Общая вода организма (ОВО) представляет собой наибольший по массе компонент состава тела молекулярного уровня. В организме она находится в трёх состояниях:

Между объёмами воды, находящейся в каждом из этих состояний, существует динамическое равновесие, которое нарушается только при резко выраженных патологических изменениях. Это равновесие представляет жёстко регулируемую систему гомеостаза, определяющую жизнеспособность организма.

Вода составляет 65-70% массы тела взрослого человека (40-50л), которая традиционно делится на три сектора:

Между секторами существует устойчивое соотношение 1:3:9.

Однако такой подход распределения воды по секторам несколько упрощён. В нем не учтены вклад жировой ткани в водный баланс, а также трансцеллюлярный сектор.

Распределение воды в жидкостных секторах здорового мужчины и женщины должно выглядеть приблизительно так:

Интерстициальное водное пространство, названное C. Bernard «внутренним морем», включает в себя лимфу, межклеточную и межтканевую жидкость, жидкость плотных тканей и полостей (Albert S., Edelman I.S. и Leibman T., 1959). Однако картина не будет полной без учёта интерстициальное пространство жировой ткани, что и сделано в приведенной таблице.

 

В человеческом организме имеется много органов и тканей, существенно отличающихся по содержанию в них жидкости. Оценить водный баланс каждого из них весьма сложно, поэтому предложено несколько моделей разделения структуры человеческого организма на компоненты с условно одинаковой гидратацией [73].

В традиционной двухкомпонентной модели масса тела (МТ) представлена в виде суммы жировой ЖМТ и безжировой массы БМТ:

МТ = ЖМТ + БМТ

По сути, это разделение тканей человеческого организма на гидрофильные и гидрофобные.

По сравнению с жировой массой тела, индивидуальные возрастные показатели безжировой массы носят более устойчивый характер и находятся под более жёстким генетическим контролем. БМТ увеличивается в период роста организма, относительно стабильна в зрелом возрасте, и может снижаться в процессе старения. В период полового созревания нарастание мышечной и скелетной массы происходят более быстрыми темпами. В процессе старения БМТ обычно снижается быстрее у мужчин.

Имеются устойчивые закономерные зависимости безжировой массы тела от роста, пола и возраста человека, исходя из которых предложено несколько подходов к расчётам должного БМТ. В частности, Behnke (1963) [17] предложил рассчитывать дБМТ по формулам:

дБМТ для мужчин = 0.204 • (0,1 • Р)²;

дБМТ для женщин = 0.18 • (0,1 • Р)²_.

Где, Р - рост (см).

Эта формула импонирует, во-первых, своей простотой, во-вторых, достаточно высокой достоверностью. Полученные по ней результаты БМТ составляют 81 - 89% у мужчин и 76 - 84% у женщин, что близко к значениям, встречающимся у большинства авторов. В частности, Brozek (1952г) дает БМП равную 86% массы тела "стандартного" человека. Рассчитанная по данным формулам БМТ у «условно нормального» мужчины равна 62,5кг, у женщины – 46кг.

Основным источником погрешности при подобных расчётах являются неучтённые конституционные особенности строения тела. В качестве иллюстрации привожу ниже рисунок XI-1, где показаны два индивида с одинаковыми ростом и массой тела. Очевидно, что первый является классическим гиперстеником с выраженной гипертрофией мышечной ткани, второй - астеник, страдающий ожирением. Естественно, что БМТ у первого субъекта должна быть выше.

 

Рис. XI-1. Пример индивидов, имеющих одинаковый рост и вес.

Не следует путать ширину плеч с объёмом бёдер и окружностью талии, используемых для оценки ожирения. Некорректным в данном случае будет использование массы тела по той же причине.

Таблица XI-1. Пропорции тела (по П. Н. Башкирову)

При проведении пробных расчётов БМТ по формуле Brozek отмечалось отклонение результатов от среднего на 4-5% в ту и другую сторону, что возможно и связано с неучтёнными конституционными особенностями индивидов. Несложно их заметить и на приведенных ниже диаграммах, на которых отклонение от среднего достигает 10%. Поэтому, в зависимости от сложения человеческого тела предлагаю вносить в результаты, полученные по данным формулам, поправки хотя бы на те же 5-10%. Впрочем, возможны и иные подходы, например, предложенный выше коэффициент «ширина плеч/рост». Но, конституционные особенности строения тела необходимо учитывать обязательно.

Рис. XI-2. Средние абсолютные значения безжировой массы тела (БМТ) по возрастам. (взято у Николаева)

Безжировая масса тела включает в себя гидрофильные ткани, поэтому именно с ней и связывают все изменения водного баланса, как в норме, так и патологии.

КМТ не включает клетки соединительной ткани, костей скелета и черепа и других тканей с низкой скоростью обменных процессов.

Жировые клетки не включены в клеточную массу тела, поскольку функционируют по иным физиологическим и биохимическим законам. Однако они имеют оболочку и цитоплазму. Поэтому, с физической точки зрения, адипоциты должны рассматриваться как клетки, имеющие свойства ёмкостного сопротивления. Об этом более подробно будет сказано ниже.

Жировая ткань состоит из долек (компактных скоплений адипоцитов), разделённых тонкими прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани, несущими кровеносные сосуды и нервы. Кровеносные капилляры и отдельные нервные волокна проникают внутрь долек, располагаясь в узких щелевидных пространствах между адипоцитами. Жировая ткань слабо гидратирована, в ней содержится до 30% воды, преимущественно в интерстициальном пространстве (Бабский, 1966). Однако следует учитывать индивидуальное весьма вариабельное содержание жира в организме. Поэтому при ожирении в жировой ткани может содержаться относительно большая часть общей воды организма.

Не следует забывать, что жировая ткань имеет большой запас конституционной воды (помните горб верблюда?). При окислении жира "эндогенная вода" освобождается и может служить важным источником при задержке поступления воды извне, например, при тяжёлой физической работе с усиленным потоотделением.

Хотя адипоциты занимают основную часть объёма жировой ткани, они составляют не более 60% числа её клеток. Остальная клеточная масса приходится на клетки-предшественники адипоцитов, макрофаги, клетки сосудов и лейкоциты крови, с гораздо бóльшей гидрофильностью, чем адипоциты.

Адипоцит - это, прежде всего, клетка, имеющая ядро, снаружи окружённая базальной мембраной, в которую вплетаются ретикулярные волокна. Цитоплазма на 60 – 85% состоит из триглицеридов, представляющих собой одну крупную каплю жира, смещающую остальную часть цитоплазмы и ядро к периферии. В неё входят также белки 5,8%, калий - 15 ммоль/кг. Несмотря на то, что адипоциты гидрофобны, в их составе имеется 5-10% свободной жидкости (Бабский, 1966).

