Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека (варианты)

Группа изобретений относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистым заболеваниям, физиологии, спортивной медицине. Группа изобретений представлена способами оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека в коронарном, большом кругах кровообращения и в скелетных мышцах. Измеряют массу тела человека в кг. Устанавливают пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней. Измеряют концентрацию гемоглобина в крови, г/л. Измеряют частоту сердечных сокращений, уд./мин. Проводят расчеты по заявленным формулам. Группа изобретений позволяет провести оценку числа функционирующих кровеносных капилляров в различных сосудистых бассейнах у человека за счет оценки комплекса наиболее значимых параметров. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистым заболеваниям, физиологии, спортивной медицине.

Чаще всего в клинической практике оценивается не число капилляров в биоптатах ткани, взятых у пациента по медицинским показаниям, а их плотность. Такие оценки оказываются существенно заниженными, что следует из работы [McGuire B.J., Secomb T.W. Estimation of capillary density in human skeletal muscle based on maximal oxygen consumption rates // Am. J. Physiol. Heart Ciec. Physiol. 2003 Dec; 285(6): H. 2382 - 91. См. abstract и стр. H2389, второй столбец сверху.]. Кроме этого недостатка получаемые такими методами оценки не могут быть сравнены как с ретроспективными, так и с проспективными оценками числа функционирующих кровеносных капилляров у одного и того же обследуемого пациента.

В тех случаях, когда используется медицинская технология трансплантации сосудистых стволовых клеток сердца, возникает проблема оценки эффекта трансплантации, которая не решается измерением функциональных параметров миокардиального кровотока, зависимых от многих переменных величин не связанных с трансплантируемыми клетками. Только прямой учет изменения количества структурных элементов - кровеносных капилляров доказывает надежный эффект операции трансплантации стволовых клеток.

В пионерских исследованиях капиллярного русла А. Крог (Krogh, 1919) выбрал стандартные анатомические параметры - длина крог-цилиндра оцененная примерно в 0,5-1 мм, диаметр - 28 μм [E.R. Weibel Morphometry of non- random structures related to oxygen flow in the mammalian respiratory system / Science on Form: Proceedings of the Second International Symposium for Science on Form: Edit. S. Ishizaka, pp. 1-16.], которые используются до настоящего времени [McGuire B.J., Secomb T.W. (2003). См. стр. Н2384 таб. 1, диаметр капилляра - 2,5 μм, длина - 0,5 мм].

Указанные недостатки устраняются, когда анатомические параметры функционирующего кровеносного капилляра связываются с функциональными характеристикам кровотока и газообмена, соответствующими полу, возрасту, массе тела, общему потреблению кислорода организмом, концентрации гемоглобина в крови и насыщению крови кислородом.

Задачей изобретения является создание способа оценки числа функционирующих кровеносных капилляров в различных сосудистых бассейнах у человека с учетом вышеприведенных параметров.

С этой целью у обследуемого пациента регистрируют: пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней; измеряют массу тела в кг; измеряют концентрацию гемоглобина в крови в г/л; измеряют частоту сердечных сокращений, уд/мин; общее потребление кислорода организмом, мл/мин; оксигенацию артериальной крови, в %.

Вычисляют время, в течение которого происходит выброс крови в аорту из ЛЖ по формулам из [Власов Ю.А. Онтогенез кровообращения человека. - Новосибирск: Наука, 1985 г. 265 с. (Таб. 27. Стр. 93)].

Для мужчин -

Для женщин -

где - Е(МУЖ) и Е(ЖЕН) период изгнания крови из ЛЖ, с; у мужчин и женщин соответственно; RR - длительность сердечного сокращения, с, которую получают из ЧСС (RR=60/ЧСС).

I Число функционирующих кровеносных капилляров у человека в коронарном круге кровообращения (миокарде) определяют следующим образом.

Вычисляют парциальное напряжение кислорода в крови на артериальном конце капилляра (РО2(АРТ)), используя уравнение из [Общий и шунтирующий поток крови в центральной гемодинамике человека // Физиология человека, 2009, т. 35, №5, с. 116-126. Рис. 4.] и уравнения [1] и [2] -

для мужчин -

для женщин -

где РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно,

вычисляют насыщение крови O2 в артериолах большого круга (SO2APT) кровообращения, используя преобразование напряжения кислорода в крови (в мм рт.ст.) в соответствующую величину насыщения крови кислородом (в %) по уравнению [Kelman G.R. Digital computer subroutine for the cjnversion of oxygen tension into saturation // J. Appl. Physiol. 21(4): 1375-1376. 1966.]

