Predicting the Outcome of Thermal Injury Based on the Dynamics of the Blood Sodium/Potassium Ratio

Texto integral

Прогнозирование исхода критических состояний в отделениях реанимации и интенсивной терапии является одним из наиболее сложных и актуальных вопросов. Своевременный прогноз течения болезни и эффективности лечения пациента реанимационного профиля является дихотомической оценкой определенных признаков в каждом конкретном случае. Результатом такой оценки является суждение о благоприятном или неблагоприятном исходе лечебного процесса и сроках его ожидания. Прогнозирование всегда носит вероятностный характер, однако от его точности во многом зависят тактика ведения больного и методы лечения. Прогноз особенно важен при решении организационных вопросов оказания медицинской помощи, в том числе при проведении сортировки пострадавших при их массовом поступлении. Прогностическая модель должна быть простой и эффективной. История прогнозирования исхода термической травмы насчитывает более 120 лет. В 1902 г. S. Wiedenfeld впервые предложил для прогноза развития ожоговой травмы использовать два фактора, а именно площадь ожоговой поверхности и возраст пострадавшего [1, 2]. Начиная с 1949 г. вопросам прогнозирования исхода термической травмы было посвящено значительное количество работ, авторы которых исследовали от 5 до 80 различных факторов. Увеличение их количества не привело к значимому повышению точности прогноза [3]. Поиск новых эффективных и простых прогностических моделей исхода термической травмы, разработка методов прогнозирования при различных вариантах экстремальных состояний человека определяют актуальность этой проблемы для клинической медицины.

Концентрация ионов в плазме крови, жидкостях внутренней среды имеет значение для выполнения различных функций организма. Недавно было установлено, что существенна не только абсолютная концентрация ионов натрия, калия, трансмембранный градиент их концентраций во внеклеточной и внутриклеточной жидкости, но и соотношение между этими катионами в плазме крови. Более того, оказалось, что соотношение натрий/калий крови увеличивается при тяжелых формах COVID-19 [4]. Эти результаты показали актуальность изучения соотношения натрий/калий крови при других формах патологии, особенно при критических состояниях. Представляет интерес поиск возможности использования этого показателя для прогноза течения болезни и критерия принятия решения по своевременному изменению лечебной тактики.

Исследование динамики соотношение натрий/калий крови у пациентов с термической травмой явилось задачей настоящего исследования.

Цель работы – оценить значение динамики соотношения натрий/калий крови для прогноза неблагоприятного исхода при термической травме.

МЕТОДИКА

Концентрацию Nа⁺ и K⁺ в плазме крови определяли ежедневно у всех пациентов. Определение концентрации электролитов проводили до любых лечебных мероприятий, в том числе заместительной почечной терапии или введения больших объемов солевых растворов. Основная группа пациентов – с неблагоприятным (летальным) исходом составила 64 чел., контрольная – с благоприятным исходом (выжили) включала 43 пациента с ожоговой травмой.

Распределение пациентов по группам проводили ретроспективно, после определившегося исхода. Использованы данные ретроспективного анализа определения концентрации электролитов за 20 сут до определившегося исхода – благоприятного или неблагоприятного, где 0 сут соответствуют определившемуся исходу, а именно переведен с улучшением/выписан или умер. Сбор результатов и последующий анализ ежедневного определения концентрации натрия и калия крови проводили за период 20 сут до исхода термической травмы.

Регрессионный анализ выполняли с помощью актуального пакета прикладных программ Statistica (TIBCO, США).

Концентрацию электролитов определяли потенциометрическим методом при помощи анализатора кислотно-щелочного и газового состава крови ABL800FLEX (Radiometer Medical ApS, Дания). Распределение пациентов по группам представлено в табл. 1.

 

Таблица 1. Распределение пациентов в зависимости от общей площади термического поражения кожи

Площадь ожога, % поверхности тела	Количество наблюдений, n = 107
	основная группа (летальный исход), n = 64	контрольная группа (благоприятный исход), n = 43
20–29	2	15
30–39	5	14
40–49	18	8
50–59	7	3
60–69	10	2
70–79	12	1
80–89	8	0
90 и выше	2	0

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Из данных, представленных в табл. 2, следует, что за период мониторинга концентрация калия плазмы крови у пациентов с неблагоприятным исходом термической травмы за 20 сут ретроспективного анализа от момента развития критического события имела тенденцию к росту на 8.7%.

 

Таблица 2. Концентрация калия плазмы крови у пациентов с термической травмой

Группа	Норма	–20 сут	0 сут	±D, %
Основная (летальный исход)	3,8–5,5	3,89 ±1,1	4,22 ±1,1	+8,7
Контрольная (благоприятный исход)	3,8–5,5	4,23 ±1,2	4,05 ±1,3	–4,4

 

В группе с благоприятным исходом наблюдалась тенденция к снижению показателя на 4.4% по сравнению с начальным периодом (рис. 1, А). Средние значения концентрации калия в обеих группах находились в пределах физиологической нормы весь период мониторинга.

