ лечения гликемии во время операции у больных сахарным диабетом, основанный на расчете дозы инсулина соответственно уровню гипергликемии. [G. Edward Morgan, Jr. Maged S. Mikhail Clinical Anesthesiology: Second Edition. – Stamford, 1996. – 882 р.].

Суть способа заключается в том, что доза инсулина вычисляется по формуле
инсулин ед/ч=концентрация глюкозы крови (мг%)/150.

Известен способ лечения гликемии у больных сахарным диабетом, основанный на том, что дозу инсулина подбирают в предоперационном периоде соответственно увеличению концентрации глюкозы крови в ответ на стандартный болевой стимул. При этом предварительно выполняют субконъюнктивальную инъекцию [Максимов В. Ю. Прогнозирование и профилактика осложнений при экстракции катаракты у больных с сахарным диабетом: Автореферат дисс… канд. мед. наук. – Куйбышев, 1990. – 23 с.].

К общим недостаткам вышеприведенных способов относятся:
– невозможность физиологического обоснования расчета дозы глюкозы для коррекции гипогликемии, т.к. данное состояние не рассматривается вообще;
– невозможность физиологического обоснования расчета доз инсулина и глюкозы при исходной нормогликемии, т.к. в данных способах при нормогликемии не принимается во внимание вероятность возникновения как гипер- так и гипогликемии;
– отсутствие объективных критериев расчета дозы инсулина при гипергликемии.

Для второго же метода характерны следующие недостатки:
– риск развития грозных осложнений при проведении стандартного болевого стимула в результате спазма артерий под воздействием “болевых гормонов” (острый инфаркт миокарда или нарушение мозгового кровообращения);
– риск возникновения гематогенных инфекций при проведении пробы;
– непредсказуемость гликемического ответа при расчете дозы инсулина на стандартный болевой стимул в предоперационном периоде и во время операции под воздействием наркотических средств.

За прототип выбран способ коррекции уровня гликемии во время операции у больных сахарным диабетом, основанный на расчете интраоперационных доз инсулина и глюкозы соответственно суточным дозам инсулина и глюкозы. [Клиническая эндокринология: Руководство для врачей. / Под ред. Н.Т. Старковой. – М.: Медицина, 1991. – 512 с.]. Способ заключается в том, что суточную дозу инсулина, получаемую больным, и предполагаемую суточную дозу глюкозы (120-150 г) делят на 24 часа, получая при этом дозу инсулина и глюкозы в час.

Помимо общих недостатков, присущих вышеперечисленным способам, для прототипа характерны такие недостатки:
– невозможность расчета дозы инсулина у больных, не получающих ранее инсулин в предоперационном периоде (например, у больных с неинсулинзависимым сахарным диабетом), поскольку расчет дозы инсулина в данном способе проводится с учетом известной суточной дозы инсулина;
– невозможность учета потребления глюкозы для компенсации энергозатрат во время операции, которые существенно отличаются от таковых у пациентов, находящихся в спокойном состоянии.

Цель изобретения: повышение точности расчета дозы инсулина и глюкозы для профилактики и коррекции нарушений гликемии во время хирургических операций.

Цель достигается тем, что во время хирургической операции посредством газоанализатора исследуется выдыхаемый больным воздух и по содержанию в нем процентного содержания углекислого газа проводится физиологически обоснованный расчет доз:
при гипогликемии – глюкозы,
при нормогликемии – инсулина и глюкозы,
при гипергликемии – инсулина.

Способ основан на том, что количество образующегося углекислого газа зависит от количества окисляющейся глюкозы, что видно из следующего уравнения [Физиология человека. / Под ред. Р. Шмидта. – М., 1996, Т.3. – 198 с.]:
(1) С₆Н₁₂О₆ + 6O₂ = 6СО₂ + Н₂O.

Поскольку масса 1 моля глюкозы (С₆Н₁₂О₆) равна 180 г, а объем 6 моль СО₂ равен 134,4 л {22,4 л (число Авогадро) x 6}, то, вычисляя отношение массы 1 моля глюкозы к объему 6 моль углекислого газа, получаем коэффициент К_гл, показывающий количество глюкозы в граммах, окисляющейся на каждый мл выдыхаемого CO₂:
К_гл=180 г/134,4 л=1,34 г/л=1,3410^-3 г/мл.