у мужчин -

у женщин -

где - SO2APT(M) и SO2APT(Ж) насыщение крови кислородом в артериолах большого круга кровообращения соответственно у мужчин и женщин, %; PO2(АРТ)М и PO2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют в коронарном круге кровообращения насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра (SVК(МК)

у мужчин -

у женщин

где Hb - концентрация гемоглобина в крови, г/л;

SVК(МК)M и SVК(МК)Ж - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра у мужчин и женщин соответственно;

SO2ART - насыщение артериальной крови кислородом на уровне артериол;

QКОРКРОВ%МОК - капиллярный коронарный кровоток, %МОК; МОК - минутный объем кровообращения, л/мин;

ПO2СЕРД - потребление кислорода сердцем, мл/мин.

В том случае, когда невозможно измерить капиллярный кровоток миокарда и потребление кислорода сердцем, то насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра вычисляют по уравнению

для мужчин при изменении SO2APT от 0,974 до 0,948% в возрастном дипазоне от 1 года до 39 лет -

при изменении SO2APT от 0,948 до 0,928 в диапазоне после 39 лет -

для женщин

при изменении SO2APT от 0,974 до 0,959 в взрастном диапазоне от 1 года до 22 лет

при изменении SO2APT 0,959 до 0,928 в диапазоне после 22 лет -

где SVК(МК)M и SVK(МК)(Ж) - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра у мужчин и женщин соответственно, SO2APT - насыщение артериальной крови кислородом.

Вычисляют длину миокардиального капилляра (LК), используя величину уменьшения насыщения кислородом крови при ее движении от артериального к венозному концу капилляра согласно данным из работы [Vovenko Е.Р. Distribution of oxygen tension on the surface of arterioles, capillaries and venules of brain cortex and in tissue in normoxia: experimental study on rats // Pfluegers Arch. Band 437: 617-623, 1999.], которая составляет - 0,16SO2/МКМ. по уравнению:

для мужчин -

для женщин -

где - LК(М) и LК(Ж) длина миокардиального капилляра, μкм; SO2APT(M) и SO2APT(Ж) - насыщение крови кислородом в миокардиальной артериоле у мужчин и женщин соответственно; насыщение крови на венозном конце миокардиального капилляра у мужчин и женщин соответственно; SVК(МК)(М) и SVK(МК)(Ж).

Вычисляют диаметр миокрдиального капилляра (DК) по массе тела

для мужчин -

для женщин -

где - DК(М) и DК(Ж) и МТ(М) и МТ(Ж) - диаметр миокардиального капилляра, мкм; масса тела, кг у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют объем миокардиального капилляра

у мужчин -

у женщин -

где - VК(М,) и VК(Ж) объем миокардиального капилляра, мкм3 у мужчин и женщин соответственно, LК(M), и LК(Ж) - длина миокардиального капилляра, мкм у мужчин и женщин соответственно; DК(M) и DК(Ж); диаметр миокардиального капилляра, мкм; у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют величину капиллярного кровотока в сердце (QК)

у мужчин

у женщин -

где - QК(М) и QК(Ж), капиллярный кровоток в сердце мл/мин

HbМ и HbЖ содержание гемоглобина в крови г/л, SVК(МК)(М), SVК(МК)(Ж) - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра % (в долях единицы) у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют число функционирующих капилляров в миокарде (NK))

у мужчин

где - QК(M) и QК(Ж) капиллярный кровоток в сердце мл/мин

NK(M) и NK(Ж) число капилляров в сердечной мышце; в которых осуществляется вещественный обмен между капиллярным руслом и сердечной мышцей в течение одного сердечного цикла (RR), VК(M)), VК(Ж) - объем миокардиального капилляра, мкм3 у мужчин и женщин.

Результаты оценки числа капилляров, участвующих в вещественном переносе в миокарде, приведены в таблице 1 и на Фиг. 1.

На Фиг. 1 по вертикали - число кровеносных капилляров, обеспечивающих одно сердечное сокращение, по горизонтали - возраст человека в годах

II. Число функционирующих кровеносных капилляров у человека в большом круге кровообращения оценивают следующим образом.

Вычисляют парциальное напряжение кислорода на уровне артериол в большом круге кровообращения (pO2(АРТ)) по тому же уравнению, что и для миокарда [Ю.А. Власов, С.М. Смирнов, 2009] для мужчин -

для женщин -

где pO2(APT)М и PO2(АРТ)Ж напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно.

Пересчитывают напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения в насыщение крови кислородом в артериолах (SO2(APT) (по тем же уравнениям, что и для коронарного кровотока - [Kelman G.R. 1966].

для мужчин -

для женщин -

где - SO2(APT)M и SO2(АРТ)Ж насыщение крови кислородом в артериолах большого круга кровообращения соответственно у мужчин и женщин, %; РО2(АРТ)М и PO2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в большом круге кровообращения (SVБК)

В том случае, когда отсутствуют данные о потреблении кислорода и величине капиллярного кровотока в большом круге кровообращения, SVБК может быть выражена как функция насыщения кислородом артериальной крови в большом круге кровообращения у мужчин -

у женщин -

где - SVБК насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в большом круге кровообращения, %;

SO2(APT)M и SO2(АРТ)Ж насыщение кислородом артериальной крови в большом круге, %.

