BR112020011750A2

BR112020011750A2 - método computadorizado de conversão de valores de sangue venoso em valores de sangue arterial, sistema de processamento de dados e produto de programa de computador

Info

Publication number: BR112020011750A2
Application number: BR112020011750-1A
Authority: BR
Inventors: Bruno Graversen; Bjarne Flou
Original assignee: Obi Aps
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-11-17
Also published as: JP7112495B2; WO2019115605A1; KR20200098566A; EP3724895A1; US20210164966A1; CN111630610B; JP2021505328A; KR102617506B1; EP3724895B1; CN111630610A

Abstract

A presente invenção refere-se a um método de fornecimento de valores de oxigenação arterial medida e/ou estimada (SO2AM, SO2AE, SpO2) com base em valores de medição da situação de ácido/base do sangue em amostras de sangue venoso (VBGM, VBGE). Realiza-se conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar situação de ácido/base do sangue e situação da oxigenação em valores de sangue arterial estimados ou previstos (ABGP). Além disso, caso um valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado encontre-se abaixo de um valor de oxigenação venoso correspondente, a estimativa do valor de oxigenação arterial é realizada com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente. A vantagem é que a conversão do valor de sangue venoso em valores do sangue arterial será possível por meio do fornecimento de valores de ácido-base e gás do sangue arterializado para percentual mais alto de amostras clínicas anteriormente impossível.

Description

“MÉTODO COMPUTADORIZADO DE CONVERSÃO DE VALORES DE SANGUE VENOSO EM VALORES DE SANGUE ARTERIAL, SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método computadorizado de conversão de valores do sangue venoso em valores do sangue arterial, um sistema de processamento de dados computadorizado correspondente para medir valores do sangue e converter valores do sangue venoso em valores do sangue arterial e um produto de programa de computador correspondente para executar o método em um sistema de computador.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Análise de gases do sangue arterial é um teste de laboratório e local de assistência rotineiramente utilizado para determinar a situação de ácido-base em conjunto com adequação de ventilação e oxigenação entre pacientes com doença predominante crítica/aguda.

[003] A determinação de pacientes com doença aguda é um processo complexo que envolve avaliação dos numerosos sistemas fisiológicos dos pacientes, tais como os sistemas pulmonar, metabólico, renal e circulatório.

Grande parte das informações necessárias para essa avaliação vem da análise do sangue dos pacientes. Amostras de sangue podem ser retiradas de artérias e veias. Sangue arterial pode ser amostrado colocando-se um cateter arterial ou cânula no paciente, ou realizando-se punção arterial com uma agulha.

Sangue venoso pode ser amostrado por meio de cânula ou punção venosa na periferia (sangue venoso periférico); de um cateter colocado na cava venal superior (sangue venoso central), ou de um cateter arterial pulmonar colocado na artéria pulmonar (sangue venoso misturado).

[004] Para pacientes internados em unidade de terapia intensiva (UTI), o uso de cateteres residentes é comum e fornece fácil acesso ao sangue arterial. Em outros departamentos, sangue arterial é tipicamente coletado por meio de punções arteriais. Demonstrou-se que punções arteriais são mais doloridas e desagradáveis que amostragem venosa e apresentam risco de efeitos colaterais para o paciente. Para a equipe clínica, punções arteriais são mais complexas e apresentam risco, pois o sistema de coleta utilizado apresenta risco potencial de lesões pela ponta de agulhas, bem como contaminação por sangramento.

[005] Muitas das medições tomadas do sangue e utilizadas para determinar o estado do paciente são similares às amostras de sangue venoso e arterial. Estas incluíram os eletrólitos, sódio (Na), potássio (K), a concentração de hemoglobina (Hb) e a concentração de formas anormais de hemoglobina (por exemplo, carbóxi-hemoglobina (COHb) e metil-hemoglobina (MetHb)).

[006] A situação de ácido-base de sangue arterial e venoso, entretanto, não é a mesma, independentemente do local de amostragem. A situação de ácido-base designa, de forma geral, as seguintes medições em sangue: pH, pressão de oxigênio (pO2), pressão de dióxido de carbono (pCO2), concentração de bicarbonato (HCO3), a concentração de base superior à condição de referência (excesso de base (BE)), a concentração de bicarbonato em pCO2 de referência (bicarbonato padrão SBC), pressão de oxigênio (pO2) e a saturação de hemoglobina com oxigênio (SO2), em que pO2 e SO2 são frequentemente denominados situação de oxigenação do sangue. A variação da situação de ácido-base entre sangue arterial e venoso deve-se à remoção de oxigênio do sangue e à adição de dióxido de carbono devido ao metabolismo nos tecidos.

[007] Ao longo dos anos, diversas iniciativas foram, portanto,

tomadas para reduzir a necessidade de punções arteriais, tais como o método descrito no pedido de patente internacional WO 2004/010861 (da OBI Medical Aps, Dinamarca) para conversão de valores de sangue venoso em valores de sangue arterial. Outras referências relevantes podem ser REES, S. E.: The Intelligent Ventilator (INVENT) project: The role of mathematical models in translating physiological knowledge into clinical practice, COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE, vol. 104, dezembro de 2011 (2011-12), págs. S1-S29; TOFTEGAARD, M.: A mathematical model based method for converting venous values of acid-base and oxygenation status to arterial values, Tese de PhD, 1° de janeiro de 2010 (2010-01-01), págs. 1-49, e o pedido de patente norte-americano 2007/218559 Al (FRANCO WAYNE P [US]), 20 de setembro de 2007 (2007-09-20).