Известно, что 1 ед инсулина способствует усвоению в среднем 4 г глюкозы [Потемкин В.В. Эндокринология. – М., 1978. – 408 с.]. Следовательно, коэффициент, показывающий дозу потребляемого инсулина на каждый мл выдыхаемого СО₂ для усвоения окисляющейся глюкозы, вычисляется следующим образом:
К_инс=К_гл/4 ед/г=(1,3410^-3 г/мл)/4 ед/г=0,3310^-3 ед/мл.

Определяя концентрацию углекислого газа в об.% в выдыхаемом воздухе при помощи газоанализатора Drager (Areb – 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и умножая ее на минутную вентиляцию легких (МВЛ мл/мин), определяемую при помощи спирометра того же аппарата, получаем объем углекислого газа, выдыхаемый больным за 1 минуту таким образом

Умножая К_гл и К_инс на , получаем дозу глюкозы (С_гл г/мин) в г/мин, необходимой для компенсации энергозатрат, и дозу инсулина (С_инсед/мин) в ед/мин для усвоения глюкозы:

При гипогликемии расчетная доза глюкозы компенсирует энергетические затраты и на этом фоне происходит естественная компенсация гипогликемии глюкозой, образующейся из гликогена. При нормогликемии расчетной дозой инсулина усваивается расчетная доза глюкозы соответственно энергетическим затратам организма во время операции, а принцип обратной связи, лежащий в основе регуляции образования глюкозы из запасов гликогена, обеспечивает профилактику как гипогликемии, так и гипергликемии. При гипергликемии расчетной дозой инсулина происходит усвоение избытка глюкозы, необходимой для компенсации энергетических затрат.

Для оценки эффективности метода обследовано 19 больных с инсулинозависимым сахарным диабетом. В 1-ю группу (9 человек) вошли больные, которым коррекцию уровня гипергликемии осуществляли по предлагаемому способу, при этом отменяли утреннюю дозу инсулина. Во 2-ю группу (10 человек) были включены больные, которым непосредственно перед операцией делали их обычную утреннюю дозу инсулина сразу после завтрака. Больным в исследуемых группах были выполнены схожие операции по поводу диабетической пролиферативной витреоретинопатии, отслойки сетчатки. Операции проводились в условиях тотальной внутривенной анестезии.

В 1-й группе обследованы больные с диагнозом диабетической пролиферативной витреоретинопатией, отслойкой сетчатки.

Минутную вентиляцию легких (МВЛ) и концентрацию углекислого газа в 100 мл выдыхаемого воздуха (СО₂ об.%) измеряли посредством вентилометра и газоанализатора наркозного аппарата Sulla 808V. Объем выдыхаемого углекислого газа за 1 мин рассчитывался как произведение двух предыдущих показателей. Дозу инсулина для лечения гипергликемии рассчитывали по предлагаемой для этой цели формуле

Для оценки эффективности предлагаемого способа концентрацию глюкозы крови (Гл ммоль/л) измеряли непосредственно перед операцией, через 30 и 60 минут после операции, что соответствовало I, II и III этапам исследования.

Концентрация глюкозы непосредственно перед операцией равнялась 11,02,0 ммоль/л. При использовании инсулина по предлагаемой формуле через 30 минут концентрация глюкозы была 10,02,9 ммоль/л, а через час концентрация глюкозы достоверно снизилась до 7,31,4 ммоль/л. Средняя доза инсулина в течение часа равнялась от 0,040,01 до 0,070,01 ед/мин. Результаты исследования представлены в таблице 1.

Во 2-й группе обследовано 10 больных с инсулинозависимой формой сахарного диабета. Средняя доза инсулина перед операцией равнялась 18,12,5 единицам, что составило более половины суточной дозы (26,92,5 единицы).

Критерием оценки эффективности метода коррекции уровня интраоперационной гликемии являлась степень колебаний содержания глюкозы (Гл ммоль/л) в крови перед операцией и через час после нее. Перед операцией у больных отмечалась умеренная гипергликемия – 10,11,4 ммоль/л. Через час после операции имела место тенденция роста уровня гликемии, неодинаковая у различных пациентов. Так, у двух из них гликемия достигала значительных цифр – 20,1 и 23,0 ммоль/л, в то время как у остальных она увеличилась на 1,5-2 ммоль/л. Следует отметить, что среднее повышение уровня гликемии достигло 1,31,5 ммоль/л.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа, интраоперационного расчета дозы инсулина для коррекции гипергликемии, в 1-й группе больных через час после начала коррекции отмечалась нормогликемия. При использовании обычных методик расчета доз инсулина во 2-й группе больных отмечалась отчетливая тенденция к гипергликемии (таблица 2).