Вычисляют длину кровеносного капилляра (LБК) по снижению насыщения гемоглобина кислородом после прохождения очередного мкм капилляра [Ellsworth M.L., Hittmann R.N. and Ellis C.G. Measurement of hemoglobin oxygen saturation in capillaries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 252: H1031-H1040, 1987] по данным этих авторов величина снижения насыщения гемоглобина кислородом в скелетной мышце составляет - 0,051 SO2%μм длины капилляра. Отсюда для мужчин длина капилляра в большом круге кровообращения -

для женщин -

где LБК(М), LБК(Ж) длина капилляра в большом круге кровообращения, мм; и SO2(APT)M, SO2(АРТ)Ж насыщение кислородом крови артериол в большом круге, %, SVБК(M) и SVКБК(Ж) насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра, %, у мужчин и женщин соответственно; 0,051 SO2%/μм уменьшение насыщения кислородом на 1 мкм длины капилляра.

Вычисляют диаметр капилляра в большом круге кровообращения (DБК)

для мужчин -

для женщин -

где DБК(M), DБК(Ж) диаметр кровеносного капилляра в большом круге, мкм, МТ(М), МТ(Ж) масса тела, кг, у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют объем единичного кровеносного капилляра в большом круге кровообращения (VБК)

для мужчин -

для женщин -

где VБК(М), VБК(Ж), объем кровеносного капилляра в большом круге кровообращения, мкм3; и DБК(M), DБК(Ж) диаметр кровеносного капилляра большого круга, мкм, у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют величину капиллярного кровотока в большом круге кровообращения (QБК), которую составляют объемы всех кровеносных капилляров образующих русло большого круга, по известному способу [RU 2267983 С2, 20.01.2006. Бюл. №02, Власов Ю.А., Смирнов С.М., Окунева Г.Н. «Способ определения величины капиллярного кровотока и величины артериоловенулярного шунта».]

для мужчин -

для женщин -

где QБК(М), QБК(Ж) - капиллярный кровоток в большом круге, мл/мин; ПO2(М), ПO2(Ж) - потребление кислорода в большом круге кровообращения, мл/мин; Hb(М), Hb(Ж) - содержание кислорода в крови, г/л; SVБК(М), SVБК(Ж) - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра, %; у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют число функционирующих кровеносных капилляров в большом круге кровообращения, используя численные оценки величины капиллярного кровотока в большом круге кровообращения (NБК)

для мужчин -

для женщин -

где QБК(М), QБК(Ж) - капиллярный кровоток в большом круге кровообращения, мл/мин; и VБК(M), VБК(Ж) - объем единичного кровеносного капилляра, мкм3, ЧСС(М), ЧСС(Ж) частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно.

Результаты оценки числа участвующих в вещественном переносе капилляров в большом круге кровообращения приведены в таблице 2 и на Фиг. 2.

На Фиг. 2: по вертикали число кровеносных капилляров, работающих в большом круге кровообращения в течение одного сердечного цикла, по горизонтали - возраст человека в годах

III Число функционирующих кровеносных капилляров в скелетных мышцах человека оценивают следующим образом.

Вычисляют парциальное напряжение кислорода на уровне артериол в скелетных мышцах по той же формуле, что для миокарда и большого круга кровообращения [Ю.А. Власов, С.М. Смирнов, 2009] для мужчин -

для женщин -

где PO2(АРТ)М и PO2(АРТ)Ж напряжение кислорода в крови в артериолах скелетных мышц у мужчин и женщин соответственно.

Пересчитывают напряжение кислорода в артериолах скелетных мышц в насыщение крови кислородом в артериолах (SO2(APT)) по тем же уравнениям, что для коронарного кровотока и большого круга кровобращения - [Kelman G.R. 1966].

Для мужчин -

для женщин -

где - SO2(APT)M и SO2(APTM)Ж насыщение крови кислородом в артериолах скелетных мышц соответственно у мужчин и женщин, %; PO2(СМ)М и pO2(СМ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах скелетных мышц у мужчин и женщин соответственно, мм рт.ст.

Вычисляют насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в скелетных мышцах SVБК(CM), которое соответствует насыщению крови кислородом на венозном конце капилляра в большом круге кровообращения SVБК

В том случае, когда отсутствуют данные о потреблении кислорода и величине капиллярного кровотока в большом круге кровообращения, SVБК может быть выражена как функция насыщения кислородом артериальной крови в большом круге кровообращения у

мужчин -

у женщин -

где - SVБК(CM)(M) и SVБК(CM)(Ж) насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра, %, у мужчин и женщин соответственно; SO2(APT)M и SO2(APTM)Ж насыщение кислородом артериальной крови в большом круге, % у мужчин и женщин.

