Книги, научные публикации
Pages: | 1 | 2 | 3 | Министерство образования Российской Федерации КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. ТУПОЛЕВА А.В. БЕРДНИКОВ, М.В. СЕМКО, Ю.А. ШИРОКОВА МЕДИЦИНСКИЕ ПРИБОРЫ, АППАРАТЫ, СИСТЕМЫ И ...
-- [ Страница 3 ] --После определенного периода напряжения функции ряда систем (в первую очередь дыхания и кровообращения) наступает их декомпенсация.
3.1.2. Клинические признаки острой дыхательной недостаточности Первым клиническим симптомом ОДН чаще всего является ощущение нехватки воздуха (одышка). Дыхание становится сначала углубленным, за тем учащенным. При непроходимости верхних дыхательных путей одышка носит преимущественно инспираторный характер, при бронхиальной непро ходимости - экспираторный. В случае преобладания рестриктивных процес сов и шунтирования крови справа налево дыхание сразу становится учащен ным. Если гипоксемия сочетается с гипокапнией, то развитие клинической картины можно разделить на три стадии.
Стадия 1. Первые симптомы - изменение психики. Больные несколько возбуждены, напряжены, негативны по отношению к окружающим, часто жалуются на головную боль. Артериальное давление, особенно диастоличе ское, повышено, тахикардия.
Стадия 2. Сознание спутано, появляются агрессивность, двигательное возбуждение. При быстром нарастании гипоксии могут быть судороги. В ды хании принимают участие вспомогательные мышцы. Стойкая артериальная гипертония, тахикардия, иногда экстрасистолия.
Стадия 3. Гипоксическая кома. Сознание отсутствует. Возникают судо роги. Артериальное давление критически падает. Аритмия пульса. Если больному не оказана своевременная помощь, наступает смерть.
При сочетании гипоксемии с гиперкапнией (гиповентиляционный син дром) также можно различить три стадии.
Стадия 1. Больные эйфоричны, говорливы, но речь прерывистая. Бес сонница. Артериальное и центральное венозное давление повышено. Тахи кардия.
Стадия 2. Больные возбуждены, иногда беспричинно веселы, не отдают себе отчета в тяжести своего состояния. Выраженная артериальная и веноз ная гипертония, стойкая тахикардия.
Стадия 3. Ацидотическая кома. Сознание постепенно утрачивается, больные луспокаиваются, впадают в карбонаркоз. Арефлексия. Артериаль ное давление снижается, пульс аритмичный. Наступает смерть.
Определение степени тяжести ОДН чрезвычайно важно для выбора ра циональной терапии.
3.2. Патофизиология искусственной и вспомогательной вентиляции легких Искусственной вентиляцией легких (ИВЛ) называют обеспечение газо обмена между окружающим воздухом (или специально подобранной смесью газов) и альвеолярным пространством легких искусственным способом.
Основными задачами ИВЛ в интенсивной терапии являются обеспече ние адекватного метаболическим потребностям организма газообмена в лег ких и полное освобождение больного от работы дыхания.
Вспомогательной вентиляцией легких (ВВЛ) принято называть поддер жание заданного (или не ниже заданного) минутного объема вентиляции при сохраненном дыхании больного.
Основными задачами ВВЛ являются поддержание адекватного газооб мена в легких, уменьшение работы дыхания, а также облегчение перехода больного от ИВЛ к самостоятельному дыханию.
Основным методом ИВЛ в настоящее время является вдувание газа в дыхательные пути. Но не меньший интерес вызывает проблема управления функцией внешнего дыхания путем ритмической электрической стимуляции диафрагмальных нервов (ЭСДН) и диафрагмы (ЭСД).
3.2.1. Электрическая стимуляция диафрагмального дыхания Сообщения об успешном применении длительной ЭСДН у больных бульбарным полиомиелитом появились в 1948 - 1950г. На первых этапах раз работки методов основное внимание уделяли изучению возможности их дли тельного использования при вентиляционной центрогенной и нервно мышечной ОДН (энцефалит, полиомиелит, травма шейного отдела спинного мозга и т.д.). Успешно применяется кратковременная ЭСДН и ЭСД после нейрохирургических операций, при ОДН, вызванной черепно-мозговой травмой, высокой спиномозговой анестезией, травматическим шоком, а так же для респираторной поддержки в до- и послеоперационном периодах при операциях на легких и при отравлении барбитуратами.
Метод ЭСДН не получил распространения из-за необходимости опера тивного вмешательства (обнажение диафрагмального нерва для наложения на него электрода), развития в этой области отека тканей, деполяризации в месте контакта стимулирующих электродов с нервом;
трудности обеспечения стабильного эффекта и опасности повреждения сосудистых стволов (при подкожном введении игольчатых электродов в область грудинно ключичного сочленения);
нестабильности эффекта и возникновения побоч ных явлений (при транскутанной электростимуляции в области шеи с помо щью пальцевого электрода) и т.д.
Метод чрескожной ЭСД лишен вышеперечисленных недостатков по этому он находит широкое применение особенно в комплексной терапии больных со специфическими и неспецифическими заболеваниями легких.
3.2.2. Методика проведения чрескожной электрической стимуляции диафрагмального дыхания Для ЭСД используют четыре сетчатых плоских электрода. Процедуру выполняют натощак или через 1,5 - 2 часа после еды в положении больного лежа на спине.
Наложение электродов. На поверхность электродов наносят тонкий слой токопроводящей пасты (можно использовать пасту для электродов ЭКГ) или накладывают марлевые салфетки, смоченные изотоническим раствором хло рида натрия. Два катода (активные электроды) накладывают в седьмом меж реберье кнаружи от срединно-ключичной линии симметрично с обеих сто рон. Электроды должны плотно прилегать к коже. Для этого в зависимости от формы грудной клетки их можно сдвинуть на 2Ч3 см в ту или другую сторону по ходу межреберья. Два анода (пассивные электроды) накладывают на спину на уровне Тhх по горизонтали и так, чтобы они находились напро тив катодов (расположенных спереди) по вертикали. Электроды закрепляют резиновым ремнем или лейкопластырем.
При неэффективности процедуры можно поменять расположение элек тродов (катоды сзади, аноды спереди).
Подбор параметров чрескожной ЭСД. Во время каждого сеанса, в его начале, а иногда и на всем протяжении, необходим индивидуальный подбор параметров. После включения аппарата в первую очередь подбирают частоту импульсов (лчастота дыхания) соответственно частоте дыхания больного.
Если в процессе сеанса ЧЭСД частота собственного дыхания пациента сни жается, частоту импульсов также следует уменьшить.
Затем подбирают скважность, т.е. отношение длительности вдох : вы дох. Практика показала, что в основном больные хорошо переносят отноше ние 1 : 1, которое мы и рекомендуем использовать. Однако возможно и от ношение 1 : 2 и даже 1 : 3, но только, если это создает комфорт для пациента.
Подбор напряжения (от 10 до 50 В) осуществляют путем постепенного его повышения, до появления у больного ощущения сокращения диафрагмы, синхронно с началом спонтанного вдоха, обязательно (1) совпадающего с сигналом аппарата. Обычно при повышении напряжения вначале начинают слегка сокращаться мышцы передней брюшной стенки, а затем появляется глубокий вдох, свидетельствующий об активизации диафрагмы. При появле нии ощущения покалывания в местах наложения электродов необходимо уменьшить напряжение. Чаще всего напряжение подбирают в диапазоне от 20 до 50 В. Однако у некоторых больных на протяжении сеанса может насту пить привыкание диафрагмы к электрическому раздражению и дыхательный объем уменьшается. При этом следует несколько повысить напряжение им пульса.
В наших наблюдениях длительность импульса также подбирали инди видуально, в зависимости от ощущений больного. Большинство пациентов отмечали состояние комфорта при длительности 0,5Ч0,8 мс. Мы отметили, что у больных с выраженной эмфиземой легких приходилось задавать наи большие напряжение и длительность импульсов.
Иногда у больных может возникать кратковременное головокружение, связанное с избыточной вентиляцией легких. В этом случае рекомендуется уменьшить частоту дыхания, генерируемую аппаратом так, чтобы она была на 10Ч20 % меньше частоты самостоятельного дыхания. При собственной частоте дыхания больше 20 в минуту следует устанавливать частоту импуль сов близкой к частоте дыхания пациедта, а для исключения гипервентиляции уменьшать амплитуду тока до 80Ч90 % от субмаксимального уровня.
Продолжительность первого сеанса обычно составляет 15Ч 20 мин, по следующих, в зависимости от переносимости процедуры, Ч 20Ч30 мин.
Частота проведения сеансов Ч1Ч2 в сутки.
Для повышения эффективности чрескожной ЭСД рекомендуется соче тать ее с ингаляцией кислорода и ультразвуковой аэрозольной терапией.
Предложены различные составы для ингаляций, например: раствор йо дида калия 3 % Ч 7,0 мл раствор эуфиллина 2,4 % Ч 2,0 мл раствор эфедри на 5% Ч0,5 мл ИВЛ (в первую очередь при катетерном способе) и необходимого мони торинга является важной задачей. Роль этих факторов существенно возраста ет при проведении длительной струйной ВЧ ИВЛ. При инжекционной ВЧ ИВЛ проблемы кондиционирования могут быть достаточно успешно решены за счет эжекции аэрозоля, горячего пара (при коммутации аэрозольного ин галятора или увлажнителя-обогревателя с инжектором) или гипербарическо го кондиционирования, при чрескатетерной струйной ВЧ ИВЛ Ч путем ис пользования гипербарического кондиционирования, а при проведении ВЧ ВВЛ Ч за счет ингаляции теплого аэрозоля пациентами, находящимися в сознании.
Рекомендуется также сочетать сеансы ЭСД с массажем грудной клетки и лечебной физкультурой, стационарной фибробронхоскопией, физиотерапев тическими процедурами, направленными на ослабление воспалительного процесса в бронхах.
Таким образом, для ЭСД характерно:
- частота дыхания полностью определяется больным;
- дыхательный объем несколько увеличен за счет увеличения амплитуды движения диафрагмы;
- работа дыхания не уменьшается, а несколько увеличивается.
Если параметры чрескожной ЭСД подобраны правильно, во время сеан са больной не отмечает никаких неприятных ощущений. Наоборот наступает состояние покоя, расслабленности. Многие пациенты во время сеанса засы пают, у них уменьшается частота дыхания, менее выражено ощущение не хватки воздуха. При откашливании облегчается отхождение мокроты. Непо средственно после сеанса ЭСД несколько улучшаются спирографические по казатели и РО2 капиллярной крови.
Однако эффект от одного сеанса ЭСД нестоек и перед следующим сеан сом основные параметры дыхания возвращаются к исходным величинам. Бо лее стойкое улучшение наступает после 5 - 6 сеансов.
В раннем периоде после полостных оперативных вмешательств у боль ных, которым до операции применяли ЭСД, быстрее восстанавливается спонтанное дыхание. Своеобразная тренировка дыхания во время сеансов ЭСД позволяет больным в послеоперационном периоде легче контролиро вать процесс вентиляции легких, периодически увеличивать дыхательный объем и откашливать мокроту.
Методика ЭСД во время операций не отличается от общепринятой. Для поддержания стабильного эффекта рекомендуется постепенно увеличивать амплитуду напряжения, а в раннем послеоперационном периоде для облегче ния синхронизации с электростимулятором проводить процедуру в положе нии Шеде (с согнутыми в коленях ногами).
3.3. Электростимулятор дыхания ЭСД-2П Электростимулятор дыхания ЭСД-2П (рис. 2.17) представляет собой переносной прибор настольного типа, конструктивно выполненный в виде двух блоков, габариты каждого блока 25 25 13 см, общая масса аппарата не превышает 5 кг. На лицевой панели каждого из блоков размещены ручки и кнопки для подбора выходных параметров. Первый блок служит для регули рования выходных энергетических сигналов: амплитуды импульсов от 0 до 20 мА и напряжения от 0 до 50 В в зависимости от применяемого типа элек тростимуляции. На лицевой панели второго блока расположены два ряда кнопок, по 10 кнопок в каждом. Они служат для установления длительности одиночного импульса от 0,1 до 1,0 мс (верхний ряд) и частоты следования пачек импульсов (частота дыхания) с дискретным регулированием от 10 до 56 циклов в минуту. Принципиальным для электростимуляции дыхания яв ляется, как происходит заполнение пачек импульсов, от этого зависит ха рактер сокращения диафрагмы и вдоха Ч будет ли он достаточно плавным или резким, тетанического типа. Одни исследователи предпочитают приме нять ЭСД с амплитудной модуляцией, т.е. с постепенным нарастанием ам плитуды импульсов в посылке, другие Ч с частотной модуляцией, когда при фиксированной амплитуде сигнала постепенно меняется частота заполнения посылки электрическими импульсами. На наш взгляд, в аппарате ЭСД-2П удачно реализован принцип частотной модуляции: до середины посылки им пульсов их частота нарастает по линейно-ступенчатому закону от 9 до 27 Гц, а в течение второй половины посылки Ч остается постоянной, равной 27 Гц.
Как свидетельствует наш опыт применения электростимулятора у хирурги ческих и терапевтических больных, при данном принципе заполнения по сылки импульсов обеспечивается достаточно плавное сокращение диафраг мы и отсутствие дискомфортных ощущений у пациентов.
Основное назначение электростимулятора ЭСД-2П Ч проведение чре скожной электростимуляции диафрагмы с помощью пластинчатых электро дов (см. введение). Однако он может быть применен и для непосредственной стимуляции диафрагмального нерва или диафрагмы, а также для проведения радиочастотной стимуляции с помощью отдельного блока. С этой целью в комплект аппарата входят дополнительно соответствующие электроды.
Электростимулятор содержит также дополнительный вход для запуска внешним импульсом, что дает потенциальную возможность его применения в биосинхронизированном режиме (лтриггерная ЭСД). В более простом ва рианте, применяемом, например, для адаптации пациента к электростимуля тору, предусмотрена возможность ручного запуска пачки импульсов син хронно с началом дыхательной попытки пациента.
Рис. 2.17. Электростимулятор дыхания ЭСД-2П.
3.4. Использование реографических методов для оценки интенсивности дыхания Реография - это бескровный метод исследования кровоснабжения раз личных органов, основанный на регистрации изменения электрического со противления тканей органов человека помещенных в электрическое поле или включенных в электрическую цепь.
Биофизически основой этого метода является зависимость сопротивле ния тканей органов от изменения объёма и состава крови в исследуемом участке тела человека. Измеренный при реографических исследованиях пол ный импеданс состоит из переменной и постоянной составляющих.
При исследовании гемодинамики информативной является переменная составляющая (пульсовой импеданс).
Имеются сообщения об использовании при реографии значений посто янной составляющей компоненты сопротивления (базового импеданса) груд ной клетки. По мнению большинства специалистов величина базового импе данса (R) определяется видом и объёмом биологических тканей, заключен ных в межэлектродном пространстве. При этом одни из них (жировая клет чатка, сердце, костная, лёгочная и соединительная ткани) обладают относи тельным постоянством при формировании базового импеданса, другие (био логические жидкости и альвеолярный воздух) являются наиболее изменяю щимися компонентами базового импеданса. Эти данные позволяют исполь зовать величину базового импеданса как для суждения об уровне давления в лёгочной артерии, так и для оценки изменения насыщения крови и альвеол кислородом, зависящей от интенсивности дыхания.
При таких исследованиях целесообразно использовать отношение рас четного и истинного базовых импедансов, условно названное индексом базо вого импеданса (ИБИ).