Преимуществами предлагаемого способа являются:
– возможность расчета физиологически обоснованной дозы глюкозы для коррекции гипогликемии;
– возможность расчета физиологически обоснованной дозы инсулина для коррекции гипергликемии;
– возможность расчета дозы инсулина глюкозы при нормогликемии для профилактики гипо- и гипергликемии;
– отсутствие необходимости в проведении стандартного болевого воздействия при расчете доз инсулина и глюкозы;
– неинвазивность и отсутствие риска развития гематогенных инфекций;
– возможность использования способа во время хирургических операций у больных, не получающих инсулин;
– возможность учета потребления глюкозы во время операции.

Примеры расчета дозы глюкозы и инсулина во время операции.

Пример 1.

Больной А., 60 лет, история болезни 59936.

Диагноз: Диабетическая пролиферативная отслойка сетчатки.

Дата операции: 19.07.99.

Операция: cекторальное пломбирование склеры, удаление эпиретинальных мембран и пролифератов, введение перфторорганических соединений с заменой на силикон, криокоагуляция.

Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии.

Длительность операции 90 минут.

Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb – 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый МВЛ=4200 мл/мин.

2. Расчет количества глюкозы для возмещения энергозатрат:
С_глг/мин=(1,3410^-3 г/мл)243,6 мл/мин=0,33 г/мин.

3. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:

Исходный уровень глюкозы крови 7,4 ммоль/л.

Уровень сахара крови в конце операции 5,5 ммоль/л.

Пример 2.

Больная Г., 51 год, история болезни 78856.

Диагноз: Диабетическая витреоретинопатия с тракционной отслойкой сетчатки на левом глазу.

Дата операции: 19.07.99.

Операция: субтотальная витреоэктомия, удаление периретинальных мембран.

Сопутствующий диагноз: сахарный диабет I типа.

Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии.

Длительность операции 90 мин.

Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb – 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый МВЛ=3400 мл/мин.

2. Расчет количества глюкозы для возмещения энергозатрат:
С_гл г/мин=(1,3410^-3 г/мл)159,8 мл/мин=0,21 г/мин.

3. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:

Исходный уровень глюкозы крови 7,3 ммоль/л.

Уровень сахара крови в конце операции 5,7 ммоль/л.

Пример 3.

Больная К., 45 лет, истории болезни 77331.

Операция: витреоэктомия, пломбирование сетчатки.

Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии.

Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb – 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый МВЛ=4200 мл/мин.

2. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:

Исходный уровень глюкозы крови 11,5 ммоль/л, уровень глюкозы крови в конце операции 9,5 ммоль/л.

Пример 4.

Больная Т., 31 год, история болезни 77928.

Диагноз: Диабетическая отслойка сетчатки, пролиферативная диабетическая витреоретинопатия.

Операция: круговое вдавление склеры.

Анестезиологическое пособие: эндотрахеальный метод в условиях тотальной внутривенной анестезии.

Длительность операции 60 минут.

Соответственно показаниям газоанализатора Drager (Areb – 033) наркозного аппарата Sulla 808V (Drager) и спирометра этого же аппарата выдыхаемый МВЛ=5000 мл/мин.

2. Расчет дозы инсулина (ед) в минуту:

Исходный уровень глюкозы крови 13,0 ммоль/л, уровень глюкозы крови в конце операции 6,1 ммоль/л.

Предлагаемый способ прост, эффективен, неинвазивен, позволяет проводить профилактику и коррекцию уровня гликемии соответственно выдыхаемой концентрации углекислого газа как у больных с сахарным диабетом, так и без него.

Формула изобретения

Способ расчета интраоперационной дозы глюкозы и инсулина, состоящий в определении дозы глюкозы и инсулина во время операции, отличающийся тем, что дозы глюкозы и инсулина рассчитывают соответственно выдыхаемой концентрации углекислого газа по формулам
для глюкозы:

где С_гл г/мин – доза глюкозы;
К_гл – коэффициент, равный 1,3410^-3 г/мл, показывающий количество глюкозы в окисляющейся на каждый мл выдыхаемого углекислого газа;
– выдыхаемая концентрация углекислого газа;
для инсулина:

где С_инс ед/мин – доза инсулина;
К_инс – коэффициент, равный 0,3310^-3 ед/мл, показывающий количество инсулина потребляемого на каждый мл выдыхаемого углекислого газа;
– выдыхаемая концентрация углекислого газа.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.04.2003

Номер и год публикации бюллетеня: 18-2004

Извещение опубликовано: 27.06.2004