Расчёт жировой массы можно осуществить по простой формуле:

ЖМТ = МТ - дБМТ.

Рассчитанные по данным формулам ЖМТ у «условно нормального» мужчины равна 7,5кг, у женщины – 12кг.

Однако необходимо учитывать, что предложенная формула не являются универсальной и корректна только у лиц с нормальным содержанием жидкости в организме. Она перестаёт "работать" в случаях глубоких расстройств гемодинамики и водного баланса организма, когда особенно необходимо знать состояние объёмов жидкостных секторов. Отёки могут увеличить массу тела на 10 и более килограмм. Посчитаем: плевральный транссудат 3-4 литра, асцит - 5-6 литров, тканевые отёки 3-4 литра. И это не предел. Избыточная жидкость будет просто приплюсована к жировой ткани, что может привести к большим погрешностям в оценке водного баланса.

В общих чертах структуру тела организма правильнее всего представить соотношением нежировых твёрдых веществ, жира и воды. К сожалению, в практической медицине это осуществить почти невозможно.

 

На приведенных ниже диаграммах (рис. XI-3) показана динамика гидратации человеческого тела по возрастам.

Рис. XI-3. Процентное содержание воды в общей массе тела по возрастным категориям.

Возрастные изменения содержания воды можно объяснить снижением в организме клеточной массы, прежде всего скелетных мышц, которых составляет до 2/3 клеточной массы тела. Однако основной вклад в возрастные изменения общей гидратации организма вносит процентное содержание слабо гидратированной жировой ткани.

Зависимость гидратации БМТ от возраста показана на рисунке XI-4. У новорождённых она составляет около 80% и впоследствии постепенно снижается к возрасту 10-15 лет примерно до 73%. Эти изменения сопровождаются увеличением относительного содержания белков и минералов в БМТ с увеличением плотности БМТ. Обычно принимается, что содержание воды в БМТ у здоровых взрослых людей составляет 73,2%. Данные о том, увеличивается ли или нет гидратация БМТ у здоровых людей в период старения, неубедительны.

Рис. XI-4. Гидратация безжировой массы в зависимости от возраста (Heymsfield et al., 2000)

Значение гидратации тощей массы (БМТ), равное 0,732, является результатом усреднения по слабо гидратированным (например, скелет и кожа) и сильно гидратированным тканям, таким как скелетные мышцы и внутренние органы. Безжировая масса в норме характеризуется относительным постоянством гидратации: объем воды в организме (ОВО) составляет около 73,2% БМТ. Однако при нарушениях водного обмена эта цифра может существенно меняться.

Всякая ткань может быть условно разделана на внеклеточное и внутриклеточное пространство.

Нормальная удельная гидратация общей клеточной массы безжировой массы тела (КМ_БМТ) колеблется в пределах 0,693-0,707 и её естественная вариация не превышает 1% (Wang et al., 1999).

Вода безжировой массы тела взрослого человека (делится на три сектора:

Между секторами существует устойчивое соотношение 1:3:9. Несложно сосчитать, что из всей воды безжировой массы тела 9 частей находится внутриклеточно и 4 части в интерстициальном пространстве.

Структурно вся вода в жировой ткани распределена так:

Из сказанного выше вытекает, что вся вода жировой ткани приблизительно распределена между внутриклеточным и интерстициальным пространством в соотношении 2:1.

И ещё, жировая ткань, являясь гидрофобной, почти не депонирует в себе избыточную воду при различных отёках. Следовательно, оценку нарушения водного баланса следует осуществлять по безжировой массе тела.

 

Патофизиология водно-электролитного обмена и регуляции объёмов жидкостных секторов организма достаточно хорошо изучена. Обмен воды между кровью и тканями определяется многими физиологическими и патологическими факторами [45]. Выделим основные механизмы, от которых зависит распределение жидкости по секторам:

Между интерстициальным и внутрисосудистым пространствами происходит постоянное перемещение жидкости. Для того чтобы обеспечить полное её обновление в тканях, величина объёма воды, диффундирующей из кровеносного русла в ткани и обратно должна превышать величину минутного объёма крови, выбрасываемой сердцем, примерно в 45 раз (Pappenheimer, 1953 г.). Тканевая жидкость обновляется непрерывно; даже в областях с наименьшей капиллярной сетью её полный обмен осуществляется менее чем за 30 минут (Elkinton, 1955 г.).

Обмен жидкости через сосудистую стенку поддерживается за счёт градиента между гидростатическими и коллоидно-онкотическими силами, действующими в системе микроциркуляции. Последние стремятся удержать жидкость в кровеносном русле.

В проксимальном (артериальном) конце капилляра гидростатическим силам противостоит более низкое онкотическое давление (градиент давления около 5 мм.рт.ст.), что создаёт условия для перемещения ультрафильтрата плазмы в интерстициальное пространство.

В дистальном (венозном) конце капилляра наоборот онкотическое давление превышает гидростатическое, поскольку последнее снижается, а потеря ультрафильтрата в начале капилляра приводит к сгущению крови и увеличению концентрации белков плазмы и потому онкотического давления. Это создаёт условия для обратного оттока ультрафильтрата из тканей, хотя и в меньшем объёме, относительно поступившего в интерстициальное пространство в начале капилляра.

Остальная избыточная жидкость вместе с коллоидами удаляется через лимфатические сосуды и в виде лимфы вновь поступает в сосудистое русло.

Осмотическое давление, регулирующее перемещение жидкости между вне- и внутриклеточным пространствами, не оказывает серьёзного влияния на распределение жидкости между её внутрисосудистым и интерстициальным секторами. Это происходит потому, что растворенные кристаллоиды, ответственные за большую часть общего осмотического давления (калий, натрий, глюкоза, мочевина) способны полностью проходить через капиллярную стенку. Из-за выравнивания их концентрации по обе стороны стенки, градиент осмотического давления равен 0 и поэтому, общий ток жидкости между внутрисосудистым и интерстициальным пространством не изменяется.

Основным катионом внеклеточной жидкости и главным осмотически активным веществом, ответственным за поддержание её объёма является натрий. Если глюкоза, мочевина легко диффундируют и через клеточные мембраны, то для ионов натрия они составляют препятствие, что позволяет поддерживать внутриклеточные объёмы в пределах нормы на фоне значительных изменений внеклеточной жидкости. Регуляция концентрации натрия во внеклеточной жидкости происходит главным образом с помощью осморегуляторных механизмов. У больных с изменённым поступлением натрия в организм (через рот или внутривенных инфузий) может иметь место положительный баланс натрия. Однако через некоторое время развивается новое устойчивое состояние, при этом экскреция натрия и воды уже будет эквивалентна их поступлению.