Величина расчетного базового импеданса определяется исходя из фор мулы:
Rp = ( l 2) / V (2.6) Где - удельное сопротивление крови (Ом см), l - расстояние между электродами, V - межэлектродный объём биоткани.
Считаем в первом приближении объём биоткани пациента в межэлек тродном пространстве близким к цилиндрическому. Исходя из этого получа ем:
V = (с2 l) / 12.56 (2.7) Где с - окружность грудной клетки в состоянии выдоха на уровне мече видного отростка грудины (см).
Величина истинного базового импеданса вычисляется по формуле:
R = (экв. l 2) (2.8) Где экв. - удельное сопротивление тканей между электродами, Так как наиболее токопроводящей является кровь, то экв >, и, следо вательно ИБИ < 1.
При таком соотношении экв и снижение ИБИ должно говорить об уменьшении содержания в крови кислорода, т.е. об уменьшении интенсивно сти дыхания.
Были проведены многочисленные исследования этой проблемы. При проведении реографического исследования были обнаружены отклонения от нормы у 150 человек. У 75 из 150 больных при рентгеноскопическом анализе были обнаружены признаки застоя в легких различной степени. Результаты исследования, обработанные методами корреляционного анализа позволили определить средние значения ИБИ, базового импеданса R и общего перифе рического сопротивления (ОПС). Эти данные приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5.
Показатель Без измене- Венозный за- Диффузион- Интерстицио ний в лёгких стой в верхних ный застой в нальный отёк долях лёгких лёгких лёгких ИБИ 7.8 10-2 6.2 10-2 5.8 10-2 4.95 10- 0.003 0.002 0.0015 0. ОПС 1810 121 1920 135 2360 210 2660 R, Ом 144 4.8 147 4.3 150 3.1 152 4. Приведенные данные показывают, что на основании реографического исследования можно оценивать динамику изменения интенсивности дыха ния, причём уменьшению интенсивности дыхания будет соответствовать уменьшение ИБИ, рост ОПС и базового импеданса R.
Из всех известных способов включения объекта в измерительную цепь наи более информативным является тетраполярный способ, при котором раз дельно соединяются генераторная (токовая) и измерительная (потенциаль ная) цепи. Генераторная цепь обеспечивает стабильный ток, а измерительная в этом случае позволяет оценивать изменение сопротивления.
3. Электрохимические методы 1. Исследование метода определения рН в органах желудочно-кишечного тракта 1.1. Постановка проблемы измерения рН Ранняя и объективная диагностика заболеваний, в том числе функцио нальных нарушений желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) Ч актуальный и важный этап развития современной гастроэнтерологии. Интенсивное изуче ние секреторной функции желудка в клинике и в эксперименте в течение по следних 100 лет позволило раскрыть многие стороны физиологии и патоло гии ЖКТ. Понять в полной мере патологические сдвиги секреторной функ ции желудка, оценить влияние и взаимосвязи с функциями других органов и систем, а также субъекта в целом, невозможно без знания его нормальной физиологии.
Прежде, чем приступить к исследованию функционального состояния желудка, врач должен иметь представление о том, что считать нормальным желудком, нормальным исходным состоянием и нормальной реакцией сис темы желудка. Главным критерием нормальности всей системы ЖКТ являет ся способность работать и управлять своими функциями. Нормальным ис ходным состоянием следует считать такое функциональное состояние кисло тообразующих желез, когда они натощак находятся в физиологическом по кое и не выделяют соляную кислоту. При этом внутрижелудочная среда име ет нейтральную или щелочную реакцию. Однако исходное состояние данной системы еще не свидетельствует о нормальном желудке, пока не станет из вестно, способна ли кислотообразовательная система выделять соляную ки слоту при воздействии адекватных раздражителей. Нормальная ответная ре акция желудка Ч это способность его кислотообразовательной системы вы делять соляную кислоту.
Термином "желудочное содержимое" принято обозначать сложную смесь из собственно желудочного сока, переваренной в той или иной степени пищи, слюны и частично дуоденального химуса. Желудочный сок, имеющий достаточно сложный состав, продуцируется неоднородными в морфологиче ском отношении клетками. Клетки слизистой оболочки дна и тела желудка вырабатывают как кислый, так и щелочной секреты, клетки антрального от дела Ч только щелочной. При этом клетки поверхностного эпителия дна и тела желудка продуцируют слизь, главные клетки Ч преимущественно фер менты, а обкладочные клетки Ч соляную кислоту. В упрощенном виде об кладочная клетка рассматривается как мощный механизм, осуществляющий + - разделение Н и ОН (НСО з), что позволяет доводить величину рН в полос ти желудка до 0,8. Выделение соляной кислоты в желудке создает резкий пе репад величины рН как по отношению к величине рН в полости рта, так и в полости 12-перстной кишки, куда поступают щелочные секреты. Скачкооб разные изменения рН вдоль пищеварительной трубки являются своеобраз ным приспособлением, обеспечивающим оптимальную деятельность фер ментов. Увеличение кислотности среды вызывает инактивацию ферментов, действующих только в щелочной среде и создает условия для пепсинов Ч протеолитических ферментов желудка, два из которых эффективны в диапа зоне рН от 1,5 до 2 и от 3,2 до 3,5. Кислая среда способствует быстрому обра зованию пепсина из его предшественника пепсиногена. Активность водород ных ионов в полости желудка и 12-перстной кишки является мощным регу лятором секреторной и двигательной активности желудка, а также деятель ности близлежащих органов Ч поджелудочной железы, печени, желчевыво дящей системы, кишечника и т.д.
Как известно, степень кислотности или щелочности растворов выража ется или концентрацией в них ионов водорода (ммоль/л) или в единицах рН.
Поскольку концентрация ионов водорода в растворах, с которыми чаще всего приходится иметь дело в повседневной практике очень мала (например кон - центрация водородных ионов в чистой воде составляет 10 моль/л), что не удобно, в 1909 году Sorensen предложил использовать водородный показа тель - рН. По определению Sorensen рН является логарифмом концентрации ионов водорода в водном растворе, взятому с обратным знаком:
+ pH=-lg[H ] Таким образом, в нейтральной среде, где концентрация Н+ составляет - 10, рН составляет 7 единиц. В кислых растворах, где концентрация ионов -2 - водорода выше (например, 10 или 10 моль/л), рН < 7, а в щелочных (на -8 - пример, 10 или 10 моль/л), рН > 7 единиц.
Пятнадцать лет спустя с развитием термодинамической концепции ионной активности определение Sorensen было изменено, и сегодня рН опре деляют как логарифм активности ионов водорода, взятый с обратным знаком.
Активность ионов равна их концентрации только в том теоретическом слу чае, когда в исследуемом растворе отсутствуют другие ионы. При добавле нии в раствор одних ионов одновременно в него добавляются и другие ионы, противоположного заряда. Взаимодействие между двумя видами ионов при водит к изменению активности обоих, хотя их концентрация не изменяется.
Поэтому пересчет показателей рН, которые отражают активность ионов во дорода в концентрацию может производиться только приблизительно.
В 1909 году Sorensen впервые использовал для измерения рН электро химические электроды. Внутрижелудочную рН-метрию впервые провел McCledon в 1915 году.
В нашей стране теорию внутрижелудочной рН-метрии, ее клиническое применение и изучение физиологических и патологических процессов кисло тообразовательной функции ЖКТ данным методом разработал Е.Ю. Линар (1957 г.). Им же были созданы модели рН-зондов и первые регистрирующие приборы.
1.2. От истории к современным исследованиям ЖКТ Исследованию кислотообразующей функции желудка (КФЖ) на про тяжении многих десятилетий посвящено много как научных, так и практиче ских работ. Развитие данной отрасли медицинской науки и практики всецело зависело от достижений в других областях Ч биохимии, технике, электрони ке и т.д., что и отразилось на технике, технологии и методологии исследова нии КФЖ и резко повлияло на качество диагностики и принципы лечения больных с заболеваниями ЖКТ.
Развитие шло как бы двумя путями Ч беззондовым и зондовым, от простого к более сложному.
Беззондовые методы Ч определение кислотности с помощью ионооб менных смол (ацидотест, гастротест), метиленовой синью, по уропепсиноге ну и т.д. из-за низкой информативности и достоверности не нашли широкого применения в практике, хотя и освобождали пациента от многих психоэмо циональных нагрузок.
Второй путь Ч зондовые, аспирационные, титрационные методы от одномоментного зондирования по Боасу-Эвальду до многофракционного зондирования. Но все виды аспирационно-титрационных методов зондиро вания не отражают действительного состояния кислотообразующей функции желудка пациента, хотя еще и находят в различных модификациях практиче ское применение.
Основным недостатком метода отсасывания и титрования желудочного содержимого является то, что исследование общей смеси секретов всех про дуцирующих желез желудка и примесей к ней соков верхних и нижних эта жей ЖКТ не позволяет проводить динамическое наблюдение за образовани ем соляной кислоты во время еды и введением физиологических раздражите лей или иной фармакологической пробы с целью выявления режима управ ляемости системой. Отсутствие возможности при титровании с помощью ин дикаторов определения соляной кислоты в случаях примеси к желудочному соку желчи и крови и неточность самого титрационного метода дает возмож ность определения свободной соляной кислоты лишь в диапазоне с рН от 2, и меньше, а кислотность в диапазоне рН от 2,6 до 6,9 титрационным методом определяется как анацидность (табл. 3.1.).
Фракционное аспирационно-титрационное исследование КФЖ в тече ние 2-х часов с интервалами по 15 минут с учетом базальной и стимулиро ванной фаз секреции позволяет определять объем желудочного сока, общую кислотность, свободную и связанную соляную кислоту. В оценке КФЖ с по мощью фракционного исследования ведущее значение имеет определение по специальным формулам часового дебита соляной кислоты в период базаль ной и стимулированной секреции (табл. 3.2.) (Ивакин В.Т., Кожемякин Л.А., 1974 г.). Однако основной недостаток титрационного метода Ч низкая чув ствительность реактивов-индикаторов и, следовательно, широкий диапазон недостоверных данных Ч снижают клиническую ценность данного метода.
Не нашел широкого применения в клинической практике и метод ра диотелеметрической рН-метрии, разработанный в 50-х годах Ч метод доро гостоящий, не позволяющий иметь информацию о местонахождении, без четких временных данных при прохождении важных отделов ЖКТ и т.д.
В настоящее время самое достойное место в клинической практике ми ровой медицины занял метод электрометрической рН-метрии, позволяющий измерять активность ионов водорода по величине электродвижущей силы специальных электродов, помещенных в раствор. Этот метод дает возмож ность более физиологично изучать КФЖ как в аспирированном содержимом, так и внутри желудка, что позволило поднять изучение КФЖ на более высо кую ступень.
Таблица 3.1.
Взаимосвязь между титрационными единицами свободной соляной кислоты и величиной рН желудочного сока Примечания рН Свободная соля ная кислота 1 150 Гиперацидность: рН от 1 до 1,3, свободная соляная кислота от 60 до 150.
2 10 Нормоцидность: рН от 1,3 до 1,7, свободная соляная кислота от 20 до 60.
2,5 1,0 Гипоацидность: рН от 1,7 до 2,5, свободная соляная кислота от 1 до 20.
2.6 0 Анацидность, устанавливаемая титрационным методом.
7 0 Анацидность, устанавливаемая электромет рическим методом.
10 и т.д. 0 Щелочная среда.
Таблица 3.2.
+ Перевод величины рН желудочного сока в концентрацию Н ионов (мэкв/л) (Ивашкин В.Т., Кожемякин Л.А., 1974 г.) рН H+, рН H+, рН H+, рН H+, мэкв/л мэкв/л мэкв/л мэкв/л 0,80 205 1,25 68 1,70 23 2.50 3, 0,85 182 1,30 64 1,75 21 2,60 2, 0,90 162 1,35 54 1,80 18 2,70 2, 0,95 143 1,40 48 1,90 15 2,80 1, 1,00 127 1,45 43 2,00 11 2,90 1, 1,05 112 1,50 38 2,10 9.0 3,00 1, 1,10 98 1,55 33 2,20 7,0 3,50 0, 1,15 88 1,60 29 2,30 5,4 4,00 0, 1,20 78 1,65 25 2,40 4,3 5,00 0, 1.3. Аппаратура для исследования КФЖ методом электрометрической рН-метрии (рН-зондирование) Для исследования кислотопродуцирующей функции желудка и ЖКТ ис пользуются рН-метрические зонды (далее просто рН-зонды), имеющие в сво ем составе измерительные электроды (сурьмяные, стеклянные и т.д.) и элек трод сравнения (хлорсеребряный или каломельный). Измерительный элек трод в паре с электродом сравнения преобразует физико-химический пара метр среды Ч активность ионов водорода в диапазоне рН от 1,1 до 9,3 Ч в электрический сигнал.
Впервые рН-зонды в 1957 г. были разработаны и созданы в ЛНИИЭКМ профессором Е. Ю. Линаром, а затем в различных модификациях НИИ "Ис ток", г. Фрязино. В настоящее время разработкой новых моделей зондов и их производством занимается ГНПП "Исток-Система", г. Фрязино. Однако до настоящего времени остается технически неразрешенным вопрос о создании зонда, дающего возможность получения данных о количестве желудочного сока, дебит-часовом его напряжении и его протеолитической активности, что требует введения в рН-зонд второго канала, достаточного для принудитель ного отсасывания содержимого желудка и других отделов ЖКТ, а в регист рирующей системе дополнительных устройств по автоматическому проведе нию данной манипуляции.
Для электрометрического определения рН необходимы:
1. Активный электрод (измерительный электрод), т.е. электрод, обрати мый к ионам водорода измеряемой среды (сурьмяный, стеклянный и т.д.).
2. Вспомогательный электрод (электрод сравнения) Ч для измерения изменений потенциалов электродов, обратимых к ионам водорода (кало мельный, хлорсеребряный).
З. Установка для измерения ЭДС и сравнения их с ЭДС вырабатывае мых рН-зондом в стандартных буферных растворах.
Количество измерительных электродов в одном рН-зонде может варьи роваться от 1 до 5 в зависимости от решаемых задач и объема необходимой информации.
С помощью внутрижелудочной рН-метрии можно получить сведения об ощелачивающей функции антрального отдела желудка, а применение 3 Ч 5-ти электродного зонда позволяет получить информацию о наличии или от сутствии дуодено-гастрального или гастроэзофагального рефлюксов. Кроме того, исследование КФЖ с использованием стимуляторов или блокаторов желудочной секреции позволяет более адекватно моделировать индивиду альную лечебную терапию.
Важным достоинством внутрижелудочной рН-метрии является воз можность индивидуального подбора лекарственных препаратов с учетом их уровней воздействия, эффективность которых оценивается по времени нача ла ответа рН (время от приема или введения препарата до начала повышения рН), максимальному уровню рН и рН (разница между максимальным и ис ходным уровнями рН). Кроме этого рассчитываются суммарные показатели Ч площадь и индекс ощелачивания.
1.3.1. Показания и противопоказания при зондировании Врачебная этика требует, чтобы проводимое исследование велось в ус ловиях, исключающх влияние отрицательных факторов извне на пациента, в первую очередь, нахождение при процедуре рядом других пациентов (кабин ная система).
Противопоказания для проведения данной процедуры:
Х пороки сердца в стадии декомпенсации;
Х аневризмы больших сосудов;
Х заболевания ЦНС;
Х артериальные гипертензии (высокого уровня и нестабильные);
Х недавние кровотечения из ЖКТ;
Х кахексия;
Х острые заболевания ЖКТ.