[008] O método de WO 2004/010861 possui a vantagem de que amostras de sangue arterial não necessitam ser retiradas e as desvantagens em comparação com amostras de sangue venoso ao retirar amostras de sangue arterial são então eliminadas. O método é essencialmente baseado em três etapas, a saber, a primeira etapa de medição da oxigenação arterial, por exemplo, por meio de oximetria de pulso, a segunda etapa de medição, preferencialmente por meio de amostragem anaeróbica, e a estimativa de valores de situação de ácido/base do sangue venoso e a situação de oxigenação de uma amostra de sangue venoso, incluindo sangue venoso periférico (PVBG) ou sangue venoso central (CVBG) e a terceira etapa de conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar a situação de ácido/base do sangue e situação de oxigenação nos valores de sangue arterial estimados desejados, ou seja, um ou mais valores da situação de ácido-base no sangue arterial. O método descrito geralmente em WO 2004/010861 agora é disponível comercialmente por meio da OBI Aps com o nome comercial v-TAC®, cf. a página web www.obimedical.com para informações adicionais.

[009] Um método aprimorado de conversão de valores de sangue venoso em valores de sangue arterial seria, entretanto, vantajoso e um método mais eficiente e/ou confiável seria particularmente conveniente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0010] É objeto adicional da presente invenção fornecer uma alternativa para o estado da técnica.

[0011] Durante o uso clínico para alguns pacientes do método de WO 2004/010861, concluiu-se que, ao arterializar valores de gás no sangue para alguns pacientes e/ou em algumas situações, o método não gera a saída desejada.

[0012] Entre outros fatores, os inventores do presente concluíram que, devido a erros analíticos e/ou pré-analíticos durante a análise de gás do sangue e/ou caso seja estimada a oxigenação arterial, por exemplo, utilizando oximetria de pulso em que a precisão da medição é tipicamente limitada, ocorrerão situações em que o valor de oxigenação venosa correspondente será, de fato, superior à oxigenação arterial medida.

[0013] A mesma situação ocorre com muito mais frequência ao utilizar métodos VTAC, incluindo v-TAC®, para arterializar completamente amostras de gás de sangue capilar que podem ser mal arterializadas mecanicamente antes da amostragem. Amostras capilares mecanicamente arterializadas, por definição, serão mais próximas dos valores arteriais. Isso é claramente demonstrado pelo exemplo clínico (2) da Tabela 1, em que a arterialização de sangue capilar por v-TAC falhou em 13 do conjunto de 40 dados (32,5%).

[0014] O problema é, portanto, significativo, pois cerca de 5% de pacientes de medicina do pulmão ao utilizar-se gás de sangue venoso e 20- 50% de pacientes ao utilizar-se gás de sangue capilar, de forma que o médico não obterá valores arteriais, mas sim receberá mensagem de erro.

Consequentemente, o médico necessitará refazer a medição, realizando, por exemplo, punção arterial ou amostragem capilar. Dever-se-á enfatizar que esse problema significativo não foi realizado até agora neste campo e a presente invenção pode, portanto, constituir solução de um problema anteriormente desconhecido.

[0015] Particularmente, pode ser consequentemente considerado um objeto da presente invenção fornecer um método computadorizado que soluciona o problema do estado da técnica acima, anteriormente desconhecido, em que a medição da oxigenação arterial é baixa demais para uso adicional em um método computadorizado de conversão de valores do sangue venoso em valores de sangue arterial.

[0016] O objeto descrito acima e vários outros destinam-se, portanto, a ser obtidos em primeiro aspecto da presente invenção por um método computadorizado de conversão de valores de sangue venoso em valores de sangue arterial, em que o mencionado método compreende: a. fornecimento de valores de oxigenação arterial medida e/ou estimada; b. medição e/ou estimativa de valores da situação ácido/base do sangue em uma amostra de sangue, em que a amostra de sangue é obtida de sangue venoso; c. conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar situação de ácido/base do sangue e situação da oxigenação em valores de sangue arterial estimados, em que d1. caso o valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado encontre-se abaixo de valor de oxigenação venosa correspondente; e e. estimativa, em seguida, do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente.

[0017] A presente invenção é particular, mas não exclusivamente conveniente para fornecer um método computadorizado de conversão de valor de sangue venoso em valores de sangue arterial de forma que possa fornecer valores de ácido-base e gás arterializado para percentual mais alto das amostras clínicas e solucionar quase todas as situações (dependendo das configurações), quando o sangue venoso ou capilar já estiver próximo ao sangue arterial e garantir o fornecimento de resposta para uso clínico.

[0018] No contexto da presente invenção, deve-se compreender que o termo “conversão” destina-se a ser compreendido de forma ampla, ou seja, incluindo (mas sem limitações) transformação ou cálculo de um número em outro, utilizando, por exemplo, um sistema de processamento de dados computadorizado.

[0019] No contexto da presente invenção, os técnicos em fisiologia devem compreender que o sangue arterial e venoso é intimamente interconectado, em que o sangue arterial é oxigenado nos pulmões e transportado para os capilares, onde o oxigênio é utilizado no metabolismo e conduzido em seguida de volta para os pulmões. Dependendo do contexto, pode haver consequentemente transição gradual do sangue arterial em sangue capilar e, adicionalmente, de sangue capilar em sangue venoso.