Вычисляют длину кровеносного капилляра в скелетных мышцах (LCM) по скорости снижения насыщения гемоглобина кислородом [Ellsworth M.L., Hittmann R.N. and Ellis C.G. Measurement of hemoglobin oxygen saturation in capillaries. Am J Physiol Heart Circ Physiol 252: H1031-H1040, 1987] по данным этих авторов величина снижения насыщения гемоглобина кислородом в капилляре большого круга кровообращения составляет - 0,051 SO2%/μм длины капилляра. Отсюда для мужчин длина капилляра в скелетной мышце -

для женщин -

где LСМ(М), LСМ(Ж) длина капилляра в скелетных мышцах мм; SO2(APT)M, SVБК(CM)M и SO2(APT)(Ж), SVБК(СМ)Ж насыщение кислородом крови в артериолах скелетных мышцах, %, и насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра, %, у мужчин и женщин соответственно; 0,051SO2%/μм уменьшение насыщения кислородом на 1 мкм длины капилляра.

Вычисляют диаметр капилляра в скелетных мышцах (DСМ), который соответствует диаметру капилляра в большом круге кровообращения для мужчин -

для женщин

где DCM(M), DCM(Ж) и М(СМ)М, М(СМ)Ж диаметр кровеносного капилляра в скелетных мышцах, мкм, масса всех скелетных мышц, кг, у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют объем единичного кровеносного капилляра в скелетных мышцах (VCM)

для мужчин -

для женщин

где VCM(M), VСМ(Ж), объем кровеносного капилляра в скелетных мышцах, мкм3; и DCM(M), DСМ(Ж) диаметр кровеносного капилляра, мкм, у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют величину капиллярного кровотока в скелетных мышцах (QСК), которую составляют объемы всех кровеносных капилляров образующих капиллярное русло скелетных мышц, по известному способу [RU 2267983 С2, 20.01.2006. Бюл. №02, Власов Ю.А., Смирнов С.М., Окунева Г.Н. Способ определения величины капиллярного кровотока и величины артериоловенулярного шунта.]

для мужчин -

для женщин -

где QСК(M), QСК(Ж) - капиллярный кровоток в скелетных мышцах, мл/мин; ПO2СК(М), ПO2СК(Ж) - потребление кислорода собственно скелетными мышцами (т.е. учитывая, что скелетные мышцы составляют долю от массы тела), мл/мин. Определение массы скелетных мышц и возможное определение потребления кислорода скелетными мышцами (ПO2СК) приведены ниже.

Hb(М), Hb(Ж) - содержание гемоглобина в крови, г/л; SVБК(СМ)(М), SVБК(CM)(Ж) - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра, %; у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют число функционирующих кровеносных капилляров в скелетных мышцах, используя численные оценки величины капиллярного кровотока скелетных мышц и величины объема единичного кровеносного капилляра в скелетных мышцах

для мужчин -

для женщин -

Где NСК(M) и NСК(Ж) - число капилляров в скелетных мышцах; QСК(M) и QСК(Ж) - капиллярный кровоток в скелетных мышцах, мл/мин; и VCM(M), VСМ(Ж) - объем единичного кровеносного капилляра, мкм3, ЧСС(M) и ЧСС(Ж) частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно.

Для определения общего потребления кислорода собственно скелетными мышцами (ПO2СК), предварительно вычисляют массу всех скелетных мышц как функцию массы тела, используя источники [Человек. Медико-биологические данные (Публикация №23 Международной комиссии по радиологической защите). Коллектив авторов. Перевод с англ. M., №23 «Медицина», 1977, 496 с., ил. (Стр. 118 V. Система скелетных мышц)] [Мешалкин Е.Н., Власов Ю.А., Окунева Г.Н. Хроническая артериальная гипоксемия человека. - Новосибирск: Наука, 1982, с. 279 (Стр. 215 12-7 строка снизу)] [Janssen, Ian, Steven В. Heymsfield, ZiMian Wang, and Robert Ross. Skeletal muscle mass and distribution in 468 men and women aged 18-88 yr.// J Appl Physiol 89: 81-88, 2000.]

Вычисляют на основе указанных источников данных процент массы скелетных мышц от общей массы тела для мужчин от 1 года до 18 лет -

для мужчин от 18 до 92 лет -

для женщин от 1 года до 20 лет -

Где М(СК)М%(1-18лет) и М(СК)М%(20-92лет); М(СК)Ж%(1-20лет) и М(СК)Ж%(20-92года) процент массы скелетных мышц в общей массе организма в двух возрастных диапазонах у мужчин и женщин соответственно; А - возраст, лет.

Вычисляют массу скелетных мышц, умножая массу тела на процент массы скелетных мышц, по уравнениям для мужчин -

для женщин -

где М(СК)М(1-18лет) и М(СК)М(18-92лет); МТМ(1-18л) и МТМ(18-92л); М(СК)Ж(1-20л) и М(СК)Ж(20-92л); МТЖ(1-20л) и МТЖ(20-92л) - масса скелетных мышц (в кг) и масса тела (в кг); А - возраст, лет; в двух возрастных диапазонах у мужчин и женщин соответственно.

