Определение уровня гидратации пациентов, получающих лечение методом программного гемодиализа

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертационная работа посвящена решению одной из актуальных научно-технических задач современного гемодиализа – контроля состояния гидратации пациента и разработке метода для своевременной остановки процедуры ультрафильтрации при достижении пациентом "сухого веса". В работе проведено анализ современных биофизических представлений про распределение и перемещение жидкостей в организме пациента, что позволило выявить высокий уровень сложности и многофакторности гидравлических процессов и установить необходимость создания математических моделей перемещения жидкостей и критерия остановки процедуры при достижении пациентом "сухого веса". Впервые получена математическая модель перемещения жидкости в организме пациента при ультрафильтрации, на основании теории неравновесной термодинамики, что позволило выявить взаимную функциональную зависимость наполнения жидкостных секторов при процедуре программного гемодиализа. Усовершенствована электрофизическая модель процессов в организме пациента при ультрафильтрации для метода биоимпедансометрии, за счет разделения жидкостных секторов, что позволило использовать его для определения состояния гидратации пациента при процедуре программного гемодиализа. По результатам теоретических исследований выбран параметр гематокрита, который характеризует состояние наполнения сосудистого русла, что дало возможность разделить объем внеклеточной жидкости на составляющие. Разработан метод определения "сухого веса", критерием в котором является распределение объема внеклеточной жидкости на две составляющие интерстициальную жидкость и плазму крови и сравнении значений объемов удаленного ультрафильтрата в этих составляющих во время гемодиализа. Разработанный на основе результатов моделирования метод определения "сухого веса" пациентов, позволил повысить достоверность определения момента достижения уровня нормогидратации пациентов при программном гемодиализе на (11-16) %. Разработана структурная схема системы для определения "сухого веса", которая позволяет объединить воедино серийно выпускаемые аппарат "искусственная почка", прибор биоимпедансометр и ПК, что дает возможность реализовать алгоритмические решения и обеспечить работу системы, без разработки дополнительных аппаратных средств. На основе клинических исследований и испытаний разработаны основные медико-технические требования для выбора или проектирования приборов биоимпедансометров, а также созданы практические рекомендации для применения метода определения "сухого веса" пациентов в гемодиализных клиниках. Сопоставление результатов проведенных клинических исследований с данными полученными с помощью традиционных методик, при ультрафильтрации, подтвердили эффективность разработанных моделей и метода для определения "сухого веса" пациента при программном гемодиализе. Основные результаты работы нашли внедрение в лечебный процесс отделения амбулаторного хронического гемодиализа №10, Харьковского областного клинического центра урологии и нефрологии им. В.И. Шаповала; в учебный процесс на кафедре промышленной и биомедицинской электроники НТУ "ХПИ"; при разработке нового варианта измерителя биоимпеданса человека в НТУ Украины "КПИ им. Игоря Сикорского".The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.11.17 – biological and medical devices and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The thesis is devoted to one of actual scientific and technical problems of modern hemodialysis - monitoring of patient hydration and developing methods for timely stopping ultrafiltration procedure when reaching the patient "dry weight". The method of determining the "dry weight" criterion which is the distribution of extracellular fluid volume into two components interstitial fluid and blood plasma volume and value compared to the removed ultrafiltrate in these components during hemodialysis developed. The mathematical model of fluid movement in the patient received the first time. electro and model processes in the patient with ultrafiltration method for bioimpedancemetry improved. Based on simulation method for determining the "dry weight" patients developed first. It is possible to determine authenticity hung reaching state normohidratotsiyi at program hemodialysis. Also practical guidelines for the application of this method in clinics created.