[0020] No contexto da presente invenção, o modelo matemático para derivar ou converter situação de ácido/base do sangue e valor de oxigenação em valores do sangue arterial estimados pode ser baseado em uma ou mais das condições a seguir (C1, C2 e/ou C3) ou pressupostos de modelo: - C1: o quociente respiratório (RQ = VCO2/VO2RQ) pode ser calculado de forma aproximada por meio da medição de gases de inspiração e expiração tomados na boca, medindo-se a fração de oxigênio de inspiração (FiO2) e dióxido de carbono (FiCO2) e qualquer fração corrente posterior de oxigênio (Fe’O2) e dióxido de carbono (Fe’CO2) ou frações expiradas misturadas de oxigênio (FeO2) e dióxido de carbono (FeCO2), preferencialmente utilizando as equações: RQ = Fe’CO2 – FiCO2 ou RQ = FeCO2 – FiCO2 ; FiO2 – Fe’O2 FiO2 – FeO2 - C2: aproximação de RQ por meio do pressuposto acima C1 pode frequentemente gerar valores que podem variar substancialmente; o valor verdadeiro de RQ nos tecidos, entretanto, somente pode variar de 0,7 a 1,0, sendo 0,7 em metabolismo aeróbico de gordura e 1,0 em metabolismo aeróbico de carboidrato; e/ou - C3: modelo matemático de situação de oxigenação e ácido/base de sangue pode ser utilizado para realizar simulação, na qual O 2 é adicionado e CO2 é removido do sangue venoso em razão determinada por um quociente respiratório (RQ) constante definido como dentro da faixa fisiologicamente possível de 0,7-1,0 da condição acima C2. Esta simulação pode ser então realizada até que a saturação de oxigênio simulada seja igual à estimada ou medida na condição C2, ou seja, em sangue arterial.

[0021] Particularmente, os inventores do presente concluíram que as condições C2 e C3 fornecem resultados vantajosos.

[0022] Vide também WO 2004/010861 (da OBI Medical Aps, Dinamarca), que é integralmente incorporado ao presente como referência, e o artigo científico relacionado A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood, de Rees et al em Computer methods and programs in biomedicine 81 (2006), págs. 18- 25, que também é integralmente incorporado ao presente como referência, para mais detalhes de um modelo específico, mas outros modelos ou suas variantes podem ser aplicados dentro do contexto e princípio da presente invenção, como compreenderão facilmente os técnicos no assunto.

[0023] No contexto da presente invenção, deve-se compreender que o fornecimento, medição e/ou estimativa de valores sanguíneos de uma amostra de sangue não incluem necessariamente a etapa específica de retirada ou extração de uma amostra de sangue de pacientes, de forma que os resultados de medição possam ser obtidos, transferidos, comunicados etc. de outra entidade ou pessoa, tal como enfermeira, que realizou medição ou extração de sangue.

[0024] No contexto da presente invenção, deve-se compreender que, ao receber resultado da presente invenção, ou seja, por meio de conversão de valores de sangue venoso em valores de sangue arterial, os valores de sangue arterial resultantes podem ser utilizados em seguida em um processo de decisão de médicos ou técnicos em medicina. Contempla-se que o processo de decisão pode ser automático, por exemplo, como parte de um sistema de suporte de decisões computadorizado (DSS). Caso os valores de sangue arterial estejam fora de níveis normais ou fisiologicamente aceitáveis para o paciente específico sob as circunstâncias específicas, portanto, ações clínicas ou soluções subsequentes podem ser iniciados ou recomendados, por exemplo, se os valores de oxigenação de sangue arterial forem baixos demais; hipoxemia, por exemplo, pode ser indicação de doença ou enfermidade relacionada à respiração e/ou circulação, tal como anemia, COPD, asma, doença cardíaca etc.

[0025] Em uma realização, valores de oxigenação arterial medida podem ser fornecidos por meio de oximetria de pulso (SpO2) ou outros meios de medição, invasiva ou não invasiva, da oxigenação arterial.

[0026] Em uma realização, caso a condição (d1) seja atendida, o método pode compreender uma condição adicional (d2) se, adicionalmente, a diferença numérica entre o mencionado valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado e a mencionada oxigenação venosa correspondente for menor que um nível limite previamente definido (K), tal como 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10%, como exigência adicional para iniciar (e), o que foi considerado útil em testes clínicos realizados. Além disso, para a condição (d2), o mencionado nível limite previamente definido (K) pode depender da incerteza de medição por meio de um dispositivo de medição utilizado no fornecimento de valores de oxigenação arterial em (a), tal como oximetria do pulso, e/ou incerteza de medição de um dispositivo de medição utilizado no fornecimento de valores de situação de ácido/base de sangue em uma amostra de sangue venoso em (b), tal como equipamento de análise de gases do sangue.

[0027] Beneficamente, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, a mencionada função pode compreender um modelo da situação de ácido-base e gás do sangue arterial e é disposta para prever um valor de oxigenação arterial.

[0028] Convenientemente, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial por um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o mencionado valor de substituição pode ser igual ao mencionado valor de oxigenação venosa em uma realização.

[0029] Em uma realização, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial por um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o valor de substituição pode ser adaptado para compensar um ou mais erros analíticos e/ou pré- analíticos na medição e/ou estimativa da situação de ácido-base e gás do sangue venoso, por exemplo, em equipamento ou meios de medição de gases do sangue e/ou oxigenação arterial medida e/ou estimada, por exemplo, por meio de oximetria de pulso.

[0030] Em outras realizações, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o valor de substituição pode ser adaptado para compensar metabolismo mínimo esperado de oxigênio, resultando em diferença correspondente entre a situação de ácido- base e gás do sangue arterial (ABG) e situação de ácido-base e gás do sangue venoso (VBG), à medida que o metabolismo possa ser estimado.