Вычисляют потребление кислорода скелетными мышцаами (ПO2СК) в основном состоянии покоя по результатам прямого измерения тканевого дыхания приведенных в работе [Мешалкин Е.Н., Верещагин И.П., Власов Ю.А., Литасова Е.Е., Окунева Г.Н., Щукин B.C. Нестационарный кровоток у человека в искусственных условиях. - Новосибирск: Наука, 1984. с 228. (Таблица 33. Стр. 132.)]. По этим данным потребление кислорода скелетной мышцей в основном состоянии составляет у мужчин - 3,225926±0,076847, у женщин - 3,14805±0,108155 (M±m), мл/(кг мин).

Отсюда потребление кислорода всей скелетной мускулатурой вычисляют по уравнениям для мужчин -

для женщин -

где ПO2СК(М) и ПO2СК(Ж), мл/мин); МСК(М) и МСК(Ж), кг, - потребление кислорода скелетными мышцами и масса скелетных мышц у мужчин и женщин соответственно.

Результаты оценки числа участвующих в вещественном переносе капилляров в скелетных мышцах приведены в таблице 3 и на Фиг. 3.

На Фиг. 3 - число работающих капилляров в скелетных мышцах в течение одного сердечного цикла, по горизонтали - возраст человека в годах.

Пример

По представленным таблицам можно получить стандартную оценку числа кровеносных капилляров на любой заданный возраст пациента и тем самым оценить как проспективные, так и ретроспективные изменения числа кровеносных капилляров у стандартного человека и сравнить их с данными, полученными у конкретного пациента по его индивидуальным параметрам.

1. Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека, отличающийся тем, что оценку числа функционирующих кровеносных капилляров проводят в коронарном круге кровообращения, для чего измеряют массу тела человека в кг, устанавливают пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней; измеряют концентрацию гемоглобина в крови, г/л; измеряют частоту сердечных сокращений, уд/мин; предварительно вычисляют время, в течение которого происходит выброс крови в аорту из левого желудочка (ЛЖ) по формулам

для мужчин

для женщин

где Е(МУЖ) и Е(ЖЕН) - период изгнания крови из ЛЖ, с, у мужчин и женщин соответственно;

RR - длительность сердечного сокращения, с, которую получают из ЧСС (RR=60/ЧСС), по этим данным вычисляют напряжение кислорода в крови на артериальном конце капилляра (РО2(АРТ)), используя уравнение

для мужчин

для женщин

где РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно, ЧСС - частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют оксигенацию крови в артериолах большого круга кровообращения (SO2APT), используя преобразование напряжения кислорода в крови (в мм рт.ст.) в соответствующую величину оксигенации крови (в %) по уравнению

у мужчин

у женщин

где SO2APT(M) и SO2APT(Ж) - оксигенация крови в артериолах большого круга кровообращения соответственно у мужчин и женщин, %; РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно,

вычисляют в коронарном круге кровообращения оксигенацию крови на венозном конце капилляра (SVК(МК)

где Hb - концентрация гемоглобина в крови, г/л; SVК(МК)М - оксигенация крови на венозном конце капилляра в коронарном круге крообращения у мужчин, SVК(МК)Ж - оксигенация крови на венозном конце капилляра в коронарном круге крообращения у женщин; SO2ART - оксигенация артериальной крови на уровне артериол; QКОРКРОВ%МОК - капиллярный коронарный кровоток, %МОК; МОК - минутный объем кровообращения, л/мин; ПО2СЕРД - потребление кислорода сердцем, мл/мин;

вычисляют длину капилляра в коронарном круге кровообращения (LК), используя величину уменьшения насыщения кислородом крови при ее движении от артериального к венозному концу капилляра, которая 0,16SO2/мкм, по уравнению:

где LК - длина капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм; SO2APT - оксигенация крови в миокардиальной артериоле у мужчин и женщин соответственно; SVК(МК) - оксигенация крови на венозном конце капилляра в коронарном круге кровобращения у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют диаметр капилляра в коронарном круге кровообращения (DК) по массе тела для мужчин и женщин

где DК - диаметр капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм; МТ - масса тела, кг, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют объем капилляра в коронарном круге кровообращения (VК)

у мужчин и женщин

где - VК объем капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм3; LК - длина капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм; DК - диаметр капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют величину капиллярного кровотока в сердце (QК) у мужчин и женщин

где QК - капиллярный кровоток в сердце, мл/мин, Hb - содержание гемоглобина в крови, г/л, SVК(МК) - оксигенация крови на венозном конце капилляра в коронарном круге, % (в долях единицы), у мужчин и женщин соответственно; ПО2СЕР - потребление кислорода сердцем у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют число функционирующих капилляров в коронарном круге кровообращения (NК) у мужчин и женщин

где QК - капиллярный кровоток в сердце, мл/мин, NK - число капилляров в сердечной мышце; в которых осуществляется вещественный обмен между капиллярным руслом и сердечной мышцей в течение одного сердечного цикла (RR), VК - объем капилляра в коронарном круге кровообращения, мкм3, у мужчин и женщин соответственно.

2. Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека, отличающийся тем, что оценку числа функционирующих кровеносных капилляров проводят в большом круге кровообращения, для чего измеряют массу тела человека в кг, устанавливают пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней; измеряют концентрацию гемоглобина в крови, г/л; измеряют частоту сердечных сокращений, уд/мин;

вычисляют время, в течение которого происходит выброс крови в аорту из левого желудочка (ЛЖ) по формулам

для мужчин

для женщин

где Е(МУЖ) и Е(ЖЕН) - период изгнания крови из ЛЖ, с; у мужчин и женщин соответственно;

RR - длительность сердечного сокращения, с, которую получают из ЧСС (RR=60/ЧСС), по этим данным вычисляют напряжение кислорода в крови на артериальном конце капилляра (РО2(АРТ)), используя уравнение

для мужчин

для женщин

где РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно, ЧСС - частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно;

пересчитывают напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения в оксигенацию крови в артериолах (SO2(APT))

для мужчин

для женщин

где SO2(APT)М и SO2(APT)Ж - оксигенация крови в артериолах большого круга кровообращения соответственно у мужчин и женщин, %; РО2(АРТ)М и рО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно,

вычисляют оксигенацию крови на венозном конце капилляра в большом круге кровообращения (SVБК) как функцию насыщения кислородом артериальной крови в большом круге кровообращения

у мужчин

у женщин

где SVБК - оксигенация крови на венозном конце капилляра в большом круге кровообращения, %; SO2(APT)М и SO2(APT)Ж - оксигенация артериальной крови в большом круге, %,

вычисляют длину кровеносного капилляра (LБК) по снижению насыщения гемоглобина кислородом после прохождения очередного мкм капилляра, величина снижения насыщения гемоглобина кислородом в большом круге составляет 0,051 SO2%/мкм длины капилляра, отсюда длина капилляра в большом круге кровообращения

где LБК - длина капилляра в большом круге кровообращения, мм; и SO2(APT) - оксигенация крови артериол в большом круге, %, SVБК - оксигенация крови на венозном конце капилляра, %, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют диаметр капилляра в большом круге кровообращения (DБК)

где DБК - диаметр кровеносного капилляра в большом круге, мкм, МТ - масса тела, кг, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют объем единичного кровеносного капилляра в большом круге кровообращения (VБК)

где VБК - объем кровеносного капилляра в большом круге кровообращения, мкм3; и DБК - диаметр кровеносного капилляра большого круга, мкм, у мужчин и женщин соответственно,

вычисляют величину капиллярного кровотока в большом круге кровообращения (QБК), которую составляют объемы всех кровеносных капилляров, образующих русло большого круга,

где Q БК - капиллярный кровоток в большом круге, мл/мин; ПО2 - потребление кислорода в большом круге кровообращения, мл/мин; Hb - содержание кислорода в крови, г/л; SVБК - оксигенация крови на венозном конце капилляра, %; у мужчин и женщин соответственно; вычисляют число функционирующих кровеносных капилляров в большом круге кровообращения (NБК), используя численные оценки величины капиллярною кровотока в большом круге

где NБК - число кровеносных капилляров, осуществляющих вещественный обмен за один сердечный цикл; Q БК - капиллярный кровоток в большом круге кровообращения, мл/мин; и VБК - объем единичного кровеносного капилляра, мкм3, ЧСС - частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно.

3. Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека, отличающийся тем, что оценку функционирующих кровеносных капилляров проводят в скелетных мышцах, для чего измеряют массу тела человека в кг, устанавливают пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней; измеряют концентрацию гемоглобина в крови, г/л; измеряют частоту сердечных сокращений, уд/мин;

вычисляют время, в течение которого происходит выброс крови в аорту из левого желудочка (ЛЖ) по формулам

для мужчин

для женщин

где Е(МУЖ) и Е(ЖЕН) - период изгнания крови из ЛЖ, с; у мужчин и женщин соответственно;

RR - длительность сердечного сокращения, с, которую получают из ЧСС (RR=60/ЧСС), по этим данным вычисляют напряжение кислорода в крови на артериальном конце капилляра (РО2(АРТ)), используя уравнение

для мужчин

для женщин

где РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах большого круга кровообращения у мужчин и женщин соответственно, ЧСС - частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно;

пересчитывают напряжение кислорода в артериолах скелетных мышц в оксигенацию крови в артериолах (SO2(APT));