Контроль места расположения измерительных электродов рН-зонда можно осуществлять по характеру показаний измерительного устройства рН, с помощью УЗИ и рентгенологическим методом. Только при правильном расположении измерительных электродов рН-зонда в функциональных зонах ЖКТ можно получить достоверную информацию о функциональном состоя нии кислотообразующих желез корпуса желудка и кислотонейтрализующей способности пилорических желез желудка.
1.3.2. рН - метрические зонды 1. Назначение рН-метрические зонды предназначены для измерения активности ио нов водорода (кислотности) содержимого верхних отделов желудочно кишечного тракта. Измерение производится в единицах водородного показа теля (рН) при помощи одного из выпускаемых ГНПП "Исток-Система" аци догастрометров (АГМ-01, "Гастротест", "Гастроскан-5" или "Гастроскан 24").
Диапазон измерения кислотности для представляемых зондов от 1,3 до 9,3 рН с погрешностью не более чем 0,5 рН.
2. Устройство зондов Зонд состоит из:
Х резиновой или полимерной трубки длиной около 1,5Ч2 м, обра зующей рабочую часть зонда, внутри которой проходят электрические про вода и может проходить канал для ввода лекарственных препаратов;
Х измерительных электродов, размещенных на трубке на некотором расстоянии друг от друга;
Х электрода сравнения, каломельного или хлорсеребряного;
Х разъема для подключения к измерительному блоку ацидогастрометра.
Электрод сравнения расположен либо на дистальном конце трубки, ли бо выполнен в виде выносной капсулы или диска, подсоединенных к отдель ному электродному проводу. При обследовании пациента выносной электрод сравнения размещается либо за щекой пациента (если он выполнен в виде выносной капсулы), либо закрепляется на коже в подключичной области или на запястье лейкопластырем или специальным ремнем (если он выполнен в виде выносного диска).
Как правило, зонды с каломельным электродом сравнения изготавли ваются с использованием резиновой трубки оранжевого цвета, а зонды с хлорсеребряным электродом сравнения изготавливаются с использованием белой или прозрачной трубки из медицинского пластиката. Зонды с защеч ным электродом сравнения изготавливаются с использованием тонкой пла стиковой трубки и используются только для измерения пристеночной ки слотности при проведении эндоскопических исследований желудочно кишечного тракта.
Дистальный электрод сравнения Корпус этого электрода выполнен из керамики и закреплен на конце трубки. В торце корпуса имеется микроскопическое отверстие, которое не вооруженным глазом, как правило, не видно. Оно обеспечивает гальваниче скую связь между исследуемой средой и электродом. Внутри корпуса сформирована структура Hg/Hg2Cl2/KCI (у каломельных электродов) или Ag/AgCI/KCI (у хлорсеребряных электродов), включающая в себя, в частно сти, хлористый калий в виде влажной кашицеобразной соли. Такие электроы весьма чувствительны к ударам и вибрациям.
Защечный электрод сравнения Защечный электрод сравнения устроен практически так же, как и дис тальный. Разница лишь в том, что он не приклеен к концу трубки, как дис тальный, а закреплен на отдельном электродном проводе и во время обследо вания пациента размещается за его щекой.
Накожный хлорсеребряный электрод сравнения Накожный хлорсеребряный электрод сравнения выполнен в виде дис ка, закрепляемого во время обследования пациента на запястье или в под ключичной области пластырем или специальным ремнем. Электрод имеет резьбовой вывод, который служит для подсоединения к электродному прово ду зонда. Возможен вариант исполнения, когда электрод припаян к элек тродному проводу.
В углублении электрода находится площадка из хлористого серебра, контакт которой с кожей осуществляется через поролоновую прокладку, про питанную электродной пастой.
Измерительные электроды Измерительные электроды выполнены из сурьмы (довольно хрупкого металла) в виде цилиндрических колец или цилиндрических столбиков.
3. Виды исполнения рН-метрических зондов а) рН-метрические зонды для исследования базальной и стимулирован ной желудочной секреции (пероральные):
Таблица 3.3.
Зонды с каломельным дистальным электродом сравнения Тип Возраст Кол-во Расст. между измер. Наружн.
зонда пациента, измер. Электродами, мм диаметр, лет электродов 1-м и 2- 2-м и 3- мм, не более м м 05 старше 15 5 50 120 03 старше 15 3 120 120 Д1 от 1 до 6 3 50 50 Д2 от 7 до 11 3 70 70 ДЗ от 12 до 14 3 90 90 Д4 старше 14 3 110 120 02 старше 15. 2 120 Ч Расстояние между 3 и 4 измерительными электродами зонда 05 состав ляет 120 мм, между 4 и 5Ч50 мм.
Для изготовления зондов с каломельным дистальным электродом срав нения используется, как правило, оранжевая резиновая трубка.
Зонды 05, 03 и 02 снабжены каналом для введения лекарственных пре паратов.
Таблица 3.4.
Зонды с хлорсеребряным дистальным электродом сравнения Тип зонда Возраст пациен- Кол- Расст.между На та,лет во из- измер. элек- ружн.
мер. тродами, мм диаметр, элек- 1-м 2-м и мм, не тродов и 2-м 3-м более Г5П старше 15 5 50 120 ГЗ старше 15 3 120 120 ГЗ-Д1 от 1до 6 3 50 50 Г-Д2 от 7 до 11 3 70 70 ГЗ-ДЗ от 12 до 14 3 90 90 Г-Д4 старше 14 3 110 110 ГЗП старше 15 3 120 120 ГЗП-Д1 от 1 до 6 3 50 50 ГЗП-Д2 от 7 до 11 3 70 70 ГЗП-ДЗ от 12 до 14 3 90 90 ГЗП-Д4 старше 14 3 110 110 Расстояние между 3 и 4 измерительными электродами зонда Г5П со ставляет 120 мм, между 4 и 5Ч50мм.
Таблица 3.5.
Зонды с хлорсеребряным накожным электродом сравнения Тип зонда Возраст пациента, Кол- Расст.между На Лет во из- из- ружн.
мер. мер.электродам диаметр, элект- и, мм мм,не родов 1-м и 2-м и более 2-м 3-м ГА-5 старше 15 5 50 120 ГА-3 старше 15 3 120 120 ГА-3-Д1 от 1 до 6 3 50 50 ГА-3-Д2 от 7 до 11 3 70 70 ГА-З-ДЗ от 12 до 14 3 90 90 ГА-3-Д4 старше 14 3 110 110 Расстояние между 3 и 4 измерительными электродами зонда ГА-5 со ставляет 120 мм, между 4 и 5Ч50 мм.
Для изготовления зондов с хлорсеребряным электродом сравнения ис пользуется, как правило, мягкая прозрачная пластиковая трубка. Возможен вариант изготовления из более жесткой белой рентгеноконтрастной трубки.
Двухэлектродные зонды могут применяться с ацидогастрометрами "Га строскан-5", АГМ-01 и АГМИ-01 (терапевтическое исполнение).
б) рН-метрические зонды для проведения пристеночной рН-метрии во время эндоскопического исследования верхних отделов желудочно кишечного тракта (вводятся через инструментальный канал эндоскопа):
Таблица 3.6.
Эндоскопические зонды Тип зонда Количество Наружный диа измеритель- метр, мм, не более ных электро дов Э 1 2, Э1 1 1, Г1 1 2, Г1-Д 1 1, ГА-1 1 2, ГА1-Д 1 1, У зондов Э, Э1, Г1, Г1-Д электрод сравнения выполнен в виде отдель ной капсулы, размещаемой во время исследования за щекой пациента, у зон дов ГА-1 и ГА-Д1 Ч в виде накожно закрепляемого диска.
Зонды, имеющие в своем обозначении букву Г, снабжены хлорсереб ряным электродом сравнения, Э и Э1Ч каломельным.
в) рН-метрические зонды для суточного мониторирования (трансназаль ные) Таблица 3.7.
Зонды с хлорсеребряным накожным электродом сравнения Тип зонда Возраст пациен- Кол. из- Расст.междуизм Наружн.
та, лет мер. ер. электродами, диаметр, элект- мм мм, родов не более 1-м и 2-м и 2-м' 3-м ГА-24-3 старше 15 3 120 120 ГА-24-3-Д1 от 1 до 6 3 50 50 ГА-24-3-Д2 от 7 до 11 3 70 70 ГА-24-3-ДЗ от 12 до 14 3 90 90 ГА-24-3-Д4 старше 14 3 110 110 Все зонды допускают стерилизацию в 6% растворе перекиси водорода.
1.4. Регистрирующие приборы для рН-метрии Первые регистрирующие приборы со стрелочной индикацией для про ведения рН-метрии были разработаны под руководством профессора Линара Е.Ю. в лаборатории патофизиологии желудка ЛНИИЭКМ в 50-х годах, и в 70-х годах в НИИТОП в г. Горьком (Эрдели В.В.). Одновременно могли об следоваться до 7 пациентов. Временной интервал регистрации параметров КФЖ задавался автоматически.
В дальнейшем разработки регистрирующих рН-метрических приборов были начаты в НИИ "Исток" и продолжаются в ГНПП "Исток-Система" (г.Фрязино, Московской обл.). Здесь были разработаны и внедрены в клини ческую практику ацидогастрометры АГМ-01, "Гастротест". Приборы серти фицированы Минздравом и Госстандартом России.
Наиболее совершенными приборами из выпускаемых в настоящее время ГНПП УИсток-СистемаФ являются компьютерные системы "Гастро скан-5" и "Гастроскан-24". Системы разработаны совместно с Российским государственным медицинским университетом им. Н.И. Пирогова и предна значены для проведения гастроэнтерологического обследования одно временно до 5 пациентов путем перорального введения многодатчикового рН-метрического зонда и непрерывной регистрации изменения кислотности (величины рН). Диапазон измерения рН от 1,0 до 9,3.
Врач может расположить датчики зонда в пищеводе, желудке и двена дцатиперстной кишке. Контроль местоположения датчиков можно проводить под рентгеном или с помощью УЗИ. Информация от датчиков непрерывно анализируется и отображается на дисплее в цифровом и графическом виде.
На дисплее также даются подсказки медицинскому персоналу по методике проводимого обследования и работе с компьютером.
Обследование по стандартной методике, разработанной в РГМУ, зани мает 1,5 Ч 2 часа и состоит из исследования базальной и стимулированной секреции и проведения щелочных тестов на их фоне. После этого выдаются заключение о состоянии желудочно-кишечного тракта и рекомендации по медикаментозному лечению. Все результаты обследования сохраняются в ба зе данных и могут быть распечатаны на принтере.
Подводя итоги можно сделать следующие выводы:
В настоящее время внутрижелудочная рН-метрия играет значительную роль в диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта, а в некоторых случаях является единственным способом измерения для получения исчер пывающей информации о состоянии ЖКТ пациента;
Номенклатура предлагаемой техники для измерения рН постоянно уве личивается, что является одной из причин упрочнения позиций электромет рической рН-метрии в медицинской практике;
Лидером по производству ацидогастрометров (рН-метров) в России яв ляется ГНПП ФИсток-СистемаФ, наиболее совершенными, из выпускаемых ими в настоящее время, приборами являются УГастроскан-5Ф и ФГастроскан 24Ф с компьютерной системой управления и программным обеспечением;
При всех плюсах существующей ныне техники для измерения рН, про блема оснащения медицинских учреждений этими приборами стоит доста точно остро вследствие их дороговизны, поэтому возникла необходимость создания более дешевого прибора, не уступающего (по технико надежностным показателям) существующим аналогам.
2. Гемодиализатор Множество причин, например почечная инфекция или деструктивный процесс при заболеваниях типа сахарного диабета, может привести к нару шениям функции почек вплоть до почечной недостаточности. При хрониче ской почечной недостаточности происходит нарушение кислотно-щелочного равновесия и накопление азотистых шлаков в крови, в первую очередь моче вины. В связи с этим для поддержание жизни больного применяют различ ные методы искусственного очищения крови, используя аппарат Уискусст венная почкаФ.
Методы искусственного очищения крови используются совсем недавно, но внедрение их в современную медицину имеет поистине революционное значение. В силу того, что большинство заболеваний, такие как хроническая почечная недостаточность (ХПН), острая почечная недостаточность (ОПН), своей причиной или следствием имеют интоксикацию.
Поэтому задача создание аппарата Уискусственная почкаФ (гемодиализа тора) предназначенного для проведения как постоянных, так и периодиче ских замен функции почек в организме актуальна.
Эта задача является актуальной и для нашей страны.
Ведущее положение при разработке аппаратов Уискусственная почкаФ для проведения гемодиализа или любого другого экстракорпорального мето да лечения, занимает Германия;
- Наиболее активно разработками занимаются Франция, Россия, США, Швеция;
- В России наиболее активно занимаются данными разработками в Москве ЗАО УВНИИМП - ВИТАФ, Санкт-Петербурге.
- Ведущими зарубежными производителями аппаратов для проведе ния гемодиализа являются фирмы: УFreseniusФ, УB. BraunФ (Германия), УGambroФ (Швеция), УBellcoФ (Италия), УHospalФ (Франция), УAlthinФ (США) и др.
Для сбора и обработки информации поступающей с датчиков (преобра зователей) в настоящее время широко используются цифровые методы. Это му способствует следующие достоинства цифровых измерительных уст ройств:
высокая разрешающая способность, открывающая широкие воз можности повышения точности;
выдача результатов в кодированной цифровой форме для обра ботки и управления с применением ЭВМ;
возможность передачи результатов измерений без потери ин формации;
возможность использования новейших достижений техноло гии: интегральных схем печатного монтажа и др., что позволяет сохранить высокий уровень надежности при большой функциональной сложности, уменьшить габаритные размеры и стоимость аппаратуры;
возможность автоматической калибровки и автоматического ве дения поправок с целью уменьшения систематической погрешности;
высокое быстродействие, соответствующе современным скоро стям автоматической обработки результатов измерения;
удобство отсчета и регистрации результатов измерений;
возможность полной автоматизации процесса измерений высокая устойчивость к механическим и климатическим воздей ствиям.
Выполнение цифровых устройств на современном уровне требует, как правило, использования микропроцессорных комплектов и интегральных схем. Использование ЭВМ в системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателей точности и эффективности.
2.1. Анализ проблем и задач при проектировании аппарата для проведения гемодиализа 2.1.1. Исследование объекта лечения ПОЧКИ - важнейшие парные органы выделения позвоночных животных и человека. Почки участвуют в водно-солевом гомеостазе, т. е. в поддержа нии постоянства концентрации осмотически активных веществ в жидкостях внутренней среды, постоянства объёма этих жидкостей, их ионного состава и кистлотно-щелочного равновесия. Через почки выводятся из организма ко нечные продукты азотистого обмена, чужеродные и токсические соединения, избыток органических и неорганических веществ. Почки участвуют в мета болизме углеводов и белков, в образовании биологически активных веществ, регулирующих уровень артериального давления, скорость секреции альдо стерона надпочечниками и скорость образования эритроцитов.
Основные функции почек (экскреторная, осморегулирующая, ионорегу лирующая и др.) обеспечиваются процессами, лежащими в основе мочеобра зования: ультрафильтрацией жидкости и растворённых веществ из крови в клубочках, обратным всасыванием частиц этих веществ в кровь и секрецией некоторых веществ из крови.
У млекопитающих важнейшим из таких продуктов является мочевина - основной конечный азотсодержащий продукт распада белков (белкового ме таболизма). У птиц и рептилий основной конечный продукт белкового обме на - мочевая кислота, нерастворимое вещество, имеющее вид белой массы в экскрементах. У человека мочевая кислота тоже образуется и выводится поч ками (ее соли называются уратами).