[0031] Em realizações benéficas, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, a mencionada função pode compreender um modelo de situação de ácido-base e gás do sangue arterial e é disposta para prever um valor de oxigenação arterial utilizando situação de ácido-base e gás do sangue venoso medida e/ou estimada (VBGM), tal como modelo fisiológico, particularmente um modelo que faz parte do VTAC e/ou coopera com VTAC. Além disso, a mencionada situação de ácido-base e gás do sangue venoso medida (VBGM) pode ser adicionalmente ajustada para compensar um ou mais erros analíticos na medição da situação de ácido-base e gás de sangue venoso (VBGM).

Alternativa ou adicionalmente, a mencionada situação de ácido-base e gás de sangue venoso medida (VBGM) pode ser adicionalmente ajustada para compensar metabolismo de oxigênio mínimo esperado e, como resultado, a diferença correspondente entre a situação de ácido-base e gás do sangue arterial (ABG) e a situação de ácido-base e gás do sangue venoso (VBG) gera resultados ainda melhores.

[0032] Em realizações vantajosas, o processo de (c) conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de modelo matemático para derivar estado de oxigenação e estado de ácido/base do sangue em valores do sangue arterial estimados (ABGP) pode ser modificado de forma que, para os valores de sangue venoso medidos (VBGM), o oxigênio seja removido e/ou dióxido de carbono seja adicionado para fins de modelagem, a fim de gerar resultados ainda melhores. Particularmente, o oxigênio pode ser removido e/ou o dióxido de carbono pode ser adicionado para fins de modelagem, limitados a uma faixa de valores fisiológicos possíveis. Além disso, os valores do sangue arterial estimados podem ser calculados dentro da mencionada faixa de valores fisiológicos possíveis.

[0033] Em algumas realizações, para a condição de (d2), o mencionado nível limite previamente definido (K) pode ser dependente de margens de segurança com bases fisiológicas, como apreciarão os técnicos no assunto após a compreensão dos ensinamentos gerais da presente invenção.

[0034] Em algumas realizações, o modelo matemático pode indicar que o valor verdadeiro de quociente respiratório (RQ) nos tecidos somente pode variar de 0,7 a 1,0, em que 0,7 em metabolismo aeróbico de gordura e 1,0 em metabolismo aeróbico de carboidrato. Alternativa ou adicionalmente, em outras realizações, o modelo matemático pode indicar que oxigênio O2 é adicionado e dióxido de carbono CO2 é removido do sangue venoso em razão determinada por quociente respiratório constante (RQ), definido dentro da faixa fisiologicamente possível de 0,7-1,0, e realiza-se simulação até que a saturação de oxigênio simulada seja igual ou substancialmente igual à estimada ou medida em sangue arterial.

[0035] No contexto da presente invenção, serão utilizadas as definições e abreviações a seguir: Abreviação Significado BGA Analisador de Gás do Sangue – instrumento para medir a situação de ácido- base e gás do sangue ABG Ácido-base e Gás do Sangue Arterial VBG Ácido-base e Gás do Sangue Venoso PVBG Ácido-base e Gás do Sangue Venoso Periférico

Abreviação Significado CVBG Ácido-base e Gás do Sangue Venoso Central CBG Ácido-base e Gás do Sangue Capilar ABGM Valores de gás do sangue arterial, medidos por um analisador de gás do sangue, método ou instrumento similar. VBGM Valores de gás do sangue venoso (ou capilar), medidos por um analisador de gás do sangue, método ou instrumento similar. v-TAC® O software v-TAC®, baseado no método patenteado de arterialização matemática de sangue venoso, cf. WO 2004/010861 (da OBI Medical Aps, Dinamarca), que é incorporado integralmente ao presente como referência. VTAC Qualquer algoritmo matemático, equação, fórmula, modelo, programa de computador ou mecanismo, tal como, mas sem limitações, software v-TAC®, para cálculo de valores ABGP do sangue, tal como, mas sem limitações, sangue capilar ou venoso. ABGP Valores de gás do sangue arterial previstos, calculados por meio de método VTAC ou estimados por outros meios. SO2AM Nível de saturação de oxigênio do sangue arterial, medido por BGA ou por outros meios. SO2VM Nível de saturação de oxigênio do sangue venoso ou capilar, medido por BGA ou por outros meios. SO2AE Nível de saturação de oxigênio do sangue arterial medido por meios diferentes de analisador de gás do sangue, tais como, mas sem limitações, oximetria de pulso ou estimados por outros meios. SpO2 Nível de saturação arterial medido por meio de oximetria de pulso. Desvio padrão Desvio estatístico (termo estatístico).

[0036] Geralmente, portanto, o subscrito “A” indica arterial, o subscrito “V” indica venoso, o subscrito “M” indica medido, o subscrito “E” indica estimado, o subscrito “P” indica previsto etc. Em algumas das figuras e/ou descrição, o subscrito pode não ser escrito como subscrito por razões práticas, por exemplo, “SO2V”, mas os técnicos no assunto compreenderão qual é o significado técnico.

[0037] Em segundo aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de processamento de dados para converter valores de sangue venoso em valores de sangue arterial, preferencialmente computadorizado, em que o mencionado sistema de processamento de dados compreende: - meios de fornecimento de valores de oxigenação arterial medida e/ou estimada; - meios de medição e/ou estimativa de valores da situação ácido/base do sangue em uma amostra de sangue, em que a amostra de sangue é obtida de sangue venoso; e - meios de conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar situação de ácido/base do sangue e situação da oxigenação em valores de sangue arterial estimados; em que, caso um valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado encontre-se abaixo de um valor de oxigenação venoso correspondente, a estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com um valor de substituição é função do valor de oxigenação venosa correspondente.