для мужчин

для женщин

где SO2(APT)M и SO2(APT)Ж - оксигенация крови в артериолах скелетных мышц соответственно у мужчин и женщин, %; РО2(АРТ)М и РО2(АРТ)Ж - напряжение кислорода в крови в артериолах скелетных мышц у мужчин и женщин соответственно, мм рт.ст.;

вычисляют оксигенацию крови на венозном конце капилляра в скелетных мышцах,

которая соответствует оксигенации крови на венозном конце капилляра большого круга кровообращения (SVБК(МК)) и может быть выражена

как функция оксигенации артериальной крови в большом круге кровообращения у мужчин

у женщин

где SVБК(МК)(M) и SVБК(МК)(Ж) - оксигенация крови на венозном конце капилляра, %, у мужчин и женщин соответственно; S О2(АРТ) - оксигенация артериальной крови в большом круге, %;

вычисляют длину кровеносного капилляра в скелетной мышце (LБК) по скорости снижения насыщения гемоглобина кислородом; величина снижения насыщения гемоглобина кислородом в капилляре скелетной мышце составляет - 0,051 SO2%/мкм длины капилляра; отсюда длина капилляра в скелетной мышце

где LБК - длина капилляра в скелетных мышцах, мм; SO2(APT) - оксигенация крови в артериолах %, и SVБК(МК) - оксигенация крови на венозном конце капилляра большого круга кровообращения, %, у мужчин и женщин соответственно; 0,051 SO2%/мкм - уменьшение насыщения кислородом на 1 мкм длины капилляра;

вычисляют диаметр капилляра в скелетных мышцах (DCM)

где DCM - диаметр кровеносного капилляра в скелетных мышцах, мкм, М(СМ) - масса всех скелетных мышц, кг, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют объем единичного кровеносного капилляра в скелетных мышцах (VCM)

где VCM - объем кровеносного капилляра в скелетных мышцах, мкм3; DCM - диаметр кровеносного капилляра, мкм, у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют величину капиллярного кровотока в скелетных мышцах (QСК), которую составляют объемы всех кровеносных капилляров, образующих капиллярное русло скелетных мышц,

где QСК - капиллярный кровоток в скелетных мышцах, мл/мин; ПО2СК - потребление кислорода в скелетных мышцах, мл/мин; Hb - содержание гемоглобина в крови, г/л;

SVБК - оксигенация крови на венозном конце капилляра, %; у мужчин и женщин соответственно;

вычисляют число функционирующих кровеносных капилляров в скелетных мышцах (NСК), используя численные оценки величины капиллярного кровотока скелетных мышц и величины объема единичного кровеносного капилляра в скелетных мышцах,

где NСК - число капилляров в скелетных мышцах, осуществляющих вещественный обмен за один сердечный цикл; QСК - капиллярный кровоток в скелетных мышцах, мл/мин; и VCM - объем единичного кровеносного капилляра, мкм3, ЧСС - частота сердечных сокращений у мужчин и женщин соответственно.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что для определения потребления кислорода скелетными мышцами (ПО2СК(М))

вычисляют массу скелетных мышц, умножая массу тела на процент массы скелетных мышц, по уравнениям

для мужчин

для женщин -

где М(СК)М(1-18 лет) и М(СК)М(18-92 лет); МТМ(1-18 л) и МТМ(18-92 л); М(СК)Ж(1-20 л) и М(СК)Ж(20-92л); МТЖ(1-20 л) и МТЖ(20-92 л) - масса скелетных мышц (в кг) и масса тела (в кг); А - возраст, лет; в двух возрастных диапазонах у мужчин и женщин соответственно;

затем вычисляют потребление кислорода скелетной мышцей (ПО2СК(М)) в основном состоянии покоя по результатам прямого измерения тканевого дыхания скелетной мышцей, которое в основном состоянии составляет у мужчин 3.225926±0.076847, у женщин 3,14805±0,108155 (M±m), мл/(кг мин); отсюда потребление кислорода всей скелетной мускулатурой вычисляют по уравнениям

для мужчин

для женщин

где ПО2СК(М) и ПО2СК(Ж), мл/мин; МСК(М) и МСК(Ж), кг, - потребление кислорода скелетными мышцами и масса скелетных мышц у мужчин и женщин соответственно.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицинской технике. ФПГ-датчик излучает свет по меньшей мере с тремя длинами волн (Y1-Y3) и регистрирует отраженный свет.

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, кардиохирургии, функциональной диагностике. Для определения ударного объема сердца выполняют наложение двух электродов на участки тела и регистрируют сопротивление между электродами.

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенохирургическим методам диагностики сердечной недостаточности (СН), и может быть использовано для ранней диагностики сердечной недостаточности.