Общий водный баланс организма зависим от количества введённой и выведенной жидкости. Ежесуточно здоровый взрослый человек усваивает около 2-3 литров алиментарной воды. Ещё в организме образуется около 200-300мл эндогенной воды. Для сохранения водного баланса вся полученная организмом жидкость должна быть выведена за тот же промежуток времени. За сутки жидкость выводится через почки (600 – 1600мл), дыхательные пути и кожу (800 – 1200мл), а также с калом (50 – 200мл).

 

В патологических ситуациях объёмы жидкости в секторах могут значительно меняться. Наиболее изученными причинами нарушения водно-электролитного баланса являются:

Среди перечисленных нарушений водно-электролитного баланса наиболее частыми являются так называемые «сердечные отёки», связанные с левожелудочковой недостаточностью.

 

Для диагностики нарушения водного баланса у клиницистов сформировался определённый алгоритм. Используя пропедевтические возможности, врач может оценить степень декомпенсации, накопление или дефицит жидкости в организме. Рентгенография, ультразвуковая диагностика дают информацию о скопившейся жидкости в полостях (асцит, гидроторакс), гепатомегалие. С помощью лабораторных методов можно судить о сгущение крови или избыточном содержании жидкости в кровеносном русле (гематокрит). Измеренное ЦВД и ДЗЛА также косвенно указывают на дисбаланс в распределении жидкости в кровеносной системе.

Однако перечисленные виды диагностики водного баланса весьма субъективны, поэтому позволяют оценить избыточное содержание жидкости в организме лишь приблизительно. По этой причине в клинической практике контроль изменений объёма общей воды (ОВО), внеклеточной (ВКЖ), внутриклеточной (КЖ), а также транссекторальные перераспределения жидкости, используется крайне редко, прежде всего, из-за отсутствия доступных, более объективных методов диагностики данных процессов.

Поэтому особый интерес вызывает возможность оценки водного состава тела интегральным методом измерения импеданса.

 

Анализ состава тела биоимпедансным методом основан на наличии объективных и устойчивых закономерностей, связывающих измеренные значения импеданса с параметрами состава тела. Эти закономерности вытекают как из физических моделей тела или его сегментов, так и из статистических зависимостей между антропометрическими, физическими и другими переменными, характеризующими человеческий организм.

Биоимпедансный анализ состава тела заключается в первую очередь в оценке количества жидкости в биообъекте, так как именно жидкая среда создает активную составляющую проводимости (Kyle et al., 2004; Grimnes, Martinsen, 2008). Известно, что живые ткани организма являются проводниками второго рода с неоднородной ионной электропроводимостью. Их электрический импеданс обратно пропорционален содержанию жидкости в тканях организма.

Метод реографии или импедансометрии использует запись изменяющейся величины электрического сопротивления живых тканей, органов или участков тела при пропускании через них слабого электрического тока высокой частоты. Более подробно эта тема раскрыта в разделе «Фундаментальные основы реографии». Здесь же приведены краткие выдержки.

Частицами, заряженными электричеством, могут быть электроны или положительные и отрицательные ионы. Электронная проводимость, присуща металлам и большинству полупроводников, а ионная - растворам электролитов, расплавам некоторых солей. В реальных телах, как твёрдых, так и жидких, проводимость, как правило, смешанная, но в большинстве случаев с преобладанием электронной или ионной компоненты.

Электропроводность (физическая величина обратная электрическому сопротивлению) всякого неметаллического проводника и, следовательно, тканей человека носит ионный характер, т.е. зависит от диссоциации ионов солей, щелочей и кислот.

Электрический импеданс - это полное сопротивление электрической цепи переменного тока. Оно слагается из активного (R), ёмкостного (X_C) и индуктивного (X_L) сопротивления.

Проводники - это материалы и ткани, имеющие свободные заряды (носители тока), способные перемещаться под действием электрического поля на расстояния, во много раз превышающие межмолекулярные расстояния (плазма крови, лимфа, межклеточные жидкости). Всякая электрическая цепь состоит из проводников, которые имеют некоторое электрическое сопротивление. Иногда в цепи имеются участки с бóльшим сопротивлением, связанные с включением в неё «проводников» с более низкой проводимостью. Такие дополнительные сопротивления называются резисторами. В таких цепях, состоящих из проводников и резисторов, действует только активное (Омическое) сопротивление.

В отличие от активного, реактивное (ёмкостное) сопротивление обусловлено ограниченной подвижностью ионов. Оно измеряется в Омах, как и активное. Ткани организма состоят из структурных элементов – клеток, омываемых тканевой жидкостью, такая система представляет две среды, сравнительно хорошо проводящие ток (тканевая жидкость и цитоплазма клетки), разделённые полупроводящим слоем - клеточной оболочкой-мембраной. Клетки организма представляют собой электроёмкости (конденсаторы): диэлектрик-мембрана окружена с одной стороны цитоплазмой, с другой - межклеточной жидкостью. Через подобные ткани может проходить только переменный ток, который попеременно создаёт по обе стороны мембраны потенциалы с переменной полярностью (поляризацию), что формирует условия для прохождения электрического тока.

Сопротивления индуктивной природы в организме в сравнении с активным и ёмкостным очень незначительный процент, которым можно пренебречь. Вот почему полный импеданс (Z) живой ткани переменному току определяется векторной суммой только активного (омического, R) и реактивного (ёмкостного, X_С) сопротивления:

Оценка объёма жидкости в организме по импедансу осуществляется с использованием физических и/или эмпирических моделей, описанных ниже.

 

Во время биоимпедансометрии больной должен лежать на сухой поверхности с приподнятой головой, конечности не соприкасаются с туловищем, между собой и металлическими предметами. Датчики контроля и реанимационная аппаратура отключаются. Через 10 минут записывают показания сопротивления на низких (не ниже 5кГц) и высоких частотах [16,19,86].

При проведении исследования, прежде всего, необходимо создать условия для хорошего контакта электродов с кожей (увлажнение кожи, достаточная площадь и хорошее качество самих электродов). Электроды располагаются на запястье правой руки и щиколотке правой ноги, как показано на рис. XI-5. С помощью проводов токовые и измерительные электроды подсоединяют к импедансометру.

Рис. XI-5. Стандартное расположение электродов

Указанные на рисунке цвета проводов и зажимов, соединяемых с токовыми и измерительными электродами, являются традиционными для многих производителей биоимпедансных анализаторов. Позиции измерительных электродов на линиях сочленения суставов достаточно точно идентифицируются, что способствует более точной воспроизводимости результатов измерений.

Рис. XI-6. Примерные величины сопротивлений (Ом) сегментов тела

В некоторых публикациях высказывается мнение, что электроды на конечностях должны располагаться ближе к туловищу, чтобы в область измерения не попадали области запястий и щиколоток, которые содержат относительно мало жидкости, но имеют большое сопротивление (Gudivaka et al., 1999). Эти на первый взгляд соответствует истине.