Почки человека выделяют около 1Ц1,5 л мочи в сутки, хотя эта величина может сильно варьировать. На увеличение потребления воды почки отвечают увеличением продукции более разбавленной мочи, тем самым, поддерживая нормальное содержание воды в организме. Если потребление воды ограни чено, почки способствуют сохранению ее в организме, используя для образо вания мочи как можно меньше воды. Объем мочи может уменьшиться до мл в день, а концентрация выводимых продуктов будет соответственно вы ше. Объем мочи регулируется антидиуретическим гормоном (АДГ), назы ваемым также вазопрессином. Этот гормон секретируется задней доли гипо физа (железы, расположенной в основании мозга). Если организму необхо димо сохранить воду, секреция АДГ возрастает и объем мочи уменьшается.
Наоборот, при избытке воды в организме АДГ не выделяется и суточный объем мочи может достигнуть 20 л. Выведение мочи, однако, не превышает л в час.
Образование мочи. В почечном клубочке вода и растворенные в ней веще ства под действием артериального давления выходят из крови через стенки капилляров. Поры капилляров настолько малы, что задерживают кровяные клетки и белки. Следовательно, клубочек работает как фильтр, пропускаю щий жидкость без белков, но со всеми растворенными в ней веществами. Эта жидкость называется ультрафильтратом, клубочковым фильтратом, или пер вичной мочой;
она подвергается обработке, проходя через остальные части нефрона.
В человеческой почке объем ультрафильтрата составляет около 130 мл в минуту или 8 л в час. Поскольку общий объем крови у человека равен при близительно 5 литрам, очевидно, что большая часть ультрафильтрата должна всосаться обратно в кровь. Если предположить, что в организме образуется мл мочи в минуту, то оставшиеся 129 мл (больше 99%) воды из ультрафильт рата необходимо вернуть в кровоток, пока они не стали мочой и не выведены из организма.
Ультрафильтрат содержит много ценных веществ (соли, глюкозу, ами нокислоты, витамины и проч.), которые организм не может терять в значи тельных количествах. Большинство из них подвергается обратному всасыва нию (реабсорбции) по мере того, как фильтрат проходит по проксимальным канальцам нефрона. Глюкоза, например, реабсорбируется до тех пор, пока полностью не исчезнет из фильтрата, т.е. пока ее концентрация не прибли зится к нулю. Поскольку перенос глюкозы обратно в кровь, где ее концен трация выше, идет против градиента концентрации, процесс требует допол нительной энергии и называется активным транспортом.
В результате обратного всасывания глюкозы и солей из ультрафильтрата концентрация растворенных в нем веществ падает. Кровь оказывается более концентрированным раствором, чем фильтрат, и притягивает воду из ка нальцев, т.е. вода пассивно следует за активно транспортируемыми солями.
Это называется пассивным транспортом. С помощью активного и пассивного транспорта 7/8 воды и растворенных в ней веществ из содержимого прокси мальных канальцев всасываются обратно, причем скорость уменьшения объ ема фильтрата достигает 1 л в час. Теперь во внутриканальцевой жидкости содержатся в основном шлаки, такие, как мочевина, но процесс образова ния мочи еще не окончен.
Следующий сегмент, петля Генле, отвечает за создание очень высоких концентраций солей и мочевины в фильтрате. В восходящем отделе петли происходит активный транспорт растворенных веществ, в первую очередь солей, в окружающую тканевую жидкость мозгового вещества, где в резуль тате создается высокая концентрация солей;
благодаря этому из нисходящего колена петли (проницаемого для воды) часть воды отсасывается и сразу по ступает в капилляры, тогда как соли постепенно диффундируют в него, дос тигая наибольшей концентрации в изгибе петли. Этот механизм называется противоточным концентрирующим механизмом. Затем фильтрат поступает в дистальные канальцы, где за счет активного транспорта в него могут перейти и другие вещества.
Наконец, фильтрат попадает в собирательные трубочки. Здесь определяет ся, какое количество жидкости будет дополнительно выведено из фильтрата, а стало быть, и каков будет окончательный объем мочи, т.е. объем конечной, или вторичной, мочи. Данный этап регулируется наличием или отсутствием АДГ в крови. Собирательные трубочки находятся между многочисленными петлями Генле и идут параллельно им. Под действием АДГ их стенки стано вятся проницаемыми для воды. Поскольку концентрация солей в петле Генле очень высока, а вода имеет тенденцию следовать за солями, она фактически вытягивается из собирательных трубочек, оставляя раствор с высокой кон центрацией солей, мочевины и других растворенных веществ. Этот раствор и есть конечная моча. Если АДГ в крови отсутствует, то собирательные тру бочки остаются малопроницаемыми для воды, вода из них не выходит, объем мочи остается большим, и она оказывается разведенной.
2.1.2. Основные заболевания почек Почечные камни - это отложения солей в почках, образующиеся при высокой концентрации солей в моче или повышении кислотности мочи, т.е. в условиях, способствующих кристаллизации солей. Основные типы камней - оксалаты, фосфаты либо ураты. Мелкие камни (песок) выходят через моче точники, почти не причиняя вреда. Более крупные могут застревать в моче точниках, что сопровождается мучительными болями (почечными колика ми). Еще более крупные камни остаются в лоханках, вызывая боль, инфици рование и нарушение функции почек. Потребление большого количества во ды снижает вероятность образования камней.
Почечные камни удаляют хирургическим путем или методом литотрип сии (применением ультразвуковых волн для раздробления камней на мелкие фрагменты, которые могут быть выведены через мочеточники). Этот метод не наносит ущерба мягким тканям почек.
Почечная недостаточность и гемодиализ. Множество причин, например почечная инфекция или деструктивный процесс при заболеваниях типа са харного диабета, может привести к нарушениям функции почек вплоть до почечной недостаточности. При хронической почечной недостаточности происходит нарушение кислотно-щелочного равновесия и накопление азоти стых шлаков в крови, в первую очередь мочевины.
Содержание мочевины в крови является важным клиническим параметром, характеризующим функционирование почек. В норме концентрация мочеви ны лежит в интервале 3,6 - 8,9 мМ.
Страдающих хронической почечной недостаточностью удается лечить с помощью пересадки почки - сложного хирургического вмешательства, для которого необходимо иметь в распоряжении подходящий донорский матери ал. После операции проводится длительная иммунодепрессивная терапия, снижающая вероятность отторжения трансплантанта.
Однако чаще больных с почечной недостаточностью поддерживают с помощью гемодиализа (искусственной почки). Его принцип заключается в том, что кровь из артерии (обычно из предплечья) проходит через аппарат искусственной почки и возвращается в вену больного. В приборе кровь про текает через микроскопические канальцы, окруженные тонкой пластиковой мембраной. С другой стороны мембраны находится диализная жидкость. Ес ли бы вместо диализной жидкости канальцы окружала вода, то все раство ренные в крови вещества - соли, сахар и другие - вымывались бы из плазмы крови, т.е. выходили бы через мембрану в воду. Чтобы избежать этого, в ка честве диализной жидкости берут раствор, содержащий те же компоненты и в тех же концентрациях, что и плазма крови, однако вещества, подлежащие удалению из плазмы (например, мочевина), в диализной жидкости отсутст вуют. Во время гемодиализа эти вещества выходят из плазмы, так что в вену больного возвращается очищенная кровь. Гемодиализ можно проводить го дами. Регулярно посещая диализный центр, пациенты продолжают вести нормальную жизнь.
2.2. Методы искусственного очищения крови.
Основные понятия Если сравнивать с гемотерапией, то методы искусственного очищения крови используются совсем недавно, но внедрение их в современную меди цину имеет поистине революционное значение. В силу того, что большинст во заболеваний своей причиной или следствием имеют интоксикацию (эндо генную или экзогенную), становится очевидным, какое широкое распростра нение данное направление терапии должно получить.
Все лечебные мероприятия, конечной целью которых является прекра щение действия токсинов и их элиминация из организма, объединяются в группу методов активной экстракорпоральной детоксикации организма.
Эти методы позволяют моделировать вне и внутри организма некоторые естественные процессы его очищения или являются существенным к ним до полнением, что в случае повреждения выделительных органов и нарушения их детоксикационной функции дает возможность временного ее замещения.
Эти методы по принципу их действия подразделяют на три группы:
Х методы усиления естественных процессов очищения организма;
Х методы искусственной детоксикации;
Х методы антидотной (фармакологической) детоксикации.
Далее будут рассмотрены методы искусственной детоксикации и, отчас ти, методы усиления естественных процессов очищения организма.
Большинство методов искусственной детоксикации организма основано на использовании 3-х процессов: разведения, диализа и сорбции.
Под разведением понимают процесс разбавления биологической жидко сти, в которой содержатся токсины, другой биологической жидкостью или искусственной средой с целью снижения концентрации токсинов и элимина ции их из организма.
Диализ известен "избирательная диффузия". Диффузия - это перемещение веществ от высокой концентрации к более низкой сквозь полупроницаемую мембрану. Избирательная диффузия - это диффузия, в процессе которой, в зависимости от мембраны, некоторые вещества будут проникать сквозь мем брану, а некоторые - нет. Под диализом подразумевается процесс удаления низкомолекулярных веществ, который основан на свойстве полупроницае мых мембран пропускать частицы и ионы размером до 500 А, и задерживать коллоидные частицы и макромолекулы. В данном процессе работают два раствора - диализируемый и диализирующий (растворитель). Работы Томаса Грахама с растительным пергаментом свидетельствуют, что последний дей ствует как полупроводящая мембрана. Позже Грахам назвал это открытие "диализом", что в переводе с греческого значит "проникновение". В качестве мембран обычно используют: естественные мембраны (серозные оболочки):
искусственные мембраны (целлофан и др.).
Первоначально диализаторы состояли из целлюлозной трубки, оберну той вокруг небольшого барабана. Барабан частично погружался в ёмкость с диализатом. Диализат обычно состоял только из физиологического раствора поваренной соли. Когда барабан вращался, происходила диффузия веществ из крови в диализат и наоборот (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Диализатор из целлюлозной трубки.
С развитием новых технологий диализаторы и аппаратура совершенст вуются. Начали использовать насосы для перфузии крови и диализата. Дав ление на входе в диализатор и его выходе контролируется и поддерживается с использованием микропроцессоров и датчиков. Для подсоединения крови и диализата к диализатору используют высокотехнологичные синтетические магистрали. Диализат - это одна из двух жидкостей, участвующих в процессе диализа. Другой жидкостью является кровь. Термин "диализат" заимствован из физической химии и относится к жидкостям и растворам, проходящим сквозь полупроницаемую мембрану.
Диализат состоит не только из физиологического раствора хлорида на трия, как это было прежде, но и бикарбоната или ацетата натрия, хлорида кальция, калия и магния. Может быть добавлена глюкоза. Главная функция диализата - удалять вредные вещества из крови и сохранять полезные в кро ви. Благодаря некоторым добавкам в диализат, можно контролировать уро вень электролитов и воды в плазме крови.
Приборы, работающие с использованием мембран, называются диализа торами. Существует две разновидности диализаторов. Пластинчатые, с плос ко параллельным потоком и диализаторы из полых волокон (капиллярные).
Пластинчатые диализаторы Этот тип диализаторов назван пластинчатым по очевидной причине. Вме сто классической вращающейся барабанной системы здесь используется не сколько параллельных пластин с рёбрами и складками в них. Диализат течёт вдоль этих рёбер и складок. Полупроницаемая мембрана покоится между рёбрами и потоком крови. У таких диализаторов сопротивление потоку кро ви невелико.
Некоторые преимущества в использовании этого типа диализаторов давало их низкое сопротивление потоку крови. Благодаря этому факту была снижена необходимость в применении раствора, препятствующего свертыванию крови. Другое преимущество этих диализаторов в том, что их уровень фильтрации легко контролируется и предсказуем. Ещё одним плю сом является то, что количество крови внутри диализатора сравнительно не велико. Диализатор тем лучше, чем меньшее объём его заполнения кровью.
Окончательное преимущества пластинчатого диализатора - его дешевизна.
Диализаторы из полых волокон Этот тип диализаторов наиболее распространен. В них используется противоток жидкости. Кровь и диализат текут в противоположных направле ниях. Метод параллельного потока не так эффективен, но более деликатен.
Это позволяет применять его в педиатрической практике, а также для пер вичных пациентов. Диализаторы из полых волокон могут быть различных размеров. Они представляют собой цилиндр, наполненный тысячами тонких волокон (рис. 3.2). Кровь, попадая в диализатор с одного конца, проходит сквозь эти тысячи волокон. В тоже время диализат подаётся с противопо ложного конца цилиндра навстречу крови. Этот метод сохраняет диализат свежим при постоянной циркуляции.
Рис. 3.2. Капиллярный диализатор.
Современные диализаторы оснащаются высокопроницаемой мембраной, поэтому их можно использовать для осуществления ультрафильтрации и ге мофильтрации (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Диализаторы (внешний вид).
Под сорбцией имеется ввиду процесс поглощения молекул газов, паров и растворов поверхностью твердого тела или жидкости.
Таким образом, в процессе сорбции задействовано два компонента - ад сорбент, т.е. поглощающее вещество, и адсорбтив (адсорбат), т.е. поглощае мое вещество.
2.3. Классификация методов экстракорпоральной детоксикации Выше говорилось об основных группах методов экстракорпоральной де токсикации. В классификации А.М. Сазонова, Л.А. Эндера подробно рас сматриваются два из них.
1.Методы усиления естественных детоксикационных систем:
а) инфузионная терапия;
б) гемодилюция;
в) форсированный диурез.
2.Методы искусственной детоксикации:
а) гемодиализ;
б) перитонеальный диализ;
в) перекрестное кровообращение;
г) обменное переливание крови;
д) детоксикационная лимфорея и лимфосорбция;
е) плазмаферез;
ж) экстракорпоральное подключение гетерогенных органов;
з) гемосорбция.
2.3.1. Методы экстракорпоральной детоксикации На основании указанной выше классификации рассмотрим основные ме тоды экстракорпоральной детоксикации.
Инфузионная терапия Задача инфузионных средств - связывание и нейтрализация токсических веществ. Одним из наиболее эффективных средств детоксикации является сывороточный альбумин, выпускаемый в виде 5, 10, 20% раствора. Он обла дает значительным онкотическим давлением и способствует переходу жид кости в сосудистое русло из внесосудистых пространств, что приводит к снижению концентрации токсических веществ и уменьшению отека тканей.
Также важным свойством альбумина является способность образовывать с токсическими веществами комплексные физиологически неактивные соеди нения.
Гемодилюция Гемодилюция, или управляемое разбавление крови, улучшает реологи ческие свойства крови, способствует нормализации гемодинамики за счет увеличения объема циркулирующей плазмы, снижает травматизацию фор менных элементов крови, предупреждает агрегацию эритроцитов. Детокси кационный эффект гемодилюции обусловлен снижением концентрации ток сических веществ за счет их разведения, улучшением перфузии тканей и элиминации токсических веществ благодаря интенсификации микроциркуля торных процессов.
В качестве дилюентов используются плазмозамещающие растворы как с направленным детоксикационным, так и с гемодинамическим действием:
альбумин, протеин, раствор Рингера, желатиноль, гемодез, реополиглюкин и т.д.
Форсированный диурез Метод форсированного диуреза основан на усилении мочевыводящей функции почек и поддержании водно-электролитного баланса.
Он включает три этапа: предварительной водной нагрузки: введения диу ретических веществ: коррекции электролитного состава.
