Способ определения показателя эффективности фототерапевтического воздействия при желтухе новорожденных

Способ определения показателя эффективности фототерапевтического воздействия при желтухе новорожденных

Реферат

 

Использование: медицина,неонатология. Сущность изобретения: в подкожной ткани пациента определяют содержание билирубина непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия, затем в начале фототерапевтического воздействия неоднократно определяют содержание билирубина, по полученным результатам рассчитывают скорость уменьшения содержания билирубина, после этого не более чем через 5 ч. прерывают фототерапевтическое воздействие, затем определяют содержание билирубина в момент прерывания фототерапевтического воздействия, непосредственно после прерывания неоднократно определяют содержание билирубина, по результатам рассчитывают скорость увеличения содержания билирубина, а показатель эффективности рассчитывают по формуле, представленной в описании.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при проведении фототерапевтического лечения желтухи новорожденных.

В настоящее время около 10% новорожденных подвергаются фототерапевтическому лечению вследствие неонатальной желтухи. Это лечение проводится для того, чтобы приостановить рост содержания билирубина в крови пациента и удержать его на уровне порядка 200 мкмоль/л, т.к. более высокие уровни содержания билирубина опасны для жизни пациента и требуют заменного переливания крови. Фототерапевтическое лечение основано на явлении трансформации молекул обычного токсичного билирубина под действием излучения "синей" области спектра в изомеры (фотобилирубин или люмирубин), характеризующиеся малой токсичностью и более высокой растворимостью в воде. Под действием излучения фототерапевтических ламп происходит изомеризация находящегося в подкожной ткани (подкожной жировой клетчатке) обычного билирубина, изомеризованные молекулы легко проникают в кровь через стенки капилляров, пронизывающих подкожную ткань, поступают в печень и выводятся из организма. На место изомеризованного билирубина в подкожную ткань поcтупают из крови молекулы обычного билирубина, которые в свою очередь подвергаются изомеризации. В результате при правильно проводимом лечении удается сдержать рост содержания обычного билирубина в крови пациента.

При проведении лечения очень важно оценить эффективность фототерапевтического воздействия на начальном этапе (в течение первых часов) каким-либо объективным показателем. Таким показателем может быть уровень обычного билирубина в крови, однако его определение требует дифференцированного анализа обычного и изомеризованного билирубина, т.к. их суммарное содержание в крови в течение первых часов фототерапевтического воздействия практически неизменно. Такой дифференцированный анализ требует взятия проб крови и использования сложных приборов, отсутствующих в большинстве клинических учреждений (применяемые в обычной лабораторной практике приборы определяют только суммарное содержание билирубина).

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в определении показателя, объективно характеризующего эффективность фототерапевтического воздействия при желтухе новорожденных, по результатам определений содержания билирубина в подкожной ткани пациента.

Сущность изобретения состоит в том, что определяют содержание билирубина в подкожной ткани пациента непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия, неоднократно определяют содержание билирубина, по результатам рассчитывают скорость уменьшения содержания билируюина, после чего не более чем через 5 часов прерывают фототерапевтическое воздействие, определяют содержание билирубина в момент прерывания фототерапевтического воздействия, непосредственно после прерывания фототерапевтического воздействия неоднократно определяют содержание билирубина, по результатам рассчитывают скорость увеличения содержания билирубина, а показатель эффективности рассчитывают по формуле: C где С показатель эффективности фототерапевтического воздействия; С₀ содержание билирубина в подкожной ткани непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия; С₁ содержание билирубина в подкожной ткани в момент прерывания фототерапевтического воздействия; V_c(0) рассчитанная скорость уменьшения содержания билирубина в подкожной ткани; V_c(t₁) рассчитанная скорость увеличения содержания билирубина в подкожной ткани.

Способ основан на использовании новой физико-математической модели, описывающей процесс диффузии молекул билирубина через стенки капилляров из крови в подкожную ткань и обратно в условиях фототерапевтического воздействия. Для описания модели введем следующие обозначения: Х пространственная координата (глубина) [см] при этом плоскость Х 0 соответствует поверхности кожи, а плоскость Х l капиллярной стенке, интервал 0Nl характеризует эффективную толщину слоя подкожной ткани; t временная координата (с), при этом t 0 соответствует моменту начала фототерапевтического воздействия, t t₁ соответствует моменту прерывания воздействия; С(t) функция содержания билирубина в подкожной ткани, мкмоль/л; С_кр начальное значение содержания обычного билирубина в крови, мкмоль/л; С₀ начальное значение содержания обычного билирубина в подкожной ткани, мкмоль/л; - сечение поглощения света обычным билирубином, см/Дж; _l коэффициент прозрачности капиллярной стенки, см/с; I интенсивность светового излучения, Вт/см.

При анализе модели используем следующие допущения: подкожная ткань является неподвижной изотропной средой, слабопоглощающей и сильнорассеивающей по отношению к световому излучению, в силу чего можно считать, что интенсивность света I неизменна по глубине слоя от Х 0 до Х l; плоскость Х 0 непроницаема, а плоскость Х l полупроницаема для молекул обычного билирубина, поэтому поток молекул через эту плоскость описывается законом, аналогичным первому закону Фика; значения С₀ и С_кр в момент t 0 равны между собой; скорость превращения обычного билирубина в изомер в любой точке подкожной ткани пропорциональна содержанию билирубина в этой точке и интенсивности излучения; содержание обычного билирубина в крови неизменно в течение рассматриваемого периода (не более 5 ч с момента начала фототерапевтического воздействия), а содержание изомеризованного билирубина пренебрежимо мало; поскольку известно, что скорость выхода изомеризованного билирубина из подкожной ткани в кровь существенно выше скорости диффузии обычного билирубина в обратном направлении, будем считать процесс выхода изомеров занимающим пренебрежимо малое время; поскольку известно, что время выравнивания содержания билирубина в тонком слое подкожной ткани мало, будем считать, что выравнивание содержания билирубина по слою происходит за пренебрежимо малое время.