Изобретение относится к области медицинской техники и может использоваться для ориентации людей, имеющих сложности с визуальным восприятием информации - полностью или частично утратившими зрение.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к системе поддержки принятия клинических решений на основе принятия решений по сортировке пациентов. Система поддержки принятия клинических решений, содержащая машиночитаемый носитель данных для поддержки принятия клинических решений, закодированный машиночитаемыми командами для выполнения способа, причем система содержит вычислительную систему, которая включает в себя: по меньшей мере один вычислительный процессор; средства ввода/вывода и машиночитаемый носитель данных, закодированный модулем сортировки пациентов, при этом средства ввода/вывода выполнены с возможностью приема электрического сигнала, который включает в себя набор по меньшей мере двух измеренных физиологических параметров пациента, причем измерения одного и того же физиологического показателя выполнены в разных местах тела пациента; и по меньшей мере один вычислительный процессор выполнен с возможностью выполнения команд модуля сортировки пациентов, которые включают: сравнение указанных по меньшей мере двух физиологических параметров с заданным диапазоном физиологических параметров на основании выходных нормативов датчика, которые имеют электронный формат; идентификацию данных, необходимых для определения вероятности и исследуемой степени тяжести пациента исходя из нормативных данных, в результате определения того, что указанные по меньшей мере два физиологических параметра не соответствуют диапазону физиологических параметров; получение указанных идентифицированных данных в электронном формате; определение вероятности и степени тяжести исследуемого состояния пациента исходя из принятых идентифицируемых данных; определение рекомендуемого порядка действий для пациента, исходя из полученных вероятности, степени тяжести ресурсов медицинского учреждения и нормативных событий; и вывод на экран дисплея визуального представления вероятности, степени тяжести и рекомендуемого порядка действий.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Сейсмокардиоблок содержит корпус с размещенными в нем трехосным блоком микромеханических акселерометров, трехосным блоком микромеханических гироскопов и схемой обработки и передачи данных.

Изобретение относится к медицине, к трансплантологии, кардиохирургии и кардиореаниматологии, и может быть использовано для расширения возможностей выполнения трансплантации сердца и профилактики развития тяжелой послетрансплантационной правожелудочковой сердечной недостаточности у пациентов с исходно высоким сосудистым сопротивлением малого круга кровообращения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу регистрации линейной скорости кровотока во внутренней сонной артерии. Проводят транскутанную допплерографию путем размещения допплерографического датчика под оптимальным углом к исследуемой сонной артерии.

Группа изобретений относится к медицине. Способ контроля сна для измерения биофизической переменной живого существа осуществляют с помощью устройства.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для скрининга состояния оксигенации субъекта. Процессор для использования в системе для скрининга содержит блок визуализации для получения множества кадров изображения субъекта в течение некоторого времени, причем процессор выполнен с возможностью обрабатывать кадры изображения путем распознавания субъекта в кадре изображения, определения местоположения исследуемых частей тела субъекта, включающих в себя по меньшей мере правую верхнюю конечность и по меньшей мере одну нижнюю конечность субъекта, определения для каждой исследуемой части тела индекса перфузии, выбора для каждой исследуемой части тела множества пикселей и/или пиксельных групп путем использования упомянутого индекса перфузии, определения уровня насыщения крови кислородом для множества пикселей и/или пиксельных групп субъекта по пульсоксиметрическим формам волны для по меньшей мере двух разных длин волн, содержащихся в кадрах изображения, определения разностного уровня насыщения крови кислородом между определенным уровнем насыщения крови кислородом для правой верхней конечности и определенным уровнем насыщения крови кислородом для упомянутой по меньшей мере одной нижней конечности и сравнения определенного разностного уровня насыщения крови кислородом, определенного уровня насыщения крови кислородом для правой верхней конечности и определенного уровня насыщения крови кислородом для упомянутой по меньшей мере одной нижней конечности с соответствующими порогами уровней насыщения крови кислородом, чтобы получить индикатор скрининга для субъекта, показывающий качество оксигенации субъекта, причем процессор выполнен с возможностью определять для каждой исследуемой части тела частоту сердечных сокращений и/или индекс качества для квалификации полученного индикатора скрининга и использовать определенный индекс перфузии для выбора каждой исследуемой части тела пикселей и/или пиксельных групп, для которых ранее определенные уровни насыщения крови кислородом сгруппированы для каждой исследуемой части тела, имеющей индекс перфузии, превышающий порог перфузии.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистым заболеваниям, физиологии, спортивной медицине. Группа изобретений представлена способами оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека в коронарном, большом кругах кровообращения и в скелетных мышцах. Измеряют массу тела человека в кг. Устанавливают пол, точный возраст с учетом прожитых лет, месяцев и дней. Измеряют концентрацию гемоглобина в крови, гл. Измеряют частоту сердечных сокращений, уд.мин. Проводят расчеты по заявленным формулам. Группа изобретений позволяет провести оценку числа функционирующих кровеносных капилляров в различных сосудистых бассейнах у человека за счет оценки комплекса наиболее значимых параметров. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 1 пр.

Наверх