Вернёмся к этому вопросу после анализа результатов, приведенных на рисунке XI-6. Как известно, сопротивление проводника зависимо от его длины. Это утверждение верно для проводников одного сечения, имеющих одинаковую удельную проводимость. Если речь вести о человеческом теле, как о проводнике, то его правильнее сравнить с многожильным кабелем, причём каждая жила имеет разную проводимость. На участке, где больше тканей с высокой проводимостью, там общее сопротивление меньше.

Таблица XI-2. Типичные значения удельного электрического сопротивления некоторых биологических тканей (Шван, Фостер, 1980; Уэбб, 1991).

 

Что же касается удельных сопротивлений этих же тканей in vivo, то они настолько зависят от метода измерения, что приводить какие-либо значения не имеет смысла. В большинстве измерений авторы различных работ исходят из условий гомогенности структуры, что вносит существенные погрешности между истинным и измеренным значениями удельного сопротивления. Вместе с тем определение удельного сопротивления различных органов в условиях целостного организма едва ли возможно, так как каждый орган или участок тела представляет собой совокупность разного вида тканей с различным значением проводимости и удельного сопротивления.

И ещё, если в кабеле ток проводится конец в конец, то при реографическом исследование его пропускают через «изоляционный слой». Подкожная жировая клетчатка имеет сопротивление более чем в 40 раз превышающее сопротивление плазмы крови. Сухая кожа для постоянного тока является почти идеальным изолятором, поэтому постоянный ток для реографии неприемлем. Чем больше расстояние от электрода до ближайшего крупного сосуда, чем толще кожная и подкожная прослойки, тем выше импеданс.

Теперь с этих позиций несложно оценить цифры на приведенном выше рисунке. Общепринятые стандартные отведения электродов для измерения импеданса хороши тем, что жировой клетчатки в местах их наложения немного, а достаточно крупные сосуда расположены очень близко.

Полученные значения импеданса вводят в формулы или в специально созданные компьютерные программы для расчёта объёмов жидкостных секторов.

Электрический ток может протекать внеклеточно и через клетки. Границы клеток образованы мембранами, которые по своим электрическим свойствам являются диэлектриками, проводимость которых зависима от частоты тока.

Активное сопротивление оценивают при пропускании токов низкой частоты. При прохождении тока 5 МГц и стандартном наложении электродов средние его величины у взрослых мужчин приблизительно равны 450 Омам, у женщин - 550 Омам. Реактивное сопротивление можно рассчитать при пропускании через тело тока высокой частоты. При прохождении тока в 500 МГц оно в том же возрасте приблизительно равно у мужчин и женщин до 60 и 65 Омам соответственно.

R₀ = R_вкж

Для оценки ВКЖ необходимо полностью исключить проникновение тока в клетку. А это возможно только при использовании постоянного тока, так как в этом случае клеточные мембраны остаются непроницаемыми, и поэтому внутри­клеточная жидкость не влияет на результат измерения. Однако постоянный ток почти не проходит через кожу. Кроме того, при пропускании постоянного тока через живые клетки и ткани было установлено, что его сила не остается постоянной, а сразу же после наложения потенциала начинает непрерывно падать и, наконец, устанавливается на уровне, который во много раз ниже, чем исходный. Это связано с тем, что при пропускании постоянного тока происходит электролиз ионов на электродах, вследствие чего происходят изменение концентрации раствора и поляризация электродов.

R_вкж • R_кж

R_∞ = ────────

R_вкж + R_кж

Сопротивление R_∞ может служить эквивалентом сопротивлению объёма общей воды организма (R_ОВО).

Для оценки R_ОВО необходимо, чтобы зондирующий ток свободно про­никал внутрь клеток через мембраны. Для этого частота должна быть как можно выше. В то же время, с ростом частоты по­вышаются погрешности, создаваемые паразитными ёмкостями, увеличивается излучение электромагнитных волн в окружающее пространство, усложняется решение некоторых других техниче­ских задач. Во многих серийных приборах и в исследовательских работах используется частота 500 кГц. Однако даже на такой частоте влияние ёмкостного сопротивления клеточных мембран устраняется не полностью.

Измерения на нулевой и бесконечно большой частотах реализовать невозможно, поэтому в биоимпедансных анализаторах аппроксимируют значения R₀ и R_∞ по результатам измерений импеданса на нескольких частотах (метод биоимпедансной спектроскопии).

R_∞ • R₀

R_кж = ──────

R₀ - R_∞

Несмотря на то, что в медицинской практике используются различные методологические подходы оценки импеданса тела (одночастотный, двухчастотный), наиболее перспективным для оценки содержания ОВО и ВКЖ в теле человека является интегральный многочастотный метод.

Напомним, что в идеальном случае для оценки объёма ОВО необходимо измерять импеданс на бесконечно большой частоте, а для оценки объёма ВКЖ - на частоте равной нулю. Такие измерения невозможны. Аппроксимированные значения сопротивления объекта на нулевой и бесконечно большой частотах получают с помощью метода биоимпедансной спектроскопии (БИС) (Cornish et al., 1993). Сущность метода иллюстрируется рисунком XI-7, который получен с помощью биоимпедансного анализатора АВС-01 “Медасс”.

Рис. XI-7. Аппроксимация импедансного спектра по модели Коула (годограф)

На стандартном отведении выполняют измерение импеданса на большом числе частот в диапазоне от 5-500 кГц. Число разных частот должно быть не менее 15-20 (Ward, Cornish, 2004), и последовательность их должна хотя бы приблизительно описываться логарифмическим законом. В данном примере число частот равно 31. Результаты измерений показаны квадратиками. Затем по этим результатам находят аппроксимацию модели Коула, описываемой формулой

R₀ - R_∞

Z = R_∞ + ────────

1 + (jωτ_Z) ^α

В выше указанной формуле используют четыре параметра, обеспечивающих наилучшее соответствие измеренных и рассчитанных значений импеданса:

График годографа для модели Коула имеет вид полуокружности. Пересекающая её нулевая ось соответствует оси активного сопротивления R. Крестиками на годографе показаны положения точек для тех же частот, на которых выполнялись измерения. Сопротивления R₀ и R_∞ соответствуют точкам пересечения аппроксимированного годографа с осью активного сопротивления R, так как на нулевой и бесконечно большой частотах реактивное сопротивление любой пассивной цепи равно нулю. Сопротивление R₀ используют в уравнении для оценки ВКЖ, а сопротивление R_∞ - для оценки ОВО.

 

Поскольку величина сопротивления обратно пропорциональна количеству раствора электролита в организме, то по результатам полученных сопротивлений можно рассчитать общий объём воды в организме (ОВО), а также клеточную (КЖ) и внеклеточную (ВКЖ) её части.