В сосудистое русло вводят кристаллоиды: 5% глюкозу. изотонический рас твор NaCl, раствор Рингера, солевые растворы, далее диуретические вещест ва: маннит из расчета 1 г/кг, лазикс 40-60 мг.
Такая методика позволяет добиться устойчивого диуреза в количестве 2,5-5,0 л в сутки, что в значительной степени способствует снижению инток сикации.
Противопоказаниями к проведению форсированного диуреза являются внеклеточная дегидратация, застой в малом круге кровообращения, отек лег ких на фоне нарушения гемоциркуляции.
Энтеросорбция Исследования показали, что при гнойно-воспалительных заболеваниях имеет место сброс бактериальных токсинов из крови в желудочно-кишечный тракт, что определяет целесообразность широкого применения энтеросорб ции как метода общей детоксикации организма. Энтеросорбция не оказывает побочного неблагоприятного влияния на иммунитет, а, напротив, способст вует устранению вторичного иммунодефицитного состояния, снижая имму нодепрессивное действие эндогенных токсинов.
В настоящее время при интенсивной терапии острой почечной недоста точности применяется метод энтеросорбции билигнином. Это препарат рас тительного происхождения, полученный из отходов древесины. При хорошей эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта его назначают по 5 г 3- раза в день. Суточная доза 15-20 г.
Перитонеальный диализ Для уменьшения микробного загрязнения брюшной полости в ряде слу чаев требуется промывание ее диализирующим раствором.
Используется несколько способов промывания брюшной полости. При проточном промывании диализирующий раствор с антибиотиками вливают непрерывно, со скоростью 60-80 капель в минуту. В первые сутки вводят 7- л раствора в один-два приводящих дренажа, установленных в верхних этажах брюшной полости. Во вторые сутки вливают 6-7 л. Продолжительность про ведения диализа 3-5 сут.
При фракционном методе в брюшную полость по верхним дренажам вводят 2-2,5 л жидкости, при этом нижние дренажи зажимаются на 2-3 ч. В течение суток процедуру повторяют 4-8 раз. Экспозиция должна быть доста точной для процесса обмена электролитами между кровью и диализирующим раствором.
Перекрестное кровообращение Впервые подключение кровообращения больного к кровообращению донора с целью очищения крови реципиента от токсических продуктов здо ровой печенью было применено для лечения печеночной комы (I.Y. Burnet, 1966).
Однако при первых попытках использования перекрестного кровообра щения как у реципиентов, так и у доноров возникали тяжелые реакции, обу словленные иммунологической несовместимостью.
В связи с этим было предложено использовать для перекрестного кровооб ращения при лечении острой печеночной недостаточности обезьян бабуинов, после предварительного отмывания их сосудистого русла от собственной крови. Клиническое исследование такого метода (Hume М., 1969) позволяет считать его достаточно физиологичным и в определенных условиях перспек тивным.
Обменное переливание крови Благоприятное воздействие обменного переливания крови объясняется удалением из организма вместе с кровью циркулирующих в ней токсинов.
Для полного замещения крови пациента кровью донора необходимо 10 15 л крови. При массивном переливании донорской крови возможны ослож нения и в первую очередь связанные с развитием иммунологического кон фликта.
Обменное замещение крови получило дальнейшее развитие в связи с расширением использования искусственного кровообращения и гипотермии.
Сущность метода заключается в том, что после перфузионного охлаждения организма до +20...+22С проводят полное одномоментное замещение всей массы циркулирующей крови. Метод получил название "total body washout".
Преимущество описанного метода состоит в том, что при использовании минимального количества донорской крови можно полностью удалить ток сины из циркулирующей крови. Использование искусственного кровообра щения оказывает гемодинамический, а гипотермия проявляет свой антиток сический эффект.
Гемосорбция Гемосорбция (от гемо... и латинского sorbeo - поглощаю), метод внепочеч ного очищения крови от токсических веществ путем прокачивания ее через колонку с сорбентом (активный уголь, ионообменные смолы) вне организма.
Применяют при острых отравлениях, поражениях печени с выраженной интоксикацией и др. Механизм действия гемосорбции принципиально отли чается от других методов лечения.
Метод основан на двух свойствах сорбента:
адсорбции (фиксация молекулы вещества на поверхности поглотите ля);
абсорбции (фиксация вещества в объеме поглотителя).
Фиксация химических агентов происходит за счет образования кова лентных или ионных связей вещества с активными группами поглотителя.
Для гемосорбции используются сорбенты двух классов: неселективные, по глощающие из крови несколько веществ, и селективные, извлекающие веще ства определенной структуры.
К первой группе относятся активированные угли, на поверхности кото рых собираются индолы, скатолы, гуанидиновые основания, жирные кисло ты, билирубин, органические кислоты и т.д.
К селективным сорбентам относятся ионообменные смолы, способные удалять из организма ионы калия, аммоний, гаптоглобин, билирубин.
Гемосорбция проводится на специальных аппаратах АЭГ-01-4: УАГ-01;
УЭГ-1, чаще в реанимационных палатах или отделениях по определённой методике. Общее понятие об этом методе состоит в введении в кровеносные сосуды специальных игл или сосудов, соединённых с аппаратом для гемо сорбции. Проведённые наблюдения московских, днепропетровских и мин ских учёных показали высокую эффективность гемосорбции.
Наблюдения ряда авторов показывают, что применение сорбционной терапии, как одного из нелекарственных методов лечения, является перспек тивным направлением с целью стимуляции систем естественной защиты и физиологической регуляции организма.
Плазмаферез Принцип плазмафереза заключается в заборе от больного определенного количества крови, выделение из него клеточных элементов (сепарация), за тем введение этих клеточных элементов обратно в кровь, но без плазмы. Ме тод позволяет в течение 1-3 часов заменить не менее одного-двух объемов плазмы (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Схема проведения плазмафереза (Plasma exchange).
К помощи плазмафереза прибегают для уменьшения в плазме концен трации белков, липидов, гормонов, токсинов, антигенов, антител, иммунных комплексов. Показания к проведению плазмафереза постоянно увеличивают ся. В то же время эффективность метода доказана при нескольких синдромах или нозологических формах. Это синдром повышенной вязкости крови, син дром Гудпасчера, тромбоцитопеническая пурпура, иммунокомплексные вас кулиты, быстропрогрессирующий гломерулонефрит.
Механизм плазмафереза складывается из двух основных факторов:
механическое удаление из организма вместе с плазмой токсических продуктов;
возмещение утраченных или недостающих жизненных компонентов внутренней среды организма путем переливания свежей донорской плазмы.
В настоящее время существует несколько методик проведения плазма фереза.
1. Ручной метод. Суть его заключается в отстаивании крови во флаконах с гемоконсервантом с последующим удалением плазмы и возвращени ем эритроцитарной массы больному.
2. Метод прерывного плазмафереза. Кровь больного собирается в пласти ковые контейнеры с гемоконсервантом далее центрифугируется, полу ченная плазма удаляется, а клеточные субстанции возвращаются в со судистое русло.
3. В 60-е годы была создана модель фракционатора клеток, в котором пу тем центрифугирования кровь разделяется на плазму и клеточные эле менты. Процесс разделения крови осуществляется в специальном рото ре, из которого фракции крови удаляются с помощью роликовых насо сов.
4. Особым методом плазмафереза является фильтрационный, при кото ром разделение крови происходит в процессе фильтрации через специ альные мембраны или волокнистые фильтры.
Лимфорея и лимфосорбция Детоксикационная лимфорея - метод, предполагающий нарушение отве дения лимфы путем дренирования грудного лимфатического протока. При этом вместе с лимфой удаляются токсические метаболиты. Возмещение по тери лимфы, достигающее 5 л/сут, проводят путем внутривенного введения соответствующего количества плазмозамещающих растворов. Недостатком метода является то, что вместе с токсическими продуктами удаляются цен ные для организма вещества: белки, жиры, электролиты, ферменты, лимфо циты.
Исходя из этого разработан и внедрен в практику метод очищения лим фы путем сорбции.
Гемодиализ (ГД) Принцип гемодиализа основан на явлении избирательной диффузии че рез полупроницаемую мембрану, которая с одной стороны омывается кро вью, а с другой стороны - диализирующим раствором (ДР) (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Диаграмма процесса гемодиализа.
Под воздействием концентрационного градиента через полупроницае мую мембрану проходят низко- и среднемолекулярные вещества. Мембрана не пропускает высокомолекулярные вещества - белки.
Ультрафильтрация (УФ) Перемещение воды из крови в диализат через полупроницаемую мем брану называется ультрафильтрацией (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Диаграмма процесса ультрафильтрации.
Скорость ультрафильтрации определяется изменением давления в по лости диализатора за счет создания вакуума с одной стороны диализирую щей мембраны. Скорость ультрафильтрации подбирается индивидуально и может составлять от 100 до 300 мл/ч при расходе диализата до 300- мл/мин. Процедура проводится без использования замещающей жидкости.
Гемофильтрация (ГФ) Гемофильтрация (греч. haima кровь + лат. filtratio процеживание) - метод очищения крови посредством ее фильтрации через искусственные высоко проницаемые мембраны с одновременным замещением удаляемого фильтра та специальным раствором (рис. 3.7). В отличие от гемодиализа очищение крови при гемофильтрации осуществляется благодаря конвекционному пе ремещению растворенных в плазме веществ через полупроницаемую мем брану под действием трансмембранного давления, подобно тому, как это происходит в почечных клубочках. Гемофильтрация применяется при лече нии тяжелой ОПН и ХПН, выраженной гипергидратации, некоторых отрав лений. Интермиттирующая гемофильтрация - основной способ применения этого метода в условиях стационара.
Рис. 3.7. Диаграмма процесса гемофильтрации.
Постоянную гемофильтрацию предпочтительно проводить у неподвиж ных больных с полиорганной патологией, составляющих контингент реани мационных отделений, а также при массовом поражении, когда возрастает потребность в стационарном оборудовании, или на этапе неспециализиро ванной больничной помощи.
Противопоказаниями для применения гемофильтрации являются некор ригируемая артериальная гипотензия, продолжающееся кровотечение, ге моррагический инсульт.
По молекулярному спектру удаляемых веществ гемофильтрация близка к естественному почечному очищению. В отличие от гемодиализа при гемо фильтрации хорошо удаляются уремические токсины малой и средней моле кулярной массы. Кроме того, с помощью гемофильтрации могут быть удале ны так называемые маленькие белки (например, бета2-микроглобулин, миог лобин), некоторые ферменты, бактериальные эндотоксины. При гемофильт рации эффективнее удаляются вещества, распределяющиеся преимущест венно во внеклеточной жидкости и хорошо проходящие через мембрану, в меньшей степени нарушается осмотический баланс, поэтому гемофильтрация реже сопровождается опасными осложнениями со стороны органов кровооб ращения и центральной нервной системы. Для качества очищения опреде ляющее значение имеет объем фильтрации, который в оптимальных случаях должен быть не менее 60-80% от массы тела пациента.
Аппараты для гемофильтрации - гемопроцессоры оснащены насосами для перфузии крови, удаления отфильтрованной жидкости (ультрафильтрата) и введения замещающего раствора, термостатом для подогревания заме щающего раствора, электрическими весами для определения количества фильтрата и замещающего растворы, а также электронным устройством (микропроцессором), обеспечивающим автоматическое управление и кон троль за ходом процедуры. Созданы аппараты, способные изготавливать вы сококачественный замещающий раствор, а также упрощенные портативные модели. Конструкцией аппарата предусмотрена защита пациента от перегре того раствора, воздушной эмболии, утечки крови в фильтрат, жидкостного дисбаланса. Для проведения гемофильтрации используют функциональную кровать и прикроватную систему взвешивания, что отвечает требованиям безопасности пациента. В стандартный набор для постоянной гемофильтра ции входят маленький гемофильтр, кровяные линии, линии для замещающе го раствора и фильтрата, контейнер и мешок-накопитель для фильтрата, со судистые катетеры и переходные краны к ним.
Постоянную гемофильтрацию можно проводить с помощью насоса кро ви и спонтанно за счет артериального давления крови пациента. В связи с малой скоростью фильтрации процедуру проводят длительное время, иногда несколько суток или недель. Замещающие растворы по составу близки к без белковой части плазмы крови, стерильны, апирогенны и способны исправ лять нарушения электролитного и кислотно-основного гомеостаза. Приме няют 12-14 видов растворов, которые различаются по содержанию важней ших катионов, анионов, глюкозы, буферным свойствам, осмотическому дав лению. Растворы расфасованы по 4,5-5 кг в мягкие пластиковые контейнеры.
Аппарат присоединяют к пациенту с помощью наружного артериове нозного шунта или артериовенозной фистулы (в последнем случае сосуд пунктируют специальными иглами), реже введением катетеров в крупные со суды посредством чрескожной пункции. Для предупреждения свертывания крови в аппарате в линию перед фильтром вводят гепарин (фракционно или постоянно), иногда на выходе из аппарата его нейтрализуют раствором про тамина сульфата. Эффективность гемофильтрации оценивают, прежде всего, клинически по обратному развитию симптомов уремической интоксикации, по изменению массы тела, а также биохимическим показателям (содержание в крови мочевины, креатинина, мочевой кислоты, гуанидина и др.).
Осложнения при гемофильтрации могут быть связаны с экстракорпо ральной перфузией (кровотечение, нарушение гемостаза, эмболия), вмеша тельством в водно-электролитный и кислотно-основный баланс (гипергидра тация и дегидратация, гипокалиемия, метаболический алкалоз). Могут быть связаны со стрессом и неселективным очищением (гипогликемия, гипофос фатемия, потеря аминокислот), нарушением теплового баланса (озноб повы шение температуры тела), инокуляцией возбудителей инфекции (сепсис, ге патит, сифилис, ВИЧ-инфекция). При высокопоточной гемофильтрации мо гут наблюдаться артериальная гипотензия и сердечная слабость, обусловлен ные гипокалиемией и гипомагниемией, в связи с чем показаны периодиче ское введение панангина. При гемофильтрации предусмотрительно увеличи вают дозу лекарственных препаратов, количество вводимой глюкозы, амино кислот, уменьшают дозу инсулина.
Гемодиафильтрация (ГДФ) При гемодиафильтрации одновременно происходит два процесса:
1. Гемодиализ - диффузия веществ через полупроницаемую мембрану диализатора между кровью пациента и диализирующей жидкостью;
2. Гемофильтрация - конвективный транспорт воды и растворённых в ней веществ через полупроницаемую мембрану гемофильтра.
Диализаторы применяемые для гемодиафильтрации называются гемо диафильтры и имеют хорошие показатели как по диффузии, так и по ультра фильтрации.
При проведении стандартной гемодиафильтрации используется бикар бонатный концентрат для получения диализирующей жидкости, а для заме щения ультрафильтрата используются специальные растворы для гемо фильтрации. Обычно во время сеанса замещаются от 9 до 20 литров жидко сти.
Существует разновидности гемодиафильтрации: стандартная гемодиа фильтрация и гемодиафильтрация ON-Line. Во время гемодиафильтрации ON-Line замещающая жидкость готовится непосредственно из бикарбонатно го диализата и объём замещения зависит от показаний, от скорости кровото ка, типа диализного фильтра и может достигать 60-80 литров за процедуру.
При скорости потока крови от 300 до 400 мл/мин. Средний процент сниже ния концентрации за процедуру для мочевины, креатинина, фосфата, бета2 микроглобулина был соответственно: 78.1 4.0 %, 72.0 4.3 %, 59.3 7.7 %, и 70.2 9.5 %.
Различают ON-Line ГДФ с предилюцией и постдилюцией, при которых за мещающая жидкость вводится в кровь непосредственно до и после диа фильтра (диализатора) соответственно (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Диаграмма процесса ГДФ с предилюцией и постдилюцией.