 

Рис. 1. Динамика и индивидуальные значения концентрации электролитов и их соотношения в плазме крови за период 20 сут до определившегося исхода. А – калий; Б – натрий; В – соотношение натрий/калий

 

Мода показателя концентрации калия плазмы крови в основной группе, к моменту развития летального исхода, в среднем составила 3.78 ммоль/л, что на 13% ниже относительно аналогичного показателя в группе выживших (4.27 ммоль/л.). Обращает внимание высокая неоднородность распределения индивидуальных значений концентраций калия относительно моды и среднего значения у пациентов с неблагоприятным исходом, которая нарастает и особенно выражена за 7–10 сут до развития летального исхода.

Концентрация калия при термической травме часто находится в границах физиологической нормы. В случае превышения или понижения индивидуальных значений показателя, в соответствии с клиническими рекомендациями, медицинским персоналом проводятся мероприятия по ее (концентрации) коррекции – введение растворов, содержащих калий или его удаление с помощью технологий заместительной почечной терапии.

Содержание натрия в плазме крови характеризовалось более выраженными изменениями (табл. 3). Концентрация натрия в основной группе за период ретроспективного анализа увеличилась на 8.4%, часто соответствовала верхним значениям нормы или превышала их на 8.5%.

 

Таблица 3. Концентрация натрия плазмы крови у пациентов с термической травмой

Группа	Норма	–20 сут	0 сут	±D, %
Основная (летальный исход)	138–145	145,1± 10,6	157,4± 8,1	+8,4
Контрольная (благоприятный исход)	138–145	137,8± 7,1	141,5± 9,4	+2,7

 

В контрольной группе увеличение концентрации натрия в плазме крови составило в среднем на 2.7% (рис. 1, Б). Вместе с тем, средние значения показателя близки к нижней границе физиологической нормы или соответствуют ей.

К моменту развития неблагоприятного исхода мода показателя концентрации натрия в основной группе составила 139 ммоль/л, что на 9.3% выше, чем в контрольной, – 152 ммоль/л. Высокая неоднородность распределения индивидуальных значений концентраций натрия плазмы крови относительно моды и среднего значения показателя наиболее характерна в основной группе.

Повышение концентрации натрия в плазме крови и, собственно, гипернатриемию, в настоящее время рассматривают как неблагоприятный фактор, ухудшающий прогноз выживаемости пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии [5]. При термической травме гипернатриемия традиционно объясняется потерей значительных объемов жидкости, в том числе через раневую поверхность, а также нарушениями функции почек. Как правило, принимаются необходимые меры для устранения гипернатриемии. В основном такие мероприятия направлены на восполнение потери жидкости [5]. Следует отметить, что общепринятой методики расчета риска неблагоприятного исхода при термической травме и других критических состояниях, связанных с уровнем гипернатриемии, в доступной литературе не найдено.

При анализе историй болезней пациентов с летальным исходом вследствие перенесенной новой коронавирусной инфекции COVID-19 было установлено высокое прогностическое значение развития неблагоприятного исхода при увеличении соотношения натрий/калий крови. В связи с этим мы провели расчет соотношения натрий/калий крови у пациентов с ожоговой травмой (табл. 4).

 

Таблица 4. Соотношение концентраций натрия и калия в плазме крови у пациентов с термической травмой

Группа	Норма	–20 сут	0 сут	±D, %
Основная (летальный исход)	–	36± 14	49± 7	+36,1
Контрольная (благоприятный исход)	–	32± 2	34± 3	+6,5

 

Соотношение концентрации натрия и калия плазмы крови у пациентов основной группы увеличилось на 36.1%, что в 5.6 раза превышает аналогичный показатель контрольной – 6.5% (рис. 1, В).

Следует обратить внимание, что превышение показателя соотношения натрий/калий крови более 39 может стать прогностическим критерием развития неблагоприятного исхода. Данный вопрос требует дополнительного изучения на более значительном количестве наблюдений.

Неравномерность распределения персонифицированных значений показателя особенно возрастает за 5–7 сут до неблагоприятного исхода. При этом отдельные значения показателя соотношения натрий/калий крови могут находиться в интервале от 20 до 180, но более чем в 50% наблюдений превышают уровень 40.

Необходимо отметить, что при благоприятном исходе термической травмы индивидуальное значение показателя соотношения натрий/калий крови не превышает 38. Выраженная неравномерность распределения индивидуальных значений показателя может быть объяснена, в том числе, проведением интенсивной инфузионной терапии и методов заместительной почечной терапии в критическом состоянии при развитии полиорганной недостаточности, что в ряде случаев оказывает несомненное влияние на результаты лабораторных исследований. Вместе с тем обнаруженная тенденция к росту соотношения натрий/калий крови при угрозе неблагоприятного исхода у пациента с ожоговой болезнью представляет большой интерес для клиницистов.