Эту тему развил De Lorenco (1997) и предложил уравнения для оценки объёмов ВКЖ и КЖ.

где

Проанализируем эту формулу. Несложно понять, что она базируется на основополагающем физическом законе электричества, который гласит, что сопротивление всякого проводника прямо пропорционально его длине, удельной проводимости и обратно пропорционально сечению проводника:

где l - длина проводника (м);

S - сечение проводника (м²);

ρ (ро) - удельное электрическое сопротивление (Ом×м).

Для лучшего понимания запишем эту формулу иначе:

 

Сравнив формулы, предложенную De Lorenco, и приведенную выше, несложно заметить между ними большое сходство.

Длину проводника (l) с высокой степенью достоверности можно условно принять равной росту человека.

Сопротивление проводника на постоянном токе (R₀) связывают с сопротивлением внеклеточной жидкости, поэтому здесь оно вполне корректно находится на своём месте.

Удельное сопротивление внеклеточной жидкости оценивается коэффициентом. k_вкж - постоянный коэффициент, зависящий от удельного сопротивления внеклеточной жидкости (ρ_вкж) и плотности (D). Значения ρ_вкж и D изменяются от человека к человеку в небольших пределах, поэтому они могут быть заменены на общий коэффициент. При этом k_вкж в формуле предварительно определяли по экспериментальным данным, который составил 0,306 для мужчин и 0,316 для женщин.

А вот сечение проводника, эквивалентом которого служит масса тела (М), не вызывает такого доверия. По мнению автора, рассчитанные по данной формуле результаты, достаточно близки к «эталонным». Тем не менее, имеется опасение, насколько корректно такой подход будет работать с индивидами, имеющими нестандартную конституцию строения тела. Ведь у взрослого человека прирост массы идёт преимущественно за счёт слабо гидратированной жировой ткани.

Не могу проследить логики в данной части формулы. Поэтому проверка проведена пробными расчётами, в которых использованы «стандартные» показатели роста и «нестандартные» - веса. Сделано это с целью оценки влияния показателя массы на общий результат.

Таблица XI-3. Пробные расчёты объёма внеклеточной жидкости по формуле De Lorenco для оценки влияния показателя массы тела при избыточном и недостаточном её содержании.

В данной формуле фигурирует ещё один очень важный показатель, который также переменный и также зависим от структуры тела. Речь идёт о сопротивлении при постоянном токе (R₀). В расчётах использована его условная величина, поскольку неизвестна истинная, поэтому полученные результаты нельзя использовать, как некие нормативы для индивидов с указанными параметрами.

Попробуем оценить влияние R₀ на результаты расчётов, исходя из литературных данных.

При постоянном токе мы измеряем только активное сопротивление, зависимое от количества электролитного раствора, находящегося во внеклеточном пространстве. Доказано, что удельная гидратация безжировой массы тела - величина достаточно постоянная и равна 0,732, т.е. каждый килограмм БМТ содержит 732г воды. Поскольку при проведении расчётов использован один рост, то из этого вытекает, что у всех должна быть приблизительно одинаковая безжировая масса тела, а потому и количество воды, содержащейся в ней.

В интерстициальном пространстве жировой ткани тоже имеется некоторое количество жидкости, приблизительно 100г на килограмм жира. Из этого следует, что при увеличении массы тела добавиться объём внеклеточной жидкости за счёт интерстициального пространства жировой клетчатки. Сопротивление проводника обратно пропорционально его сечению, значит, в нашем случае оно должно снизиться.

С другой стороны, при пропускании тока низкой частоты через кожу и избыточную жировую ткань увеличивается расстояние, которое должен пройти ток к тканям с хорошей электропроводностью. Следовательно, ожидаемое сопротивление несколько вырастет. Учитывая то, что электроды при традиционном наложении локализуются на участках с невысоким содержанием жировой ткани, можно допустить, что такой прирост будет небольшим.

Исходя из выше сказанного, в нашем случае вполне корректно принять значение R₀ равным для всех.

Итак, чего следует ожидать, при прибавке веса. Поскольку гидратация БМТ – величина постоянная, то прирост или снижение V_вкж можно связать только с разным интерстициальным пространством жировой ткани, гидратация которого равна 0,1. Следовательно, каждые дополнительные 10 кг жира добавляют 1 литр интерстициальной жидкости, что и прослеживается в указанной таблице с пробными расчётами.

Выводы. Формула, предложенная De Lorenco, работает вполне корректно и даёт ожидаемые результаты.

 

Отношение ρ_кж/ρ_вкж (удельное сопротивление клеточной и внеклеточной жидкости) мало меняется от человека к человеку и может быть представлено постоянным коэффициентом. Отношение р_кж/р_вкж, входящее в уравнение, принималось равным 3,82 для мужчин и 3,40 для женщин также на основе ранее полученных данных.

 

ОВО = ВКЖ + КЖ

Для оценки объёмов ОВО и ВКЖ применяют методы разведения индикаторов. Величины безжировой и жировой массы определяют путём подводного взвешивания (гидроденситометрии), а также с помощью рентгеновской денситометрии и магниторезонансной томографии. Последние два метода позволяют определять состав не только всего тела, но и отдельных сегментов. Клеточную массу и объем КЖ находят методом измерения радиоактивности тела, определяя содержание радиоактивного изотопа ⁴⁰К.

 

Прежде чем предложить собственный принцип расчёта индивидуальных должных нормативов жидкости в организме, мною были проанализированы подходы к данной проблеме, предложенные другими авторами. Сразу же выскажу свою точку зрения, что не встретил ни одного способа расчётов, который можно было бы принять к практическому применению без внесения серьёзных коррективов.

Слабым звеном большинства формул остаётся некомплексный учёт всех факторов, влияющих на сопротивление тканей. Второй ошибкой, считаю попытку создать некую универсальную формулу, дающую хорошие должные показатели для всех категорий, независимо от конституционных особенностей и структуры тканей.

Расчёт должных значений по массе тела может быть лишь ориентировочным, так как при этом трудно учесть все массо-ростовые отношения у различных индивидуумов. По этой причине при подобных подходах ведущее место отводится коррелирующим коэффициентам, полученным эмпирическим путём.

Для оценки полученных результатов у конкретного пациента зачастую проводится сопоставление проведенных измерений с данными, рассчитанными по таблицам, которые составлены на основании большого числа наблюдений с использованием индикаторных методов. Однако сомневаюсь, что в данной таблице учтены все массо-ростовые варианты человеческого тела.

 

В традиционной двухкомпонентной модели масса тела (МТ) представлена в виде суммы жировой (ЖМТ) и безжировой массы (БМТ):

МТ = ЖМТ + БМТ

По сути, это разделение тканей человеческого организма на гидрофильные и гидрофобные.