Таким образом, медицина располагает значительным числом методов детоксикации организма. Кроме того, постоянно разрабатываются новые способы. Дальнейшие исследования покажут, какие методы наиболее эффек тивны.
2.4. Аппарат УИсскуственная почкаФ для проведения гемодиализа В 1944 году голландским врачом Колфом впервые был применен аппа рат для временного замещения выделительной функции почек так называе мая "искусственная почка" или гемодиализатор (ГДр) (рис. 3.9).
Рис. 3.9. Принцип работы аппарата "искусственная почка".
Его в основном используют при почечной недостаточности для освобо ждения крови от продуктов обмена и вообще, тех веществ, которым не место в организме - это может быть и лишняя вода. Для работы искусственной поч ки нужен катетер, насос и главная деталь полупроницаемая мембрана. Необ ходим специальный гемодиализирующий раствор, который содержит основ ные электролиты крови и глюкозу, в близких к нормальной крови концен трациях, но не содержит вещества подлежащих удалению. Таким образом, элементы крови через мембрану не проходят в отличие от вредных сульфа тов, фосфатов мочевины.
Учитывая общие закономерности построения аппаратов для внепочеч ного очищения крови, все существующие ГДр можно классифицировать по режиму транспортирования управляющей среды на аппараты со сливом и аппараты с рециркуляцией диализата или диализирующего раствора (ДР).
2.5. Методы и средства гемодиализного биомониторинга Исследования последних лет убедительно показали, что длительная выжи ваемость на хроническом гемодиализе совершенно не связана с биосовмес тимостью диализных мембран, типом диализного буфера и элиминацией пресловутых "средних" молекул, среди которых безуспешно искали несуще ствующий уремический токсин. Поэтому в мировой практике замещения функции почек оставлены фильтрационные способы детоксикации крови, ко торые не показали никаких преимуществ перед гемодиализом. В настоящее время длительную выживаемость на хроническом гемодиализе связывают с непростыми, но понятными факторами: диализная доза (Kt/V), безопасность гемодиализа, питание, эритропоэтин.
До настоящего времени проблема принципиального повышения качества гемодиализа не могла быть решена по причине отсутствия инструментов для фактического контроля за важнейшими параметрами гемодиализа, такими как доза гемодиализа, время, скорость перфузии крови, ультрафильтрация.
Все эти задачи решались путем разнообразных косвенных расчетов и профи лирования. Комплекс диализного мониторинга исключительно состоял из наблюдения за чисто физическими параметрами. В настоящее время пробле му адекватности гемодиализа, аналитического определения гемодиализной прескрипции и сбалансированности ультрафильтрации решает гемодиализ ный биомониторинг, основанный на использовании сенсоров. Дело в том, что изменение биохимического состава отработанного диализата, как в зер кале отражает изменение биохимического состава крови. Поэтому по данным сенсора мочевины на сливе из аппарата искусственная почка оказалось впол не возможным осуществлять мониторинг таких фундаментальных показате лей гемодиализа, как Kt/V, РСК (степень катаболизма белка), степень сниже ния уровня мочевины. Все эти параметры связаны практически линейной за висимостью и легко поддаются программированию. Компьютеризированный сенсор мочевины дает возможность интегрально с учетом всех погрешностей фактически в каждой конкретной ситуации определять диализную дозу и время. Волюметрический контроль ультрафильтрации не решил проблему адекватной гемодиализной дегидратации, хотя сделал ее управляемой. Ос новным недостатком всех ранее существовавших способов профилирования ультрафильтрации было отсутствие данных о фактическом изменении объе ма водных пространств организма.
Сегодня эту проблему решает сенсор изменения объема крови. Сенсор не инвазивно устанавливается на входе крови в диализатор и по гемоконцентра ции рассчитывает фактическое изменение объема крови в процентах от ис ходного значения и, равным образом, в динамике показывает темп восста новления объема крови после отключения ультрафильтрации. И сенсор мо чевины и сенсор объема крови выдают информацию в цифровом и графиче ском виде и позволяет управлять работой аппарата искусственная почка по принципу обратной связи. Почти все гемодиализные компании уже деклари ровали инкорпорацию биосенсоров в основные блоки диализной аппаратуры.
Таким образом, в настоящее время происходит качественный прогресс в по чечной технологии. Надо полагать, что число параметров, которые контро лируются биосенсорами, будет увеличиваться. Вероятно, это будет глюкоза, калий, рН и т. п. Итак, будущее гемодиализа - биомониторинг.
2.5.1. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств В последнее десятилетие возникли новые контакты на первый взгляд между очень далекими областями: электроникой и биохимией. Их взаимо действие создало новую сферу - биоэлектронику. Первым шагом в этой об ласти было возникновение новых устройств для анализа и переработки, по лучивших название биосенсоров (БС). БС рассматриваются как первое поко ление биоэлектронных устройств.
Биосенсоры - это аналитические устройства, использующие биологиче ские материалы для распознавания определенных молекул и выдающие ин формацию об их присутствии и количестве в виде электрического сигнала.
Идея создания ферментного электрода принадлежит Кларку и Лайону, а первая публикация в 1967г. и название Уферментный электродФ - Хиксу и Апдайку. В этой работе на поверхность амперометрического электрода Кларка была нанесена иммобилизованная глюкозооксидаза, с помощью ко торой по изменению концентрации кислорода измеряли концентрацию глю козы. Первый потенциометрический ферментный электрод для определения мочевины описан Монтальво и Гильбо в 1968 г.
Под термином биосенсор (БС) следует понимать устройство, в котором чувствительный слой, содержащий миологический материал: ферменты, тка ни, бактерии, дрожжи, антигены/антитела, липосомы и др., непосредственно реагирующий на присутствие определенного компонента, генерирует сигнал, функционально связанный с концентрацией этого компонента. Конструктив но БС представляет собой комбинированное устройство, состоящее из двух преобразователей, или трансдьюсеров, - биохимического и физического, на ходящихся в тесном контакте друг с другом. На рис. 3.10 приведена общая схема такого устройства. Биохимический преобразователь, или биотранс дьюсер, выполняет функцию биологического элемента распознавания, пре образуя определяемый компонент, а точнее, информацию о химических свя зях в физическое или химическое свойство или сигнал, а физический преоб разователь преобразует концентрационный сигнал в электрический. В дан ном случае реализуется принципиально новый способ получения информа ции о химическом составе раствора. Наличие в устройстве биоматериала с уникальными свойствами позволяет с высокой селективностью определять нужные соединения в сложной по составу смеси, на прибегая ни к каким до полнительным операциям, связанным с использованием других реагентов и т.д. (отсюда и название - без реагентные методы анализа).
Существует большое разнообразие физических трансдьюсеров: электро химические, спектроскопические, термические, пьезоэлектрические и т.п. На рис. 3.11 приведен перечень преобразователей используемых в БС.
Рис. 3.10. Схема биохимического сенсора: 1-исследуемый раствор, 2 корпус БС, 3-полупроницаемая мембрана (для механического удержания биослоя), 4-слой биоматериала, 5-физический преобразователь (электрод и т.д.), 6-усилитель сигнала, 7-индикатор.
В настоящее время наиболее распространены электрохимические преобра зователи. Различают потенцио- и амперометрические БС, биосенсоры опто волоконные, на полевых транзисторах и др. По названию преобразователя можно сделать вывод о характере физического свойства, которое измеряется аппаратно с использованием микропроцессорной техники, что позволяет сделать устройство достаточно компактным.
Функционально, таким образом, биосенсоры сопоставлены с датчиками живого организма - биорецепторами, способные преобразовывать все типы сигналов в электрические.
Рис. 3.11. Типы чувствительных элементов распознавания (биослой) и физических преобразователей в сенсорах.
Принцип работы БС достаточно прост. Определяемое вещество диффун дирует через полупроницаемую мембрану в тонкий слой биокатализатора, в котором и протекает ферментативная реакция по схеме, указанной на рис.
3.10. Поскольку в данном случае продукт ферментативной реакции опреде ляется с помощью электрода, на поверхности которого закреплен фермент, то такое устройство называют ферментным электродом. Таким образом, оп ределения УбиосенсорФ и Уферментный электродФ в данном случае синонимы.
Следует отметить, что характер ферментативной реакции зависит от при роды фермента, типа его каталитического действия. Многие ферменты сей час доступны, их чистые препараты включены в каталоги ряда фирм производителей. Важно отметить, что при конструировании БС увеличение продолжительности действия фермента становиться основной задачей. Дело в том, что нативный фермент сохраняет свои свойства лишь в течении отно сительно короткого времени. Поэтому была разработана операция так назы ваемой иммобилизации фермента. В ходе иммобилизации с помощью специ альных реагентов фермент УзакрепляютФ либо на поверхности адсорбентов, например силикагеля, угля или целлюлозы, либо вводят в пленку пористого полимера, либо ковалентно, то есть с помощью химических связей, Уприши ваютФ к какой-либо подложке. При этом фермент закрепляется, перестает быть подвижным, не вымывается из биослоя, а его каталитическое действие сохраняется. На рис. 3.12 дано схематическое изображение методов иммоби лизации ферментов в БС.
Рис. 3.12. Схематическое изображение методов иммобилизации фермен тов в БС: а - ковалентное связывание с поверхностью электрода, б - сши вание, в - адсорбция на носителе (электроде), г - ковалентное связывание и пришивание к подложке (электроду), д - захват носителем (в пленке по лимера).
Недостатком БС является трудность их изготовления. Но успехи в области развития средств микроэлектроники подтолкнули разработчиков конструк ций БС к новым решениям. Оказалось перспективным использовать так на зываемую планарную технологию (фотолитографию, полупроводниковую технику покрытия и т.д.), по которой можно изготовить биочип, объединяю щий сенсорную систему, трансдьюсер, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) микропроцессор для измерения аналитического сигнала и расчета ре зультатов анализа.
УМолекулярный дизайнФ при конструировании БС будущего может соста вить реальную конкуренцию их объемному варианту.
Таблица 3.8.
Примеры ферментных электродов и область их применения Фер- Индикаторный Определяемое Область применения мент электрод вещество Уреаза Аммонийный, Мочевина (субстрат), Клиническая диагностика, Газочувстви- Фториды, тяжелые экология тельный СО2 и NH3 металлы Пеницилли- рН-метрический Пенициллин Фармацевтическая про наза мышленность Оксидаза L- Аммонийный L-аминокислоты: Пищевая промышленность, аминокислот цистеин, лейцин, производство биопрепаратов, тирозин, триптофан, санитарная экспертиза и дру фенилаланин, метионин и гие другие Фер- Индикаторный Определяемое Область применения мент электрод вещество Оксидаза D- Аммонийный, D-аминокислоты: Клинический анализ, про аминокислот Газочувстви- фенилаланин, тирозин, изводство биохимических тельный NH3 метионин,,лей-цин, препаратов, пищевая про триптофан и другие мышленность Моноамин- Газочувстви- Биогенные амины: се- Клиническая диагностика, оксидаза тельный NH3 ротонин, тирамин, адре- фармацевтическая и пищевая налин, триптамин, норад- промышленность, санэкспер реналин, бензиламин;
тиза, сельское хозяйство про-изводные бензимида золов, гидразина, акриди ны, атропин, метацин и другие Холинэстера- рН-метричес- Cубстраты - холиновые Химико-токсикологический зы: ацетилхо- кий, редокс- и тиохолиновые эфиры анализ, сельское хозяйство, линэстераза, метрические: пла- уксусной про-пионовой и ветеринария бутирихолин- тиновые, стеклян- масляной кислот;
атро эстераза ный ЭО-01, газо- пин, эзерин, прозерин, чувствитель-ный пестициды антихолинэ CO2 стеразного действия, ио ны Ме Аспарагиназа Аммонийный Аспарагин Медицина, производство биопрепаратов, пищевая пром-ть Глюкозокси- Иодидный, рН- Глюкоза Медицина даза метрический Нитритре- Аммонийный Нитриты Сельское хозяйство, вете дуктаза + ме- ринария, токсикология, сан тилвиологен экспертиза, экология Нитратре- Газочувстви- Нитраты Сельское хозяйство, вете дуктаза тельный NH3 ринария, токсикология, сан экспертиза, экология Креатиназа Газочувстви- Креатинин Клинический анализ, про тельный NH3 изводство биохимпрепаратов 2.5.2. Типы биосенсоров мочевины Содержание мочевины в крови является важным клиническим парамет ром, характеризующим функционирование почек. В норме концентрация мо чевины (СО(NH2)2) лежит в интервале 3,6Ц8,9 мМ, что составляет 3,6Ц8, ммоль/л;
где М - молярная концентрация. В источнике представлена табли ца мембранных биосенсоров мочевины.
Во всех известных биосенсорах мочевины использована реакция гидроли за, катализируемая высокоспецифичным ферментом - уреазой:
СО(NH2)2 + 2H2O NH3 + NH4+ + HCO3 (3.1) Уреаза Ч растительный ферментный препарат, не уступающий лучшим зарубежным аналогам. Диагностическое средство, предназначенное для сни жения содержания мочевины в крови и определения мочевины в биологиче ских жидкостях.
Уреаза иммобилизованная Ч иммобилизованная форма фермента для ис пользования ее в системе ферментного электрода (биосенсора) для аналити ческих и диагностических целей, а также для определения и разложения мо чевины в биологических жидкостях и применения в аппарате лискусственная почка.
Некоторые из перечисленных в табл. 3.8 ферментных электродов вы пускаются для продажи. Так, фирма Owens - Illinois (Kimble) создала прибор для определения мочевины на основе иммобилизованной уреазы и аммиач ного газочувствительного электрода. По приобретенному патенту фирма Technicon продает этот прибор в Европе. Непосредственно ферментные элек троды для определения мочевины, креатинина, аминокислот, спиртов, глю козы и некоторых других веществ изготовляет по специальному запросу фирма Universal Sensors (New Orlean, USA). У нас в стране ферментные элек троды для оценки общей токсичности воды и определения фосфорорганиче ских пестицидов и других веществ антихолинэстеразного действия изготов ляются по предварительным заказам на экологическом факультете Казанско го государственного университета.
Амперометрические биосенсоры:
В амперометрических ферментных электродах чаще всего индикатор ным электродом является платиновый электрод. Селективность амперомет рического биосенсора (АБС) определяется природой материала электрода, точнее, его поверхности, а следовательно, и величиной потенциала, при ко тором происходят электрохимические реакции с участием анализируемого компонента. Чувствительность АБС составляет порядка 10-9 М. Несмотря на высокую чувствительность АБС обладают относительно большим временем измерения 2-3 мин.
Потенциометрические биосенсоры:
В потенциометрических ферментных (биоспецифических) электродах индикаторными электродами служат обычно ионоселективные или (реже) редоксметрические электроды. Как уже говорилось выше, выбранный инди каторный электрод должен обладать избирательностью к ионам продукта или субстрата ферментативной реакции. Кроме того, он должен иметь низкий предел обнаружения потенциалопределяющего иона, проявлять стабильность в работе и быть нечувствительным к слою иммобилизованного фермента (биопрепарата).
В потенциометрических индикаторным электродом является стеклян ный и другие рН - метрические, а также газочувствительные электроды.
Кроме того, применяются и другие ионоселективные электроды (ИСЭ): ам монийный, нитратный, холиновый и т.д. Стеклянный рН-метрический элек трод не случайно нашел широкое применение в конструкциях ферментных и других биосенсоров. Его уникальная избирательность к ионам Н+ и ОН-, низкий предел обнаружения, высокая стабильность в работе, возможность в некоторых случаях стерилизовать поверхность электрода сделали этот ИСЭ незаменимым для самых различных исследований, в том числе биологиче ских объектов. С позиции сочетания с ферментными препаратами рН метрический электрод почти универсален, т.к. в большинстве ферментатив ных реакций происходит изменение рН.
