Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
хроническими заболеваниями дыхательных органов; коэффициент корреляции
между данными двух методов г = 0,93. Вторая группа включала восемь
пациентов с гипотермией, исследовавшихся сразу после хирургической
операции, с подключением аппарата искусственного кровообращения; здесь
никакой корреляции между данными двух методов не наблюдалось даже после
дополнительного нагревания кожи, что, по-видимому, было обусловлено
плохой циркуляцией на периферии. Наконец, в последнюю группу входило 14
пациентов отделения интенсивной терапии, получавших для дыхания воздух с
различной концентрацией кислорода; в этом случае г = 0,90.
Авторы [19] исследовали еще один неинвазивный метод, показав, что
полярографический кислородный электрод, находящийся в контакте с
конъюнктивой век, измеряет значения парциального давления кислорода,
связанные с давлением в нижележащем сосудистом слое. Кроме того,
математический анализ на основе уравнений, описывающих диффузию кислорода
в потребляющей кислород ткани, показал, что измеряемое значение р02
должно быть всего на 5-10 мм рт.ст. ниже, чем в сосудистом слое. В работе
[24] трансконъюнктивный кислородный датчик использовали для непрерывного
измерения р02 конъюнктивы век 19 пациентов, подвергавшихся хирургическим
операциям под общим наркозом или находившихся в отделении интенсивной
терапии. Артериальное давление 02 определяли также в пробах, отбиравшихся
из радиальной артерии. Сенсором служил миниатюрный электрод типа
электрода Кларка (фирмы Orange Medical Instruments), закрепленный на
овальном пластиковом корпусе (рис. 20.3), подогнанном по форме к верхнему
и нижнему своду глазницы. Температуру конъюнктивы измеряли интегральным
твердотельным термистором. На рис. 20.4
Рис. 20.3. С 'хема 02-сенсора для измерений в конъюнктиве (фирмы Orange
Medical Instruments). 1 соединитель; 2-провод; 3 перемычка; 4 кислородный
электрод; 5 -платиновый катод; 6- термистор; 7- хлоридсередряный
электрод-анод; 8 -полиметилметакрилатовый корпус.
294
Глава 20
1
I
иГ
§
I
*0
1
Z50
200
750
,100
50
_L
_L
Puc. 20.4. Соотношение между средним парциальным давлением кислорода в
конъюнктиве и радиальной артерии у обследованных пациентов (по данным
[24]).
О 50 100 150
Артериальное давление 0%,
•нм рт. ст.
показано полученное соотношение между средними значениями
трансконъюнктивного и артериального р02.
20.2.3. Мониторинг газов крови в ходе и после операций на сердце
Операции на сердце с целью шунтирования коронарной артерии, замены
дефектных сердечных клапанов и устранения врожденных пороков сердца
сегодня уже стали обыденными. Для того, чтобы обеспечить сухое и
неподвижное операционное поле, необходимо на время остановить поток крови
через сердце и легкие, что может быть сделано с помощью искусственного
кровообращения. Функции сердца и легких принимаются экстракорпоральной
машиной, основными частями которой являются насос и газообменное
устройство. При искусственном кровообращении газообмен строго
контролируется, но без знания давления кислорода в артериальной крови
трудно обеспечить оптимальный режим работы оксигенатора в
экстракорпоральном контуре. До недавнего времени артериальное давление
можно было определять только путем периодического, но достаточно частого
отбора проб артериальной крови у пациента или из соответствующего места
экстракорпорального контура с последующим измерением p.d02, paС02 и pH
при помощи анализатора газов крови. Искусственное кровообращение является
динамической процедурой [8, 57] с быстрыми изменениями как р02, так и
температуры, и неизбежное запаздывание между отбором крови и получением
результатов приводит к неточностям при измерениях in vitro.
Соответственно и корректирование работы газообменного устройства на
основе уже устаревших данных может быть физиологически неприемлемым.
Кроме того, в условиях гипотермии необходимо корректировать результаты
определения газов в крови при 37 °С на температуру крови пациента с
помощью одной из нескольких номограмм [28, 48, 54], которые сами могут
содержать неточности [2].
Существует ряд приборов, предназначенных специально для мониторинга
кислорода в крови, проходящей через аппарат искусственного кровообращения
(АИК). Хотя, строго говоря, эти приборы работают in vitro, так как
подключаются к АИК, а не непосредственно к пациенту, они тем не менее
представляют интерес и при обсуждении
\
Применение in vivo сенсоров в медицине
295
in vivo сенсоров. Один из таких приборов - Oxytrode (фирмы Critikon Ltd.,
Тампа, Флорида, США) состоит из предварительно градуированного
стерильного сменного электрода Кларка, находящегося в прямом контакте с
кровью. Если сенсор введен в аппарат искусственного кровообращения,
провести его градуировку можно, только подгоняя показания к значениям,
полученным для той же пробы с газоанализатором.
Пытаясь преодолеть эти проблемы, авторы [36] разработали систему, в
которой ыектрод отдален от крови стерильной газонепроницаемой мембраной и