С учетом допущений математическое описание модели будет иметь вид следующего дифференциального уравнения: C_t= C(t)I+ C-C(t); 0<xl; 0<t<t _{где Ct= Решение уравнения (1) имеет вид (с учетом начального условия С(0) С0 Скр): C(t) 1+I exp-I- t. (2) Полученное решение отражает следующий процесс. Под действием светового излучения содержание обычного билирубина в подкожной ткани достаточно быстро падает (при использовании стандартных облучателей с I 10 мкВт/см постоянная времени имеет порядок 1 ч), при этом растет поступление обычного билирубина из крови за счет разницы в значениях его содержания [C0 C(t)] В результате содержание обычного билирубина в подкожной ткани стремится к значению, характеризующему состояние динамического равновесия, при котором количество билирубина, превращающегося в изомеры, уравновешивается количеством билирубина, поступающего в подкожную ткань из крови. Состояние динамического равновесия характеризуется установившимся значением содержания билирубина, определяемым выражением: Cуст= . (3) Из (1), (2) следует, что в состоянии динамического равновесия скорость поступления билирубина из крови в подкожную ткань, равная скорости его изомеризации, определяется значением С (С0 Суст), поэтому именно эту разность следует принять в качестве показателя эффективности фототерапевтического воздействия. Можно также использовать относительное значение этой величины С/С0, показывающее, на какую долю от первоначального значения изменится значение содержания билирубина. Величина С может быть определена из выражения: C Co- . (4) Для определения С необходимо определить входящую в выражение (4) величину произведения Дифференцируя (2), получим: Ct(0) -C0 I, откуда I (5) Величину определим из уравнения, описывающего процесс установления равновесия между содержанием билирубина в подкожной ткани и крови после прерывания фототерапевтического воздействия в момент t1: C^*t C-C^*(t); t>t1 (6) Решение (6) с учетом начального условия С^*(0) С(t1) имеет вид: C^*(t) C(t1)-C exp - t+Co (7) Продифференцировав последнее выражение, получим C^*t(t1) C- C(t1) , откуда . (8) Окончательно выражение для С будет иметь вид: C (9) Все входящие в это выражение величины могут быть на практике определены путем неинвазивного определения содержания билирубина в подкожной ткани. При этом величины Сt(0), Ct*(t1), представляющие собой скорости изменения содержания билирубина, могут быть определены через приращения содержания билирубина за соответствующие (достаточно малые) интервалы времени t: Ct(0) Vс(0)= (10) C^*t(t1) Vс(t1) (11) При осуществлении способа на практике прибором "Билитест" [1] или аналогичным (например, "Minolta Meter 101") определяют содержание С0билирубина в подкожной ткани пациента непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия, в начале фототерапевтического воздействия через малые интервалы времени (порядка 15 мин) определяют содержание билирубина в подкожной ткани, по результатам определений рассчитывают скорость Vc(0) уменьшения содержания билирубина, затем через интервал времени, не превышающий 5 ч (за пределами этого интервала уже нельзя считать содержание обычного билирубина в крови неизменным и равным С0), прерывают фототерапевтическое воздействие, в момент прерывания определяют содержание С1 билирубина в подкожной ткани, после пpерывания через малые интервалы времени определяют содержание билирубина в подкожной ткани, по результатам рассчитывают скорость Vc(t1) увеличения содержания билирубина в подкожной ткани, а показатель эффективности рассчитывают по формуле: C (12) Экспериментальные исследования способа подтвердили адекватность положенной в его основу теоретической модели и достоверность получаемого показателя эффективности, при этом было установлено, что желаемый результат фототерапевтического воздействия (сдерживание роста содержания билирубина в крови пациента) достигается, как правило, если относительное значение показателя эффективности составляет на менее 15%}

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ЖЕЛТУХЕ НОВОРОЖДЕННЫХ, включающий определение содержания билирубина в подкожной ткани пациента непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия, затем в начале фототерапевтического воздействия неоднократно определяют содержание билирубина, по результатам рассчитывают скорость уменьшения содержания билирубина, после этого не более чем через 5 ч прерывают фототерапевтическое воздействие, затем определяют содержание билирубина в момент прерывания фототерапевтического воздействия, непосредственно после прерывания неоднократно определяют содержание билирубина, по результатам рассчитывают скорость увеличения содержания билирубина, а показатель эффективности C рассчитывают по формуле где C₀- содержание билирубина в подкожной ткани непосредственно перед началом фототерапевтического воздействия; C₁ - содержание билирубина в подкожной ткани в момент прерывания фототерапевтического воздействия; V_с(о) - рассчитанная скорость уменьшения содержания билирубина в подкожной ткани; V_с(t₁) - рассчитанная скорость увеличения содержания билирубина в подкожной ткани.