рН - чувствительные ионоселективные электроды:
Потенциометрические биосенсоры (ПБС) основаны на ионоселективных электродах, дающих селективный отклик на присутствие определяемых ио нов или молекул вещества в растворах. Аналитическим сигналом в них явля ется потенциал. И, что самое главное они функционируют обратимо, и при измерении потенциала на электроде не нарушается электрохимическое рав новесия электрод (биосенсор) - раствор, чего нельзя сказать об амперомет рических биосенсорах, отклик которых определяется электролизом, т.е. по треблением вещества. Однако расход определяемого вещества за время фор мирования отклика настолько ничтожен, что не вызывает изменения концен трации определяемого компонента при повторных измерениях. ПБС менее чувствительны, чем АБС. Высокой селективностью обладают уреазные сен соры на основе газовых аммиачных электродов.
Преобразователь мочевины, подходящий для быстрого, непрерывного определения мочевины в жидкостях, был разработан Guilbault G.G. и Montalvo J.G.
Преобразователь мочевины называется электродом мочевины потому, что сделан на полимеризованной желатиновой мембране иммобилизирован ного фермента на стеклянном электроде, который определяет ионы аммония.
Для мочевины специфично получение иммобилизации фермент (уреазы) в слое акриламидного геля толщиной 60-350 м на поверхности стеклянного электрода. Когда электрод мочевины помещен в контакт с раствором, кото рый содержит мочевину, субстрат распространяется в слой геля с иммобили зированным ферментом. Фермент катализирует (ускоряет) разложение моче вины до иона аммония как показано в уравнении:
СО(NH2)2 + H2O 2NH4+ + CO2 (3.2) Ион аммония, произведенный на поверхности электрода определяется рН - чувствительным электродом, который измеряет активность этого однова лентного катиона способом, аналогичным pH определению со стеклянным электродом.
Потенциал этого электрода измерен. Время для 98 % установившегося от вета равняется 25 - 60 сек, в зависимости от толщины мембраны геля. Для проведения измерения достаточно 175 мг исследуемого раствора.
Кривая ответа, т.е. зависимость выходного напряжения с датчика от концентрации мочевины, или типичная кривая калибровки представлена на рН - чувствительные полевые транзисторы:
Довольно широкое распространение получили миниатюрные устройст ва, основанные на полевых транзисторах. В них металлический контакт за твора транзистора заменен химически чувствительным слоем и электродом сравнения. В этом случае затвор представляет собой металлический слой, покрытый чувствительным материалом.
Взаимодействие определяемого компонента с материалом затвора вызы вает изменение электрического поля в области затвора и, следовательно, по рогового потенциала и тока в транзисторе, что и обуславливает аналитиче ский сигнал. Чувствительность рН - чувствительных полевых транзисторов составляет порядка 10-4 - 10-5 М.
U, мВ 357 35,7 3,57 0,35 0,035 КМ, моль/л Рис. 3.13. Кривая калибровки.
Существуют устройства состоящие из фоточувствительной мембраны, которая содержит иммобилизованную уреазу, катализирующая гидролиз мо чевины до аммиака и углекислоты (см. реакция гидролиза ). В таких устрой ствах регистрация потенциала светочувствительной мембраны осуществля ется с помощью полевого транзистора, такой подход значительно миниатю ризирует биосенсор (рис. 3.14). Время измерения при использовании поле вых транзисторов составляет около 5 мин.
Появляющиеся в результате биохимической реакции ионы аммония влияют на амплитуду фотоответа сенсора, что составляет основу определе ния мочевины. Калибровочная зависимость такого биосенсора представлена на рис. 3.15. Свет Рис. 3.14. Схематическое представление сенсора на основе транзистора.
1-электрод сравнения, 2-фоточувствительная мембрана с ионофором, 3 сденозащитный экран, 4-внупренний электролит, 5-герметизирующее коль цо, 6-внешний раствор содержащий измеряемое соединение.
U, мВ 7 6 5 4 3 2 1 lg[(NH2)2CO] Рис. 3.15. Зависимость величины фотоответов биосенсора от концентра ции мочевины.
Удобство в использовании биосенсоров заключается в том, что их эле менты: чувствительная мембрана, пленка с иммобилизованным ферментом и пр.;
являются легко заменяемыми компонентами, в следствии чего возможна их оперативная замена и быстрая настройка для анализа широкого спектра биологически активных соединений.
3. Газовый анализатор 3.1. Исследование физико-химического состава содержимого брюшной полости В последнее время повысился интерес к прецизионному исследованию продуктов жизнедеятельности. Установлено, что по хромато-масс спектрометрическому анализу слюны, кала, влагалищных смывов, выдыхае мого воздуха можно диагностировать многие заболевания, в частности сто матологические, гинекологические, легочные, психические.
Кишечные газы являются одним из наиболее доступных биологиче ских материалов, однако, они еще недостаточно используются для диагно стики заболеваний. Состав кишечных газов имеет также существенное зна чение для космической медицины. Исследование кишечных газов было про ведено на хромато-масс-спектрометре LKB-2091 (Швеция), соединенном с ЭВМ, включающей компьютер PDP 11/34 (США), дисплей и графопострои тель. Пробы кишечных газов отбирали во фторопластовые мешочки. На ос новании проведенных исследований за норму может быть принято следую щее содержание специфических химических соединений в кишечных газах (концентрации приведены к 760 мм.рт.ст. и 37 0C). Из предельных углеводо родов в существенных количествах представлены (в скобках - концентрация в микрограммах на 1л) этан (2056), пропан (1485), пентан (677), изопентан (597), 2-метилпентан (97,4), 3-метилпентан (86,1), гексан (55,1), 2 метилгексан (47,2), 3-метилгексан (45,2), октан (52,1), 2,2,5-триметилгексан (40,9), гептан (37,9), нонан и его изомеры (25,9), ундекан и его изомеры (18,6),додекан и его изомеры (14,4), тридекан и его изомеры (8,12), 2,2,5 триметилгептан (31,6). Из предельных углеводородов обнаружены этилен (857), бутилен (176), изопрен (541), гептен-1 (39,9), 3-метилбутен-1 (30,5), децен-1 (34,0), диизоамилен (30,2), ундецен-1 (25,9), додецен-1 (18,6), триде цин-1 (7,82), 4-метилоктадиен-1,7 (6,34), децин-3 (3,37). Идентифицированы следующие нафтеновые соединения: циклобутан (43,9), циклопентан (48,5), метилциклопентан (50,2), циклогексан (57,4), триметилциклопентан (45,5), 1,3-диметилциклогексан (36,9), этилциклогексан (60,7), триметилциклогексан (74,6), пропилциклогексан (31,9), амилциклогексан (24,2), индан (11,5), гек сагидроиндан (6,04). Выявлены соединения, принадлежащие к ароматиче ским углеводородам: бензол (446), толуол (114), этилбензол (140), ксилол (48,5), стирол (0,26), н-пропилбензол (13,5), 1-метил-3-этилбензол (23,3), 1 метил-4-этилбензол (26,9), 1-метил-2-этилбензол (26,3), бутилбензол (2,57), 1,2,4-триметилбензол (2,07), 1-метил-4-изопропилбензол (1,94), 1-метил-3 изопропилбензол (2,08), 1,3-диметил-5-этилбензол (1,50), 1,2-диметил-4 этилбензол (2,55), 1,3-диметил-2-этилбензол (2,36), 1,2,3,4-тетраметилбензол (1,38), нафталин (2,15), 2-метилнафталин. Представляет существенный инте рес идентификация в кишечных газах значительного количества специфиче ских кислородосодержащих соединений: альдегидов - формальдегида (28,3), ацетальдегида (195), 2-метилпропаналя (44,9), 3-метил-бутаналя (30,8), пен таналя (27,9), 2,4,-гексадиеналя (24,9), гексаналя (26,1), фурфураля (23,6), гептаналя (24,6), октаналя (25,9), бензальдегида (16,4), нонаналя (7,23), дека наля (4,92), ундеканаля (4,19);
кетонов - ацетона (409), метилэтилкетона (1960), 2-бутанона (44,2), метилциклобутилкетона (25,2), 2-гексанона (26,6), 4-гептанона (17,9), 3-октен-2-она (10,3), 2-деканона (7,49), 2-ундеканона (6,11), 3-метилциклопентанона (3,43);
спиртов - метанола (53,8), этанола (850), пропанола (328), изопропанола (449), бутанола (246), циклогексилово го спирта (317), изоамилового спирта (278), бензилового спирта (176), 3 метил-1-бутанола (276);
эфиров - этилацетата (94,7), диэтилового эфира (176), 1,4-диоксана (80,4), бутилацетата (64,4), изобутилацетата (28,5), изо амилацетата (56,8), этилгексаноата (23,5), этилоктаноата (20,8), дифенилово го эфира (30,5), этилбутаноата (17,9), 3-метил-2-бутилацетата (21,7), а также других кислородосодержащих соединений - оксида углерода (4049), фенола (93,7), фурана (234), n-крезола (558), ментола (35,6), муравьиной (1531) и ук сусной (2039) кислот. Из азотосодержащих углеводородов представлены следующие соединения: метиламин (746), изопропиламин (581), пирролидин (0,199), индол (0,068), скатол (0,042), 2,2-дипиридил (2,68), н-метилпиррол (3,22), метилпинеразин (3,73), ацетонитрил (27,4), метакрилонитрил (2,62);
из серосодержащих - метилмеркаптан (4,46), этилмеркаптан (10,1), диметилди сульфид (6,14), метил-н-пропилсульфид (6,99), амилмеркаптан (0,50), 2,3,4 тритиопентан (2,83), амилтиозоцианат (3,66), этиленсульфид (4,22);
хлорсо держащих - хлороформ (32,2), трихлорэтилен (20,1), тетрахлорэтилен (18,1), хлорбензол (19,6), хлористый метил (27,5), четыреххлористый углерод (3,37), дихлорметан (19,9), 1,1,1-трихлорэтан (6,47). Хромато-масс спектрометрический анализ кишечных газов может быть эффективно ис пользован для диагностики заболеваний.
Поскольку многие из указанных веществ имеют специфический запах, то экспериментально были определены пороги обонятельного ощущения для каждого из веществ в отдельности. Результаты эксперимента обрабатывали методом пробит-анализа.
В эксперименте участвовали 28 лиц в возрасте 20-55 лет, не имеющих функциональных нарушений со стороны органов обоняния, полости рта и дыхательных путей.
Результаты эксперимента показали, что пороговая концентрация для ин тересующих нас газов, сероводорода на уровне 0,021 мг/м3, аммиака - 0, мг/м3, паров ацетона - 0,409 мг/м3.
3.2. Обзор принципов и схем обработки данных Наибольшую активность в период с 1980 по 2000 гг. в сфере разработ ки измерителей концентрации проявила Россия, а пик патентования прихо дится на 1990-1993 гг.
В настоящее время ведущими признаны следующие фирмы:
1. Россия - Малое государственное предприятие "Практик - НЦ"", Нижегородское производственное предприятие "ЭКО - плюс", фир ма "Геба", АОЗТ "Сенсорные системы", ОАО "Украинский НИИ аналитического приборостроения".
2. Япония - FIGARO ING.
3. Германия - SIMENS, FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITAET JENA.
4. PTC (WO) - AROMASKAN, MATSUSHITA ELEKTRIC INDAS TRIAL CO, MINNESOTA MINNING & MANUFACTURING COM PANI, CAPTER SENSOR & ANALYSERS LTD 5. EP - MIKROSTRUKTURTECHNIK-MBH, UNITED KINDOM AT OMIK ENERGY AUTOHORITY, DRAEGERWERK AKTIENGE SELLSCHAFT.
Основными задачами, стоящими перед разработками в настоящее вре мя, являются:
- повышение точности измерений;
- расширение диапазона измерений и функциональных возможно стей;
- повышение чувствительности и селективности;
- повышение надежности и срока службы;
- увеличение помехозащищенности;
- упрощение конструкции и способа изготовления;
- уменьшение погрешности измерения;
- повышение быстродействия;
- уменьшение энергопотребления;
- удешевление;
- увеличение быстродействия;
- улучшение весо-габаритных показателей;
- повышение стабильности параметров;
- снижение рабочей температуры;
- повышение достоверности анализа;
- обеспечение экспрессного анализа;
Приведенные данные позволяют сделать вывод, что в настоящее время основной тенденцией в развитии методов и средств измерения концентрации является повышение чувствительности и селективности.
3.3. Выбор типов первичных преобразователей Обнаружение различных газов осуществляется с помощью газовых датчиков. В присутствии определенных газов они вырабатывают электриче ские сигналы, которые более или менее специфичны для различных веществ.
При этом используются различные физические и химические эффекты. Кро ме этих простых и надежных газовых детекторов для более ответственных применений существуют еще оптические фотометры, превосходящие газо вые детекторы по селективности и точности. Правда, они гораздо дороже и сложнее по устройству.
Для простых применений, когда можно обойтись умеренной точностью и селективностью, применяют следующие устройства:
Х термокондуктометрические ячейки (СО2, SO2, SF6);
Х термохимические (каталитические) ячейки (СО, взрывоопасные и горючие газы);
Х полупроводниковые датчики (спирты, Н2S, углеводороды, токсич ные газы);
Х топливные ячейки (кислород).
Термокондуктометрические ячейки.
Принцип действия этих датчиков состоит в следующем:
Исследуемая проба газа диффундирует в измерительную камеру, в ко торой имеется платиновая или никелевая проволочная спираль, нагретая до температуры примерно на 40ОС выше окружающей. Если состав газов изме нится, то изменится также теплоотвод от нагретой спирали к стенкам ячейки.
Охлаждение или нагрев спирали ведет к изменению ее сопротивления, кото рое сопоставляется в измерительном мосте со вторым - эталонным - сопро тивлением, расположенным в сравнительной камере.
Одинаковый тепловой эффект может быть обусловлен смешением раз личных газов, но в соответственно разных количествах, применение датчика ограниченно только анализом бинарных смесей из трех и более данный спо соб непригоден.
Топливные ячейки.
Для оценки натекания воздуха по содержащемуся в нем кислороду применяют датчики с топливной ячейкой. В присутствии кислорода проис ходит окисление активной поверхности электропроводящего материала, на ходящегося между электролитом и атмосферным воздухом. В результате возникает электрический сигнал, который может быть измерен.
Термохимические (каталитические) ячейки.
Термохимическая ячейка имеет две измерительные платиновые спира ли, включенные в измерительный мост. Одна спираль покрыта слоем актив ного катализатора, а вторая - слоем пассивного катализатора. Находящийся в атмосфере монооксид углерода (СО) будет реагировать с кислородом возду ха на активном катализаторе, образуя диоксид углерода (СО2). Выделяющая ся в результате этой реакции тепловая энергия вызывает повышение сопро тивления активной спирали, а в итоге - разбаланс моста. С помощью такого датчика можно обнаруживать незначительные концентрации СО.
Полупроводниковые датчики.
В самых простых и дешевых газовых датчиках используется изменение электрического сопротивления некоторых полупроводниковых материалов, возникающее вследствие адсорбции газа.
Устройство датчика состоит из керамической основы, на которой нахо дятся два электрода, между которыми наносится полупроводящий оксид ме талла. Если газ проходит над этим активированным слоем оксида металла, то проводимость последнего меняется. С помощью мостовой схемы это измене ние проводимости преобразуется в изменение напряжения.