[0038] Em terceiro aspecto, a presente invenção refere-se a um produto de programa de computador que é adaptado para oferecer um sistema de computador que compreende pelo menos um computador que possui meios de armazenamento de dados conectados para controlar um sistema de acordo com o segundo aspecto da presente invenção.

[0039] Este aspecto da presente invenção é particular, mas não exclusivamente conveniente, pois a presente invenção pode ser realizada por um produto de programa de computador que oferece um sistema de computador para conduzir as operações do sistema de acordo com o segundo aspecto da presente invenção quando baixado ou carregado para o sistema de computador. Esse produto de programa de computador pode ser fornecido em qualquer tipo de meio legível por computador, ou por meio de uma rede.

[0040] Os aspectos individuais da presente invenção podem ser combinados com qualquer um dos outros aspectos. Estes e outros aspectos da presente invenção serão evidentes a partir da descrição a seguir com referência às realizações descritas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0041] O método de acordo com a presente invenção será agora descrito com mais detalhes com referência às figuras anexas. As figuras exibem uma forma de implementação da presente invenção e não devem ser interpretadas como limitadas a outras realizações possíveis que se enquadram dentro do escopo do conjunto de reivindicações anexo: - a Figura 1 é uma vista geral esquemática do fluxo sanguíneo em um paciente; - as Figuras 2 a 4 exibem gráficos de curvas de dissociação de oxigênio (ODC) em três situações; e - a Figura 5 é um gráfico de sistema esquemático que representa um resumo/detalhe das operações de um método computadorizado de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0042] A Figura 1 é uma vista geral esquemática do fluxo sanguíneo em pacientes que exibe esquematicamente um método computadorizado para realizar a previsão de valores de situação de ácido-base do sangue arterial de uma amostra de sangue venoso amostrada anaerobicamente, utilizando o método vTAC® conforme descrito em WO 2004/010861 (da OBI Medical Aps, Dinamarca).

[0043] Os valores de gases do sangue arterial são, por exemplo, estimados ou previstos como fornecidos nas quatro etapas abaixo.

[0044] Etapa 1: uma amostra de sangue venoso anaeróbico é retirada e analisada utilizando-se tecnologia de análise de gases do sangue padrão para fornecer um quadro da situação de ácido/base do sangue venoso (SBCv, pHv, pCO2v, BEv, pO2v e SO2v).

[0045] Etapa 2: a saturação de oxigênio arterial é estimada ou medida de forma não invasiva, possivelmente por meio de oximetria de pulso.

[0046] Etapa 3: para uma amostra de sangue que passa através dos tecidos das artérias para as veias, a razão entre a quantidade de CO2 adicionada (ou seja, a taxa de produção de CO2 (VCO2)) e o O2 removido (ou seja, a taxa de utilização de O2 (VO2)), devido ao metabolismo aeróbico, é definida como o quociente respiratório (RQ = VCO2/VO2). RQ é frequentemente calculado de forma aproximada por meio da medição de gases de inspiração e expiração tomados na boca, medindo-se a fração de oxigênio de inspiração (FiO2) e dióxido de carbono (FiCO2) e qualquer fração corrente posterior de oxigênio (Fe’O2) e dióxido de carbono (Fe’CO2) ou frações expiradas misturadas de oxigênio (FeO2) e dióxido de carbono (FeCO2), utilizando as equações: RQ = Fe’CO2 – FiCO2 ou RQ = FeCO2 – FiCO2 FiO2 – Fe’O2 FiO2 – FeO2

[0047] Aproximação de RQ por meio deste método frequentemente gera valores que podem variar substancialmente. O valor verdadeiro de RQ nos tecidos, entretanto, somente pode variar de 0,7 a 1,0, sendo 0,7 em metabolismo aeróbico de gordura e 1,0 em metabolismo aeróbico de carboidrato. Nesta etapa, um modelo matemático de situação de oxigenação e ácido/base de sangue é utilizado para realizar simulação, na qual O2 é adicionado e CO2 é removido do sangue venoso em razão determinada por um quociente respiratório constante definido como dentro da faixa fisiologicamente possível de 0,7-1,0. Esta simulação é realizada até que a saturação de oxigênio simulada seja igual à estimada ou medida na etapa 2, ou seja, em sangue arterial.

[0048] Etapa 4: o modelo de situação de oxigenação e ácido/base do sangue é então utilizado para calcular um quadro da situação de ácido/base e a oxigenação do sangue arterial (SBCap, pHap, pCO2ap, BEap, pO2ap e SO2ap).

Isso é possível porque a remoção simulada de CO2 e O2 de sangue venoso em RQ fixo garante que, quando a oxigenação arterial simulada coincidir com a medida, os valores simulados de outras variáveis de ácido-base arteriais deverão também coincidir com os medidos.

[0049] A fim de testar o método de conversão venosa em arterial, as previsões de situação de ácido/base arterial (SBCap, pHap, pCO2ap, BEap, pO2ap e SO2ap) obtidas por meio do método podem ser comparadas com as medidas (SBCa, pHa, pCO2a, BEa, pO2a e SO2a).

[0050] O pressuposto fundamental contido neste método é o fato de que pouco ou nenhum metabolismo anaeróbico ocorre ao longo do tecido do qual é retirada a amostra de sangue venoso. Caso o metabolismo anaeróbico estivesse presente, isso resultaria em dois efeitos, o excesso de base no sangue venoso e arterial seria diferente e o ácido forte produzido por meio deste processo (H+) ligar-se-ia com bicarbonato (HCO3-) no sangue para formar CO2 na reação reversível a seguir: H+ + HCO3-  CO2 + H2O

[0051] O aumento da produção de CO2 por meio desta reação significaria que o VCO2 aparente seria aumentado sem aumento de VO2, o que significa que a conversão de valores venosos em valores arteriais utilizando RQ constante não seria correta. O grau de metabolismo anaeróbico depende do estado circulatório e metabólico do paciente.