Проблема прогноза исхода у пациента в критическом состоянии, в том числе при термических поражениях, остается наиболее важной и требующей решения. В частности, предлагается использовать возможности биокристалломики – изучения процессов кристаллизации слюны для диагностики осложнений ожоговой болезни [6], подбора и мониторинга фармакотерапии, прогнозирования течения и исхода термического поражения. Создание таких прогностических моделей требует применения сложных методов математического моделирования и статистического анализа [6]. Для прогноза исхода ожоговой болезни предлагается использовать метод логической регрессии, который подразумевает математический анализ 43 лабораторных и других показателей, например объема инфузионной терапии. По мнению авторов, точность предлагаемой модели составляет от 85.4 до 91.1%, что превышает точность существующих методов (правило Baux, индекс Frank, шкалы SOFA, APACHE II, III, IV, SAPS) – не более 74—85% [7, 8]. Для использования метода необходимо иметь практические навыки работы с соответствующим программным обеспечением. Вероятно, определенные перспективы применения метода могут быть связаны с успехами внедрения технических средств поддержки принятия решений в рамках цифровизации системы здравоохранения.

Показана возможность прогнозирования исхода свободной аутодермопластики при термических поражениях на основании результатов математической обработки искусственной нейронной сетью относительного содержания активированных CD3+HLA-DR+, концентрации интерлейкина-8 и матриксной металлопротеиназы-9 [9, 10]. Такой подход требует специальных знаний и профессиональной подготовки и, очевидно, не может быть использован для решения оперативных задач.

Следует подчеркнуть, что, по мнению ряда исследователей, увеличение количества признаков, включенных в модель прогнозирования, не приводит к повышению ее точности [3]. Методики, которые используют балльные оценки, в целом носят общий характер и целесообразны для группового анализа. Математическое моделирование, в том числе пробит-анализ, линейная регрессия, множественная регрессия, дискриминантный анализ, корреляционный анализ, вариационный анализ, байесовский метод, нейросетевое моделирование и другие подходы, требующие сложных математических вычислений, по точности прогноза не выявили преимуществ по сравнению с простыми двухфакторными моделями, что ставит под сомнение целесообразность их применения в повседневной деятельности врача-реаниматолога и может свидетельствовать не столько о важности метода расчета, сколько о правильности выбора надежного предиктора прогнозируемого результата [3].

Раннее прогнозирование течения и исхода болезни, безусловно, позволяет своевременно изменять тактику лечебных мероприятий, что теоретически может привести к улучшению результатов лечения и снижению летальности при термической травме. В этой связи использование показателя соотношения натрий/калий крови представляется одним из перспективных методов прогноза в повседневных условиях работы отделений реанимационного профиля разного уровня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование демонстрирует возможность использования оценки динамики соотношения натрий/калий крови как перспективного и достаточно информативного прогностического критерия неблагоприятного исхода при термической травме. При значении показателя 39 и выше, а также его последующем увеличении следует ожидать неблагоприятного исхода в ближайшие 7–10 сут. Целесообразным является проведение дополнительных исследований прогностического значения соотношения натрий/калий крови при критических состояниях, вызванных воздействием других этиологических факторов, а именно инфекционного, химического и кинетического, для установления его универсальности.

Соблюдение этических стандартов. Все исследования проводились в соответствии с принципами биомедицинской этики, изложенными в Хельсинкской декларации 1964 г. и последующих поправках к ней. Они также были одобрены локальным этическим комитетом Национального медицинского исследовательского центра высоких медицинских технологий им. А.А. Вишневского Минобороны России (Красногорск), протокол № 2 от 02.02.2023 г.

Каждый участник исследования дал добровольное письменное информированное согласие после получения разъяснений о потенциальных рисках и преимуществах, а также о характере предстоящего исследования.

Конфликт интересов. Авторы данной работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Благодарности. Авторы выражают искреннюю признательность Академику РАН Ю.В. Наточину за плодотворную идею темы научного исследования и полезные замечания при подготовке рукописи, которые были с благодарностью приняты и учтены.

Вклад авторов в публикацию. А.В. Алехнович – идея работы, организация и набор материала, подготовка и редакция рукописи. А.В. Лазарев – статистическая обработка данных, подготовка рукописи. С.Л. Ведерникова – статистическая обработка, подготовка обзора литературы по теме публикации, подготовка рукописи. М.Р. Исмагилов – набор первичного материала, подготовка рукописи. П.С. Маркевич – набор первичного материала, статистическая обработка материала.

Sobre autores

A. Alekhnovich

A.A. Vishnevsky National Medical Research Center of High Medical Technologies; RUDN University; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Autor responsável pela correspondência
Email: vmnauka@mail.ru
Rússia, Krasnogorsk; Moscow; Moscow

A. Lazarev

A.A. Vishnevsky National Medical Research Center of High Medical Technologies

Email: vmnauka@mail.ru
Rússia, Krasnogorsk

S. Vedernikova

A.A. Vishnevsky National Medical Research Center of High Medical Technologies

Email: vmnauka@mail.ru
Rússia, Krasnogorsk

M. Ismagilov

A.A. Vishnevsky National Medical Research Center of High Medical Technologies

Email: vmnauka@mail.ru
Rússia, Krasnogorsk

P. Markevich

A.A. Vishnevsky National Medical Research Center of High Medical Technologies

Email: vmnauka@mail.ru
Rússia, Krasnogorsk

Bibliografia

Arquivos suplementares