Непрямая калориметрия — это вычисление расхода энергии на основании измеренных величин потребления кислорода и продукции двуокиси углерода, которые преобразуются в энергозатраты в килокалориях в сутки по уравнению Уэйра:
расход энергии = V х 3,941 + VC х 1,11 х 1440.
Непрямая калориметрия позволяет также рассчитать дыхательный коэффициент
Непрямую калориметрию можно проводить методом открытого контур методом закрытого контура.
Метод открытого контура
Метод открытого контура заключается в измерении концентраций и объемов вдыхаемых и выдыхаемых газов для определения потребления кислорода и продукций двуокиси углерода. Главными компонентами калориметра открытого контура (метаболографа) являются газоанализаторы для кислорода и двуокиси углерода и устройство для измерения объемов газа. Анализаторы должны обладать высокой чувствительностью, а волюметры должны точно измерять объемы газа в пределах от 0,05 до 1,0 л. Выдыхаемый больным газ направляют в смесительную камеру. На выходе из камеры вакуумный насос отбирает небольшую пробу газа для измерения концентрации кислорода и двуокиси углерода. После анализа проба возвращается в камеру, после чего весь объем пропускают через волюметр. Периодически анализатором определяют концентрацию кислорода во вдыхаемом газе. Необходимые вычисления выполняет встроенный в прибор микропроцессор. Для того чтобы получить достоверные данные, необходимо уделять тщательное внимание деталям методики.
Метод закрытого контура
Главными компонентами калориметра закрытого контура являются волюметричес-кий спирометр, смесительная камера, анализатор двуокиси углерода и поглотитель двуокиси углерода. Колокол спирометра заполняют известным объемом чистого кислорода и подключают к дыхательному контуру больного. При возвратном дыхании газом из спирометра происходит потребление кислорода и выделение двуокиси углерода. Углекислый газ удаляется из системы поглотителем прежде чем выдохнутый газ попадает в спирометр. Таким образом, уменьшение объема газа в колоколе равно объему потребленного кислорода. Выдохнутый пациентом газ поступает в смесительную камеру, откуда отбирают пробу газа для определения концентрации в ней двуокиси углерода (FE^)- Из смесительной камеры газ поступает в поглотитель, удаляющий углекислый газ, а далее — в спирометр. В спирометре с помощью электронного устройства происходит мониторинг объема для определения дыхательного объема. Микропроцессор вычисляет потребление кислорода на основании разностей между конечно-экспираторными объемами. Если больному проводится ИВЛ, то в качестве колена вдоха калориметра используют систему «мех в бутылке» респиратора, который при сжатии обеспечивает вентиляцию легких пациента. Длительность измерения ограничена Fio2 и объемом спирометра. Когда объем газа в спирометре уменьшается до критического уровня, исследование прерывают и снова заполняют спирометр.
Важные правила, которые необходимо соблюдать при проведении непрямой калориметрии методом открытого контура
- Но2 должна быть стабильной (± 0,005 %). Часто используются готовые воздушно-кислородные смеси, чтобы избежать флуктуации, вызываемых нестабильностью работы смесительных устройств респираторов
- Fi'o2 должна быть < 0,60. Калориметры открытого контура неточно измеряют высокую концентрацию кислорода
- - В системе не должно быть утечек. Проблемы возникают при использовании интубаци-онной трубки без манжетки, при брохоплевральных свищах и при применении капног-рафа бокового потока. Ошибки могут также возникать, если больному во время процедуры измерения проводится гемодиализ
- Вдыхаемый и выдыхаемый газы не должны смешиваться. Проблемы могут возникнуть при наличии в контуре респиратора постоянного базового потока
Утечка в контуре (вентиляции без манжетки, бронхоплевральный свищ, капно-граф бокового потока) приводит к завышению показателя потребления кислорода. Еще одна возможная проблема увеличение сжимаемого объема и снижение чувствительности триггера респиратора. Главным достоинством непрямой калориметрии методом закрытого контура является возможность ее проведения при высокой Fi02 (до 1,0).