[0052] Em um membro periférico que sofreu boa perfusão normal, a ocorrência de metabolismo anaeróbico é improvável. A qualidade de perfusão do membro pode ser determinada clinicamente pela presença de um pulso arterial claramente reconhecível determinado por meio de palpação, reação capilar normal, cor e temperatura normais do membro. Sangue venoso central ou misturado é uma mistura de sangue de diversos locais e, portanto, pode conter sangue de uma área do corpo com metabolismo anaeróbico. A seleção do local de amostra é, portanto, importante.

[0053] Vide também WO 2004/010861 (da OBI Medical Aps, Dinamarca), que é integralmente incorporado ao presente como referência, e o artigo científico relacionado A method for calculation of arterial acid-base and blood gas status from measurements in the peripheral venous blood, de Rees et al em Computer methods and programs in biomedicine 81 (2006), págs. 18- 25, que também é integralmente incorporado ao presente como referência.

[0054] As Figuras 2 a 4 exibem gráficos de curvas de dissociação de oxigênio (ODC) em três situações.

[0055] Ao utilizar VTAC para arterializar valores de gás do sangue, o método pode necessitar de SO2AE como entrada. Como oxigênio não pode ser adicionado ao sangue durante o seu caminho através dos tecidos, o SO2 venoso ou capilar não pode, por definição, ser mais alto que o SO2 arterial correspondente para um par de amostras coincidente. As Figuras 2-4 exibem curvas ODC para pares coincidentes com 3 (três) amostras de VBG representadas nas Figuras 2, 3 e 4, respectivamente, e 1 (um) ABG marcado com ABG (mas representado em todos os três gráficos).

[0056] A Figura 2 ilustra um exemplo com grandes diferenças entre a saturação de oxigênio do sangue venoso ou capilar e do sangue arterial.

[0057] A Figura 3 ilustra um exemplo com diferenças muito pequenas ou nenhuma entre a saturação de oxigênio do sangue venoso ou capilar e do sangue arterial.

[0058] A Figura 4 ilustra um exemplo em que o sangue arterial é menos saturado que o sangue venoso/capilar (que não é fisicamente plausível e é um resultado de erro ou tolerâncias de medição).

[0059] Em configurações do mundo real, entretanto, e devido a erros analíticos e pré-analíticos durante a análise de gás do sangue e/ou ao estimar-se SO2AE, por exemplo, utilizando oximetria de pulso, em que a precisão da medição é tipicamente de ±4% (2x desvio padrão), ocorrerão situações como as da Figura 4, em que SO2 VM será superior a SO2AE. A mesma situação ocorrerá com frequência ainda maior ao utilizar-se métodos VTAC para arterializar amostras de sangue capilar mal arterializadas mecanicamente.

[0060] Nesses casos, quando SO2AE estiver abaixo do nível de saturação de oxigênio da medição de gás do sangue SO2VM, VTAC não pode arterializar os valores de gás do sangue utilizando mecanismos conhecidos e, portanto, o médico não obtém resposta e necessitará realizar novamente a medição utilizando um método alternativo, tal como medição de gás do sangue capilar ou arterial habitual.

[0061] Este método de acordo com a presente invenção soluciona a questão e garante que o médico obtenha resposta em situações nas quais os dados permitem o fornecimento de resultado clínico relevante.

[0062] A magnitude do problema torna-se clara ao analisar-se dados de estudos clínicos e dados de clientes que utilizam o método v-TAC® para arterialização de sangue capilar ou venoso.

TABELA 1

[0063] Estatísticas de SO2VM > SO2AM.

[0064] N total = 395. Arterialização possível Reprovado Coorte de pacientes Origem do sangue SO2AE ≥ SO2VM (sem resposta) (1) Medicina do pulmão VBG 97,1% 2,9% (2) Medicina do pulmão CBG 67,5% 32,5% (3) Medicina do pulmão VBG 92,2% 7,8% (4) Intensivo VBG 94,9% 5,1% VBG/ PVBG/ (5) Intensivo 98,6 % 1,4%

CVBG

[0065] Com base nos dados da Tabela 1 acima, estima-se que até 10% dos pacientes de medicina do pulmão sofrerão impactos e 20-50% dos pacientes ao utilizar gás de sangue capilar, da forma que o médico não obtenha valores arteriais, mas sim obtenha mensagem de erro.

[0066] Vantagens do uso da presente invenção:

Com este método, soluções de VTAC, tais como o software v- TAC® específico, serão capazes de fornecer valores de ácido-base e gás do sangue arterializado para percentual mais alto das amostras e resolver quase todas as situações (dependendo das configurações), quando o sangue venoso ou capilar já estiver perto do sangue arterial e garantir o fornecimento de uma resposta. O rendimento dos grupos de pacientes indicados no capítulo acima aumentará conforme exibido abaixo se a regra for (apenas como exemplo, utilizar 4% de corte como diferença máxima aceitável entre SO2VM e SO2AE em que SO2AE é estimado utilizando oximetria de pulso): Se SO2VM ≥ SO2AE 1) Se SO2VM – SpO2 > 4% -> não fornecer resultados.

2) Se SO2VM – SpO2 ≤ 4% -> usar SO2VM como SO2AE para arterialização.