По сравнению с жировой массой тела, индивидуальные возрастные показатели безжировой массы носят более устойчивый характер и находятся под более жёстким генетическим контролем. БМТ относительно стабильна у взрослого человека и в процессе старения меняется незначительно.

Имеются устойчивые закономерные зависимости безжировой массы тела от роста и пола, исходя из которых применяется несколько подходов к расчётам должного БМТ. В частности, Behnke (1963) предложил рассчитывать дБМТ по формулам:

дБМТ для мужчин = 0.204 • (0,1 • Р)²;

дБМТ для женщин = 0.18 • (0,1 • Р)².

Где, Р - рост (см).

Структура женского и мужского тела отличается, прежде всего, содержанием скелетной мускулатуры, которая является основным компонентом БМТ. По этой причине в формулах для мужчин и женщин введены разные коэффициенты.

Чтобы рассуждения были более понятными, будем подкреплять их примерами, производя пробные расчёты на параметрах «условно нормальных» мужчины и женщины.

Например, рассчитанная по данным формулам БМТ

у мужчины равна 0,204*(0,1*175)²=62,5кг,

у женщины равна 0,18*(0,1*160)²= 46кг.

 

По каким же критериям отличают нормостеника от гиперстеника или астеника? Чаще всего это делают по отношению размеров частей тела к росту. Полагаю, несложно ввести соответствующие коэффициенты типа «ширина плеч/рост». У гиперстеника он будет выше, у астеника - ниже. В таблице XI-1 приведены отношения ширины плеч к росту в процентах. У нормостеника такое соотношение равно 23%. Примем его за единицу. Рассчитаем по ним коэффициенты программой Excel (формула приведена ниже).

=ЕСЛИ((плечи/рост)=0,23;1;(плечи/рост)/0,23)

Если у нормостеника коэффициент приравнен единице, то у астеника он приблизительно будет равен 0,935, а у гиперстеника – 1,065.

Например, мужчина окажется гиперстеником, то его БМТ с коррективами станет равна 62,5*1,065=66,5кг.

Например, женщина окажется астеником, то её БМТ с коррективами станет равна 46*0,935=43кг.

 

Например, если мужчине 50 лет (5 десятилетий), то его БМТ будет равна 66,5+0,1*(5-2)=66,2кг

 

Например,

у мужчины ОВО_БМТ будет равен 66,2*0,732 =48,5л;

у женщины ОВО_БМТ будет равен 43*0,732 =31,5л

Следует помнить, что при нарушениях водного обмена безжировая масса является основным местом накопления избыточной жидкости и эта цифра может существенно меняться. Поэтому импедансный метод оценки водного баланса измеряет прирост или спад жидкости в организме, прежде всего в этом секторе.

Вся вода безжировой массы тела условно распределяется в трёх секторах: внутрисосудистом (плазма), интерстициальном и внутриклеточном. Между секторами в норме существует устойчивое соотношение 1:3:9. Несложно сосчитать, что из всей ОВО_БМТ 9 частей находится внутриклеточно и 4 части во внеклеточном пространстве.

 

Расчёт должных показателей клеточной жидкости безжировой ткани достаточно прост (КЖ_БМТ) - из 13 частей всей воды БМТ 9 находятся внутриклеточно.

Например,

КЖ_БМТ «условного» мужчины равна 48,5/13*9=33,6л;

КЖ_БМТ «условной» женщины равна 31,5/13*9=21,8л.

 

Например,

ВКЖ_БМТ «условного» мужчины равна 48,5/13*4=14,9л;

ВКЖ_БМТ «условной» женщины равна 31,5/13*4=9,7л.

Жировые клетки не включены в клеточную массу тела, поскольку функционируют по иным физиологическим и биохимическим законам. Однако они имеют оболочку и цитоплазму. Поэтому, с физической точки зрения, адипоциты должны рассматриваться как клетки, обладающие свойством ёмкостного сопротивления.

 

Расчёт жировой массы можно осуществить по простой формуле:

ЖМТ = МТ - дБМТ.

Например, рассчитанные по данным формулам ЖМТ у «условно нормального» мужчины равна 70-66,2=5,8кг; женщины - 58-43=15кг.

Однако необходимо учитывать, что предложенная формула не являются универсальной и корректна только у лиц с нормальным содержанием жидкости в организме. Она перестаёт "работать" в случаях глубоких расстройств гемодинамики и водного баланса организма, когда особенно необходимо знать состояние объёмов жидкостных секторов. Избыточная жидкость будет просто приплюсована к жировой ткани, что может привести к большим погрешностям в оценке водного баланса. Поскольку гидратация жировой ткани в 2,5 раза меньше безжировой (300 мл/кг), то при ошибочном добавлении избыточной жидкости к массе жировой клетчатки на каждом килограмме будет теряться 700 мл жидкости, что может существенно отразиться на результате дОВО.

Как же обойти эту проблему? Предлагаю рассмотреть три варианта:

Первый вариант. Использовать в расчётах массу обследуемого до начала декомпенсации, полученную из анамнеза. Если вес оставался достаточно стабильным на протяжении нескольких месяцев или лет, то можно допустить, что он истинный, т.е. не отмечалось прироста за счёт отёка или ожирения.

Если же вес менялся волнообразно, то можно допустить, что это происходило, прежде всего, за счёт нарушения водного баланса (отёков). В данном случае правильнее всего выбрать самое меньшее значение среди всех анамнестических.

Некоторые авторы отмечают, что при использовании приблизительных росто-весовых данных (рост ± 2 см, вес ± 4 кг) можно получить ошибку в расчётах, составляющую до 10%. Но хотел бы сделать некоторые уточнения. Если ошибка на те же 4кг веса произошла за счёт жировой клетчатки, то это соответствует погрешности расчёта водного баланса на 1 литр или же 2-3%.

Второй вариант. Поскольку больные с нарушением водного баланса в большинстве случаев являются хрониками, то после приведения их в стадию компенсации целесообразно зафиксировать в эпикризе «чистый» вес, чтобы облегчить расчёты при последующих обращениях к врачу.

Третий вариант. При невозможности использования первых двух вариантов, оценивать только динамику изменений водного баланса, что тоже является весьма полезным, как в реаниматологии, так и других разделах медицины.

В общих чертах структуру тела организма правильнее всего представить соотношением нежировых твердых веществ, жира и воды. К сожалению, в практической медицине это осуществить почти невозможно.

 

Исходя из этого, несложно рассчитать общий объём воды безжировой массы тела (ОВО_ЖМТ).

Например,

у «условно нормального» мужчины ОВО_ЖМТ равно 5,8*0,3=1,74л;

у «условно нормальной» женщины ОВО_ЖМТ равно 15*0,3=4,5л.