Наиболее значительным производителем полупроводниковых газовых датчиков является японская фирма Figaro Eng. Inc.
Фирма Figaro Engineering Inc. является одним из мировых лидеров по производству датчиков детектирования и определения концентрации газов и газовых примесей в составе воздуха. Весь производственный процесс, вклю чающий разработку новых типов датчиков, их изготовление и тестирование, имеет международный сертификат качества ISO 9001, который гарантирует потребителям хорошие технические параметры датчиков, а также их надеж ность и стабильность в эксплуатации. Объем производимой продукции Figaro на сегодняшний день составляет 1 миллион датчиков в месяц. Среди потре бителей датчиков Figaro такие известные мировые компании как BMW, Mitsubishi Heavy Industries, General Motors, Daikin и др.
Принцип действия датчика на основе оксида металла основан на изменении электропроводности полупроводниковой пленки вследствие адсорбции газа на ее поверхности. На трубчатую подложку из оксида алюминия нанесен тонкий слой оксида олова (SnO2), легированного элементами, обладающими каталитическими свойствами (Pt, Cu, Ni, Pd), чтобы обеспечить более высо кую чувствительность полупроводника к конкретному типу газа примеси.
При нагреве сенсора до рабочей температуры (около 400ОС) при помощи на гревательного элемента, выполненного в конструктиве с датчиком, происхо дит адсорбция содержащегося в воздухе кислорода на поверхность сенсора, имеющую мелкозернистую структуру. Протекание адсорбции зависит от концентрации газа примеси. В результате поверхностных эффектов изменя ется электрическая проводимость сенсора. Отклик датчика выражается через изменение его сопротивления в зависимости от концентрации газа, изме няющего адсорбцию кислорода на материале сенсора. Быстрота отклика за висит от модели датчика и конкретного газа примеси. Зависимость сопротив ления датчика от концентрации газа, примеси линейна в логарифмическом масштабе для рабочего диапазона концентраций (от нескольких миллионных долей (ppm) до нескольких тысяч ppm) (рис. 3.16). Датчик проявляет чувст вительность к различным типам газов примеси одновременно, но оптималь ная селективность к определенному типу обеспечивается, во-первых, путем ввода специальных легирующих добавок в оксид олова на этапе изготовле ния и, во-вторых, выбором рабочей температуры сенсора, что достигается подачей на нагревательный элемент определенного постоянного напряжения.
Рис. 3.16. Датчик TGS 2611 для обнаружения газов.
Рис. 3.17. Характеристика чувствительности для разных газов Rs - сенсорное сопротивление в газах в различных концентрациях;
R0 - сенсорное сопротивление в 5000 ppm метана.
Рис. 3.18. Зависимость сенсорного коэффициента сопротивления от темпе ратуры Rs - сенсорное сопротивление в 5000 ppm при различных температу рах/влажностях;
R0 - сенсорное сопротивление в 5000 ppm метана при 20 0С и 65%RH.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изложенные теоретические основы диагностических методов и аппа ратных средств, применяемых в практической медицине и лабораторных ис следованиях, по мнению авторов, помогут студентам старших курсов специ альности "Биотехнические и медицинские аппараты и системы" получить дополнительную информацию, необходимую для успешного решения широ кого круга задач при разработке и проектировании медицинской диагности ческой, терапевтической и лабораторной техники.
Не все затронутые в учебном пособии вопросы рассмотрены одинаково подробно, не все методики проиллюстрированы числовыми примерами. Это обусловлено ограниченным объемом учебного издания. Более подробное из ложение ряда новых, совершенствуемых в настоящее время методов можно найти в специальной литературе, журналах, посвященных медицинскому приборостроению.
В заключении следует подчеркнуть, что разработка новых диагности ческих методов и современной аппаратуры в медицине является актуаль ной и социально значимой задачей современного медицинского приборо строения.
Авторы составители выражают глубокую благодарность студентам специальности 190500, выпусков 1999-2004 г., дипломные работы которых послужили базой для составления настоящего учебного пособия Литература 1.Биофизическое моделирование диагностического процесса - векторкардио графии. // Вестник новых медицинских технологий - 1999 - тVI - №3-4.
2.Белоусов В. Е. Математическая электрокардиология. - Минск: Бела русь,1969. - 143 с.
3. Дорофеева З. З. Принципы векторкардиографии. - М: Медгиз, 1963. - 96 с.
4. Макаров Л. М. Холтеровское мониторирование (руководство для врачей по использованию метода у детей и лиц молодого возраста). - М.: Мед практика, 2000. - 216 с.
5. Мурашко В. В., Срутынский А. В. Электрокардиография. - М: Медицина, 1987. - 256 с.,ил.
6. Озол Э.А. Корригированные ортогональные отведения электрокардио граммы в клиническом анализе биоэлектрической активности сердца / автореферат. - Казань, 1972. - 26 с.
Расчёт параметров электрокардиограммы желудочкового комплекса. // Вест ник новых медицинских технологий - 1999. - т.VI - №3-4.
Титомир Л. И. Автоматический анализ электромагнитного поля сердца / Отв.
ред. И. Ш. Пинскер.-М.: Наука, 1984.-176 с.
Титомир Л. И., Рутткай-Недецкий И. Анализ ортогональной электрокардио граммы. - М.: Наука, 1990. - 198 с., ил.
Тартаковский М. Б. Основы клинической векторкардиографии. - Л.: Меди цина, Ленинградское отделение, 1964. - 434 с., ил.
Янушкевичус З. И., Чирейкин Л. В., Пранявичус А. А. Дополнительно уси ленная электрокардиограмма. - 2-е изд., испр. и доп. - Л.: Медицина, 1990. - 192 с.:ил.
Мошкевич В.С. Фотоплетизмография (Аппараты и методы исследования).
-М.: "Медицина", 1970.-345с.
Исследование оптических свойств тканей фотоплетизмографическим мето дом // Стоматология.- 1986.- Т.65, №1 - с.27-29.
Биофизическое обоснование фотоплетизмографии в отраженном свете / М.И.Гайдук, В.В.Григорьянц, В.Н.Зайцев и др. // Мед. Техника.- 1990.- №2.-с.4-8.
Фотоплетизмографичекие показатели гемодинамики при заболеваниях па радонта / Я.Н.Горенштейн, М.Е.Трухина, Д.А.Марголин, К.В.Милохов. // Стоматология.-1989.- Т.68, №5.- с.20-22.
Модификация фотоэлектроплетизмографа для длительных динамических исследо-ваний. // Д.Д.Закирджаев, А.А.Багирзаде, Н.Ф.Мурадов, Т.Г.Ахвердиева. // Азерб. мед. журн., 1982, №8, с.68-71.
Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптикоэлектронных приборов: Учеб. для приборо-строит. вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989.- 359с., ил.
Медицинские электронные аппараты для здравоохранения. Лесле Кромвелл перевод с английского под ред. М.К. Размахнина - М: Радио и связь 1981г.
Цифровая обработка сигналов. Опейгейм А.В., Шапер Р.В. Перевод с анг лийского под редакцией С.Я. Шаца ЦМ: Связь, 1979г.-116с.
Микрокомпьютерные медицинские системы. Проектирование и применение.
Г. Фурно, Д. Дас, Г. Спренгер и др. перевод с английского - М: Мир, 1983г.-544с.
Физиологические измерения в космосе и проблема их автоматизации. Баев ский Р.М.- М: Наука, 1971г.-220с.
Современные методы и аппаратура для автоматизированных измерений в кардиологии. Под редакцией профессора Н.Н. Мухарлямова - М: Меди цина, 1982г.-120с.
Математический анализ измерений сердечного ритма при стрессе. Баевский Ф.М. и др.- М: Наука, 1984г.-222с.
Перитонит. В.К. Гостищев, В.П. Сажин, А.Л. Авдовенко - М: Медицина 1992г.
Атлас цитологии экссудатов и транссудатов. А.Н. Яновский, М.А. Чепелова - Киев: Здоровье 1968г.
Эндохирургические вмешательства при острых заболеваниях органов брюш ной полости. И.С. Малков, Р.Ш. Шаймарданов, И.А. Ким - Казань 1996г.
Системотехническая разработка измерительно-вычислительных комплексов медицинского назначения: Учебное пособие - практикум. В.М. Солдат кин, А.А. Порунов - Казань, 1994г.
Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник. В.И. Иванов, А.И. Аксенов, А.М. Юшин - М: Энергоатомиздат 1984г.
Двухлучевые фотометрические системы для клинико-физиологических ис следований. Учебное пособие. Е.П. Попечителев, Б.И. Чигирев - Л: Из дательство Ленинградского университета, 1991 г.
Оптоэлектроника в измерительной технике. В.Ф. Бахтумский, Н.И. Горели ков, Ю.Н. Кузин - М: Машиностроение, 1979г.
Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразова тели. Е.С. Левшина, П.В. Новицкий - Л: Энергоатомиздат 1983г.
Применение оптоэлектронных приборов. Под редакцией Ю.Ф. Носова - М:
Радио и связь 1981г.
Проектирование оптико-электронных приборов. Ю.Б. Парвулюсов, В.П.
Солдатков, Ю.Г. Якушенко - М:Машиностроение 1983 г.
Волоконно-оптические датчики. В.И. Бусурин, Ю.Р. Носов - М: Энерго атомиздат 1990г.
Интегральная электроника в измерительных устройствах. В.С. Гутников - Л:
Энергия 1980г.
Диагностика и лечение заболеваний органов пищеварения. Бабак О.А. Харь ков, 1991.-269 с.
Бейтс Р. Определение рН: Теория и практика. Л.: Химия. 1968.-398 с.
Внутрижелудочная рН-метрия. Методическое пособие для врачей.
г.Фрязино, ГНПП Исток-Система, 1996.-48с.
РН-метрические зонды. Рекомендации для медицинского персонала.
г.Фрязино, ГНПП Исток-Система, 1998.-42с.
Бехтерева Н. П. О мозге человека. - С.-Пб.: Нотабене, 1997.-65с Гетман Ф. Ф. Автоматический способ калибровки реоэнцефалограммы. // Врачеб ное дело 1970 № Глубинные структуры мозга: Анатомия, патология и физиология: В 2х т./ под общ.
ред. В. В. Михеева.-М.: Наука, 1969. - 158с Дженкнер Ф. Л. Реоэнцефалография: пер с англ / под ред. Т. М. Дарбиняна. - М.:
Медицина, 1966. - 81с Диагностика и прогнозирование функционального состояния мозга человека / АН СССР. - М.: Наука, 1988. - 206с Кедров А.А. О методике реоэнцефалографии // Кардиология.-1987 Т.28.№ Компьютерная реография. М.А. Ронкин, В.С. Шалыгин, А.В. Пироженко, И.М.
Максименко, В.Г. Горбачева, В.Д. Щербакова, Л.И. Васильева // Биомедицин ские технологии и радиоэлектроника 2002 № Методы клинической нейрофизиологии. Изучение физиологии головного мозга че ловека. Под ред. В. Б. Гречина.: Наука, 1977. - 355с Минц А. Я., Ронкин М. А. Реографическая диагностика сосудистых заболеваний головного мозга.-Киев.: Здоровья, 1967. - 157с Москаленко Ю. Е., Вайнштейн Г. Б. Реоэнцефалография: биофизические основы, информативность, границы применения. // Физиология человека.-1983 Т9, № Реография: импедансная плетизмография. Под ред. Сидоренко Г. И. Соколова И. В. Система автоматизированной диагностической оценки функцио нального состояния сосудов головного мозга по реоэнцефалограмме. // Меди цинская техника.-1986 № Черкес В.А., Олешко Н. Н., Ваколюк Н. И., Луханина Е. П. Физиология головного мозга. Практическое пособие. Учеб. пособие для ст-тов биол. спец. ВУЗов. К.:
Вища школа, Яруллин Х. Х. Клиническая реоэнцефалография. - Л.: Медицина, Исследование системы крови в клинической практике (под ред.
Г.И.Козинца). - М.: Триада, 97.
Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. - М.: Научная школа, 82. - 425 с.
Бурчинский Г.И. Реакция оседания эритроцитов. - Киев: Госмедиздат УССР, 1962.
Козловская Л.В. и др. Учебное пособие по клиническим лабораторным мето дам исследования./ Под ред. акад. АМН СССР Е.М.Тареева. - М.:Медицина,1984.
Скорость оседания эритроцитов в клинической практике. //Курашвили Л.В., Михалкина О.П.// Клиническая лабораторная диагностика. - 1994. - №4.
Реологические свойства эритроцитов. Современные методы исследования// Катюхин Л.Н.// Физиологический журнал им.И.М.Сеченова. - 1995.- т.81.-№6.
Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. - М.:
Мир, 86. - 664 с.
Топорец. А.С. Оптика шероховатой поверхности. - Л.: Машиностроение, 88.
- 191 с.
О повышении информативности фотометрической регистрации агрегацион ных свойств эритроцитов//Попов М.П., Реук В.Д., Д.И.Зюбан, Толстой Л.А.//Гематология и трансфузиология. - 1987. - №5. - с.52 - 55.
Методы анализа гематологических характеристик, основанные на светорас сеянии //Буглов Е.Д., Бондаренко В.С., Костин Г.М., Хайруллина А.Я.//Медицинская техника. - 1989. - №4. - с.17 - 24.
Ашкинази И.Я. Эритроциты и внутреннее тромбопластообразование. - Л.:
Наука, 77, 155 с.
Хэм А., Кормак Д. Гистология, т. 5. М., 1985 г.
А.И.Новиков, А.Е. Ермоленко, А.Б. Косырев. Сравнение различных способов измерения полученной УдозыФ гемодиализа // Мед. техника. - 1995,- №4, - с. 18-22.
Гринвальд В. М. Моделирование структуры аппаратов для гемодиализа // Мед. техника. - 2001,- №4, - с. 20-27.
Максимов Е.П. Динамический алгоритм профилирования параметров гемо диализа // Мед. техника. - 2002,- №4, - с. 20-22.
Будников Г. К. Что такое химические сенсоры // Соросовский образователь ный журнал. - 1998, - №3, - с. 72-76.
Будников Г. К. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств // Соро совский образовательный журнал. - 1996, - №12, - с. 26-32.
Биосенсоры для определения органических соединений: Сенсоры аминокис лот, мочевины, спиртов и органических кислот: Обзор/ Сорочинский В.В., Курганов Б.И. //Прикладная биохимия и микробиология.-1997. Т.33, № 6.-с.579-594.
Никольский Е.Б., Ягодина О.В. Ферментный электрод для определения мик роколичеств некоторых азотосодержащих веществ.// Журнал аналитиче ской химии.Ц1985.-Т.40, вып.7, с. 1299-1307.
Решетилов А.Н. Модели биосенсоров на основе потенциометрических и ам перометрических преобразователей для использования в медицине, био технологии, мониторинге объектов окружающей среды.// Прикладная биохимия и микробиология.-1996.-Т.32, № 1.-с.79-95.
Будников Г.К., Медянцев Э.П. и др. Амперометрические датчики на основе иммобилизированных ферментов.// Успехи химии.-1991.-Т.60, № 4.- с.880-909.
Будников Г.К., Майстренко В.Н., Муринов Ю.И. Вольтамперометрия с мо дифицированными и ультрамикроэлектродами. М.: Наука, 1994. 239 с.
Биосенсоры: основы и приложения./ Под ред. Э. Тернера и др. М.: Мир, 1992.
614 с.
Pages: | 1 | 2 | 3 | Книги, научные публикации