TABELA 2

[0067] Alteração do sucesso de VTAC e taxa de reprovação: N total = 395 Taxa de Taxa de Coorte de Arterialização Origem do sangue reprovação com o reprovação sem o pacientes possível método método (1) Medicina do VBG 100% 0% 2,9% pulmão (2) Medicina do CBG 100% 0% 32,5% pulmão (3) Medicina do VBG 98,1% 1,9% 7,8% pulmão (4) Intensivo VBG 100% 0% 5,1%

VBG (5) Intensivo CVBG 100% 0% 1,4%

PVBG

[0068] A análise dos diversos resultados representados na Tabela 2 acima demonstra que o método com as configurações descritas aumentará significativamente o rendimento da arterialização matemática. Dentre os 395 pacientes, a arterialização não teve sucesso para 29 pacientes sem o método, mas apenas para dois pacientes com o método de acordo com a presente invenção. Observe-se que a Tabela 2 exibe os resultados de cinco estudos clínicos diferentes de diversos grupos de pacientes.

[0069] É improvável que SO2AE significativamente abaixo de SO2VM deva-se a tolerâncias, mas é mais provável que se deva a erros analíticos ou pré-analíticos e, neste caso, eles serão rejeitados (vide o exemplo em (3) de medicina do pulmão, em que duas amostras não são manipuladas mesmo com este método, pois o SpO2 medido era mais de 4% abaixo do SO2VM).

[0070] A Figura 5 é um gráfico de sistema esquemático que representa um resumo/detalhe das operações de um método de acordo com a presente invenção.

[0071] A invenção de acordo com uma realização pode ser implementada alterando-se os critérios de aceitação de SpO2 de “SpO2 > SO2V” para “SpO2 > SO2V – K”, em que K é um padrão constante configurável para 4 (quatro) por cento.

[0072] 4% (quatro por cento) são selecionados nesta realização, pois isso solucionará o problema e os 4% são os 2 x desvio padrão normalmente aplicados para oximetria de pulso e, portanto, úteis para compensar a variação da medição de SpO2.

[0073] Em situações em que SpO2 é inferior a SO2 de acordo com os critérios acima, o SO2 da medição de VBG ou CBG (ou ABG, caso a amostra fosse de sangue arterial) será utilizado como nível de SpO2 para conversão por v-TACT.

[0074] Na maior parte dos casos, isso significará que os valores de medição de VBG/CBG/ABG serão diretamente transformados nos valores relatados por v-TAC, mas, tomando-se os valores por meio do software v-TAC, as verificações de plausibilidade, tais como a faixa aceita de DPG, serão realizadas e o nível de pO2 será cortado em 10 kPa.

[0075] Todas as medições que se enquadram na categoria em que SpO2 é marginalmente inferior a SO2V serão relatadas com notificação indicando: Notificação: SpO2 x% abaixo de SO2V; SO2V utilizado como SpO2 para conversão em que x=SpO2 - SO2V.

[0076] Todas as medições em que SpO2 é mais de 4% menor que SO2V acionarão uma mensagem de erro indicando: Erro: SpO2 x% abaixo de SO2V; a conversão não é possível em que x=SpO2 - SO2V.

[0077] Riscos: Os riscos potenciais incorridos por estes novos critérios de aceitação foram intensamente analisados ao longo de um período de tempo e nenhum risco significativo foi encontrado em consequência da alteração devido a: - a faixa aceita de SpO2 permanece de 75-100% (constante C na Figura 5); - se SpO2 estiver marginalmente abaixo do estimado pelo oxímetro de pulso ou for introduzido incorretamente pelo operador, o valor utilizado para conversão é SO2; e - se SpO2 for significativamente subestimado pela oximetria de pulso ou introduzido incorretamente pelo operador, v-TAC relata mensagem de erro.

[0078] Em resumo, a presente invenção refere-se a um método de fornecimento de valores de oxigenação arterial medida e/ou estimada, tais como SO2AM, SO2AE e SpO2, com base em valores de medição da situação de ácido/base do sangue em uma amostra de sangue venoso, tal como VBGM e VBGE. Realiza-se conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar situação de ácido/base do sangue e situação da oxigenação em valores de sangue arterial estimados ou previstos, tais como ABGP. Além disso, caso um valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado encontre-se abaixo de um valor de oxigenação venosa correspondente, a estimativa do valor de oxigenação arterial é realizada com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente. A vantagem é que a conversão do valor de sangue venoso em valores de sangue arterial será possível por meio do fornecimento de valores de ácido-base e gás do sangue arterializado para percentual mais alto de amostras clínicas anteriormente impossível.

[0079] A presente invenção pode ser implementada por meio de hardware, software, firmware ou qualquer de suas combinações. A presente invenção ou algumas de suas características podem ser também implementadas na forma de software conduzido em um ou mais processadores de dados e/ou processadores de sinais digitais, ou seja, processamento de dados em um ou mais computadores.

[0080] Os elementos individuais de uma realização da presente invenção podem ser implementados física, funcional e logicamente em qualquer forma apropriada, tal como em uma única unidade, em uma série de unidades ou como parte de unidades funcionais separadas. A presente invenção pode ser implementada em uma única unidade ou pode ser física e funcionalmente distribuída entre diferentes unidades e processadores.