И ещё, жировая ткань, являясь гидрофобной, почти не депонирует в себе избыточную воду при различных отёках. Следовательно, оценку нарушения водного баланса следует осуществлять только по безжировой массе тела.

Структурно вся вода в жировой ткани распределена так:

Из сказанного выше вытекает, что вся вода жировой ткани приблизительно распределена между внутриклеточным и интерстициальным пространством в соотношении 2:1.

 

Как было сказано выше, удельная клеточная гидратация жировой ткани приблизительно равна 0,2. Клеточная жидкость (КЖ_ЖМТ) составляет 2 части из 3 от общей воды жировой ткани.

Например,

у «условного мужчины» КЖ_ЖМТ равна 1,74/3*2=1,16л.

у «условной женщины» КЖ_ЖМТ равна 4,5/3*2=3,0л.

 

Должный общий объём клеточной жидкости в организме (дКЖ) равен сумме объёмов клеточной жидкости безжировой и жировой ткани:

дКЖ = дКЖ_БМТ + дКЖ_ЖМТ

Например,

у «условного» мужчины дКЖ равна 33,6+1,2=34,8л;

у «условной» женщины дКЖ равна 21,8+3=24,8л.

 

Должный общий объём внеклеточной жидкости в организме (дВКЖ) равен сумме объёмов интерстициальной жидкости безжировой и жировой ткани плюс трансцеллюлярную жидкость:

Например,

у «условного» мужчины дВКЖ равно 14,9+0,6+1,5=17л;

у «условной» женщины дВКЖ равно 9,7+1,5+1=12,2л.

 

Должный общий объём воды в организме (дОВО) равен сумме объёмов клеточной и внеклеточной жидкости:

дОВО = дКЖ + дВКЖ

Например,

у «условного» мужчины дОВО равно 34,8+17=51,8л;

у «условной» женщины дОВО равно 24,8+12,2=37л.

 

Точность оценки ВКЖ и КЖ многочастотным методом исследовалась в работе А. Делоренцо и соавт. (De Lorenzo et al., 1997). Измерение импеданса производилось анализатором фирмы Xitron Technologies на 21 частоте в диапазоне от 1кГц до 1,284 МГц. По полученным данным выполнялась аппроксимация модели Коула, дававшая значения сопротивлений R₀ и R_∞. Оценка объёмов ВКЖ и КЖ осуществлялась на основе модели смеси. Для оценки ВКЖ (r² = 0,83) и ОВО (r² = 0,90) в качестве эталона применялись методы разведения индикатора. Для получения эталонного значения КЖ использовали измерение радиоактивности тела по ⁴⁰К (r² = 0,72) и расчёт по разности эталонных значений ОВО и ВКЖ (r² = 0,76), определённых разведением индикаторов. Измерения проводились на выборке из 87 здоровых добровольцев.

Hoffer et al. (1969) установили высокую корреляцию между импедансом тела и величинами ОВО и БМТ. Погрешность не превышала 0,9-1,8 кг.

Однако в литературных источниках встречается и иная точка зрения:

«Коэффициент корреляции между индикаторными и биоимпедансометрической методиками составляет r = +0,82 . Однако процент ошибки колеблется в пределах 15 %».

Следует заметить, что инвазивные («эталонные») методы измерения жидкостных сред организма и компонентного состава тела сами не лишены недостатков, затрудняющих их применение. Они непригодны для непрерывного или достаточно частого оперативного врачебного контроля, не говоря уже о доступности для широкого практического применения.

Определение ОЦК индикаторными методами (синий Эванса, изотопы) может давать неверные результаты в условиях нарушения микроциркуляции и депонирования крови.

Речь идёт об инструментальных и методических погрешностях измерения импеданса биообъекта, обусловленных характеристиками и параметрами прибора и метода измерения.

Методические погрешности возникают вследствие неполного учёта параметров эквивалентной схемы измерительной цепи при проведении измерения. Биоимпедансный анализатор предварительно калибруют по набору образцовых импедансов. Дело в том, что при измерении биоимпеданса значения некоторых параметров этой схемы могут существенно отличаться от значений, имевших место во время проведения калибровки.

Инструментальные погрешности обусловлены характеристиками применяемой аппаратуры. Погрешность измерения импеданса в 2 Ома даёт ошибку ОВО » 0,18 л. В целом, при современном уровне элементной базы инструментальная погрешность измерителя импеданса без особых затруднений обеспечивается в пределах десятых долей процента.

Внешние погрешности являются следствием действия внешних по отношению к измерительному прибору причин. К числу таких причин в первую очередь следует отнести изменения характеристик окружающей среды: температуры, влажности и т. д. В современных приборах влияние этих факторов также может быть уменьшено до допустимых пределов.

Ещё один вид внешних воздействий - электромагнитные поля, излучаемые другими устройствами, например, входящим в состав биоимпедансного анализатора компьютером. На результаты измерений могут оказывать влияние сигналы радиостанций, для которых биообъект является антенной. Эти вопросы пока ещё мало исследованы. Одним из способов уменьшения влияния внешних электромагнитных полей является рациональный выбор частот, на которых выполняются измерения.

Высокая степень автоматизации биоимпедансных анализаторов практически исключает ошибки при считывании результатов и выполнении промежуточных расчетов.

Известно, что во время биоимпедансометрии больной должен лежать на сухой поверхности, конечности не должны соприкасаться с туловищем и между собой. Как показала практика это не всегда выполнимо. Кроме этого во время анестезии и операции работает диатермокоагулятор, электронож, больной находится на ИВЛ, к телу пациента подключены датчики для контроля за ЭКГ, температурой, центральной гемодинамикой и это вносит значительные погрешности и негативно сказывается на результаты спектральной биоимпедансометрии.

Использование диуретиков, программ очищающих кишечник приводит к выведению солей, нарушению водного баланса в организме и трудностям оценки жировой и безжировой массы в организме.

С другой стороны инфузия различных растворов электролитов может исказить результаты исследования, если его проводить без должного временнóго интервала.

В ряде исследований показано, что при стрессовых ситуациях и после тяжёлого хирургического вмешательства развивается катаболическая фаза системной постагрессивной реакции, которая сопровождается интенсивным распадом отдельных тканей. Это ведёт к структурным изменениям интерстициального матрикса, внутриклеточного гомеостаза с накоплением осмотически активных веществ. В такой ситуации в организме может дополнительно образовываться до 3 литров эндогенной воды, которая вступает в обменные процессы. Такое количество жидкости образуется вследствие повышения скорости распада гликогена, а также в результате перехода воды из "связанного" в коллоидных системах состояния в свободное.

Кроме известных физиологических механизмов, регулирующих состояние жидкостных секторов, на перераспределение жидкости между секторами может влиять состояние клеточных мембран. Изменению проницаемости клеточных мембран для тока может способствовать включение в них следовых количеств определённых антибиотиков или белков, что ведёт к снижению их диэлектрических свойств и способствует возможному шунтированию тока на низкой частоте. Одним из механизмов изменения проницаемости клеточных мембран может быть и электрический пробой липидного бислоя клеток собственным потенциалом, развивающимся в результате снижения электрической прочности бислоя.

Источником возможных ошибок оператора является неправильная установка электродов, что может привести к искажению результата. Смещение электродов в сегменте конечностей на 1 - 2 см относительно друг друга приводило к появлению ошибки до 1 %.

С хорошей достоверностью можно определить рост человека: обычно его измеряют с точностью до 1 см. Погрешность измерения длины тела в 1 см даёт ошибку ОВО » 0,34 л, что не превысит 0,5%.

При погрешности измерения массы тела в 0,5 кг ошибка ОВО не превысит 0,06 л. Хотя больше проблем заложено не в измерении массы тела, а в его структурном составе, о чём будет сказано ниже.

Считаю, что минимизация ятрогенных причин, ведущих к искажению результатов, правильное наложение электродов и проведение всего исследования позволяют снизить эту категорию погрешностей до минимума.

Ни один из предложенных подходов расчёта водного баланса по импедансу не лишён недостатков. В данной работе они не анализировались. Имеется множество формул регрессивной зависимости между импедансом и объёмами жидкости в организме, как правило, отличающихся друг от друга только коррелирующим коэффициентом, подобранным эмпирическим путём. Это может лишь служить доказательством того, что они несовершенны, иначе их бы не пытались вновь и вновь переделывать.

Пытаясь выбраться из наезженной колеи, некоторые авторы вносят дополнительные параметры и показатели, пытаясь связать водный баланс организма с концентрацией натрия, калия, белка в сыворотке крови, гематокритом, и даже температурой тела.

Сразу же скажу, что как подсказывает мой опыт, чем больше дополнительных параметров будет вноситься в то или иное обследование, тем менее она будет востребована у клиницистов. И ещё, приведенные выше лабораторные показатели имеют достаточно широкий коридор нормы. Прибавьте к этому возможные погрешности при лабораторном исследовании.

Да и насколько импедансный метод в этом нуждается. Приведу несколько выдержек из медицинских научных источников.

Как видим, использование дополнительных (лабораторных) параметров не приводит к серьёзному прорыву в достоверности расчётов фактических показателей водного обмена.

Однако, как показали пробные расчёты, точность оценки ОВО, ВКЖ и КЖ многочастотным методом на основе модели смеси, заявленная А. Делоренцо более близка к истине. При таком подходе достоверность результата должна быть достаточно высокой (r² = 0,8 - 0,9).

Метод разделения структуры тканей на гидрофильные и гидрофобные также далёк от совершенства. Мною, прежде всего, преследовалась цель, подсказать учёным иные пути решения данной проблемы. При его практической апробации, надеюсь, появятся новые идеи и наконец-то удастся выбраться с «наезженной колеи».

Если предложенный мною подход не заработает, то правильнее на данном этапе ограничиться только оценкой динамики изменений водного баланса в процессе лечения.

Даже в норме каждый человеческий организм имеет свои индивидуальные особенности, которые могут существенно меняться при различных патологических отклонениях, напрямую не связанных с водным обменом. Тем не менее, их влияние на водный баланс возможно. В данном разделе делается обзор работ, указывающих на вероятность погрешности при оценке водного баланса, связанные с этим.

У здоровых людей гематокрит венозной и капиллярной крови равен 40...48% (или 0,40...0,48) для мужчин и 36...42% (или 0,36...0,42) для женщин.

Уменьшение гематокритной величины отмечается при анемии, иногда до значительных цифр (20-25%). Выраженное повышение (55-60%) наблюдается при симптоматических эритроцитозах, проявляющихся при врождённых пороках сердца, лёгочной недостаточности, некоторых гемоглобинопатиях. Поэтому, физиологически значимый диапазон для гемоглобина находится в коридоре от 0,2 до 0,6.

Следует учитывать то, что гематокрит больше пригоден для оценки объёма циркулирующей плазмы, которая составляет лишь 1/13 часть всей воды организма. Результаты расчётов относительной погрешности при измерении импеданса в физиологически значимом диапазоне не превышает 3-5%, а при отсутствии отклонений у пациента (нормальная величина показателя гематокрита) ошибка составляет 1,5-2%.

В нормальном состоянии удельная электропроводность цитоплазмы (σ_ц) клеток в среднем равна 0,68 См/м, а у разных людей она колеблется в пределах 0,6-0,8 См/м. Таким образом, разброс значений у разных людей даже в нормальном состоянии составляет 10-15%, не говоря о патологиях. Естественно, измерить удельную электропроводность цитоплазмы клеток во время мониторинга не представляется возможным, поэтому мы вынуждены использовать в расчётах средние значения и по возможности вносить коррективы. Учитывая, что изменение электролитного состава клеток происходит относительно медленно, то во время динамического контроля оно не повлияет на оценку изменения объёма клеточной жидкости, а лишь на абсолютное его значение.

Хотел бы напомнить, что электропроводность (G) – это физическая величина, обратная электрическому сопротивлению (G = 1/R). Единицей её измерения является Ом^-1, или См (Сименс). Чтобы не вносить путаницу, в последующем электрические свойства тканей будут характеризоваться только через их сопротивление (R = 1/G).

Итак, в нормальном состоянии удельное электрическое сопротивление цитоплазмы (r_ц) клеток в среднем равно 1,47 Ом×м, а у разных людей она колеблется в пределах 1,67-1,25 Ом×м.

Электрическое сопротивление плазмы крови, как поливалентного электролита, зависит от концентрации и поверхностной проводимости включений - макромолекул, мицелл и других частиц. Предельные значения электрического сопротивления для плазмы крови - r₀ = 0,91 Ом×м, r_∞ = 0,05 Ом×м.

Отношение удельных электрического сопротивления цитоплазмы эритроцитов и плазмы крови у разных людей будет заметно изменяться в силу индивидуальных особенностей. При оценке ОЦК, ВКЖ, КЖ отклонение отношения от его среднего значения на 10 % может привести к увеличению предельной относительной погрешности до 5-6 %, что является вполне приемлемым результатом (Тестов).

 

Отсутствие хороших подходов к оценке должных показателей содержания жидкости в организме не позволяют пока выйти на достаточно точные абсолютные показатели. Тем не менее, оценка динамических изменений водного баланса в процессе лечения может быть использована в клинической практике, как составная часть оперативного врачебного контроля. Применение данного метода в практике реаниматологии позволяет оценить степень гидратации организма, выработать патогенетические подходы лечения дизгидрий.

 

Конец XI раздела.