[0081] Embora a presente invenção tenha sido descrita com relação às realizações específicas, ela não deverá ser interpretada como sendo limitada, de nenhuma forma, aos exemplos apresentados. O escopo da presente invenção deve ser interpretado à luz do conjunto de reivindicações anexo. No contexto das reivindicações, as expressões “que compreende” ou “compreende” não excluem outros elementos ou etapas. Além disso, a menção de referências tais como “um” ou “uma” etc. não deverá ser interpretada como excluindo uma série. O uso de sinais de referência nas reivindicações com relação a elementos indicados nas figuras também não deverá ser interpretado como limitador do escopo da presente invenção. Nas reivindicações abaixo, portanto, alguns sinais de referência foram inseridos entre parênteses, tais como: - SO2AM, SO2AE e/ou SpO2 como valores de oxigenação arterial medidos e/ou estimados; - VBGM e VBGE para medição e/ou estimativa de valores de situação de ácido/base do sangue em amostra de sangue venoso; e/ou - ABGP para valores de sangue arterial estimados; e os técnicos no assunto compreenderão facilmente que essas abreviações específicas de valores medidos e/ou estimados apenas ilustram alguns valores específicos (alguns dos quais são também exibidos nas figuras) dentro do contexto e princípio da presente invenção, mas outros valores específicos podem ser alternativa ou adicionalmente aplicados e utilizados para o objeto e propósito técnico atingido pela presente invenção.

[0082] Além disso, características individuais mencionadas em diferentes reivindicações podem possivelmente ser combinadas convenientemente e a menção dessas características em diferentes reivindicações não exclui que uma combinação de características não é possível e conveniente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO COMPUTADORIZADO DE CONVERSÃO DE VALORES DE SANGUE VENOSO EM VALORES DE SANGUE ARTERIAL, caracterizado pelo mencionado método compreender: a. fornecimento de valores de oxigenação arterial medidos e/ou estimados (SO2AM, SO2AE e SpO2); b. medição e/ou estimativa de valores da situação de ácido/base do sangue em uma amostra de sangue (VBG M e VBGE), em que a amostra de sangue é obtida de sangue venoso; c. conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de um modelo matemático para derivar situação de ácido/base do sangue e situação da oxigenação em valores do sangue arterial estimados (ABGP), em que d1. caso o valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado encontre-se abaixo de valor de oxigenação venoso correspondente; e e. estimativa, em seguida, do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venoso correspondente.

2. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, caso a condição (d1) seja atendida, o método compreende uma condição adicional: d2. se, adicionalmente, a diferença numérica entre o mencionado valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado e a mencionada oxigenação venosa correspondente for menor que um nível limite previamente definido (K); como exigência adicional para iniciar (e).

3. MÉTODO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por, para a condição (d2), o mencionado nível limite previamente definido (K)

depende da incerteza de medição de um dispositivo de medição utilizado no fornecimento de valores de oxigenação arterial em (a) e/ou incerteza de medição de um dispositivo de medição utilizado no fornecimento de valores de situação de ácido/base do sangue em uma amostra de sangue venoso em (b).

4. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, a mencionada função compreende um modelo da situação de ácido-base e gás do sangue arterial e é disposta para prever um valor de oxigenação arterial.

5. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o mencionado valor de substituição é igual ao mencionado valor de oxigenação venosa.

6. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o mencionado valor de substituição é adaptado para compensar um ou mais erros analíticos e/ou pré-analíticos na medição e/ou estimativa da situação de ácido-base e gás do sangue venoso e/ou oxigenação arterial medida e/ou estimada.

7. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, o mencionado valor de substituição é adaptado para compensar metabolismo mínimo esperado de oxigênio, resultando em diferença correspondente entre a situação de ácido-base e gás do sangue arterial (ABG) e situação de ácido-base e gás do sangue venoso (VBG).

8. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, para o processo de (e) estimativa do mencionado valor de oxigenação arterial com valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente, a mencionada função compreende um modelo de situação de ácido-base e gás do sangue arterial e é disposta para prever um valor de oxigenação arterial utilizando situação de ácido-base e gás do sangue venoso estimada e/ou medida (VBGM).

9. MÉTODO de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela mencionada situação de ácido-base e gás do sangue venoso medida (VBGM) ser adicionalmente ajustada para compensar um ou mais erros analíticos na medição da situação de ácido-base e gás de sangue venoso (VBGM).

10. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pela mencionada situação de ácido-base e gás de sangue venoso medida (VBGM) ser adicionalmente ajustada para compensar metabolismo de oxigênio mínimo esperado, resultando em diferença correspondente entre a situação de ácido-base e gás do sangue arterial (ABG) e a situação de ácido-base e gás do sangue venoso (VBG).

11. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo de (c) conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de modelo matemático para derivar estado de oxigenação e estado de ácido/base do sangue em valores do sangue arterial estimados (ABG_P) é modificado de forma que, para os valores de sangue venoso medidos (VBG_M), o oxigênio seja removido e/ou dióxido de carbono seja adicionado para fins de modelagem.

12. MÉTODO de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo oxigênio ser removido e/ou o dióxido de carbono ser adicionado para fins de modelagem, limitado a uma faixa de valores fisiológicos possíveis.

13. MÉTODO de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelos valores de sangue arterial estimados serem calculados dentro da mencionada faixa de valores fisiológicos possíveis.

14. MÉTODO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por, para a condição de (d2), o mencionado nível limite previamente definido (K) depende de margens de segurança com bases fisiológicas.

15. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo modelo matemático indicar que o valor verdadeiro de quociente respiratório (RQ) nos tecidos pode variar apenas de 0,7 a 1,0, sendo 0,7 em metabolismo aeróbico de gordura e 1,0 em metabolismo aeróbico de carboidrato.

16. MÉTODO de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 15, caracterizado pelo modelo matemático indicar que O2 é adicionado e CO2 é removido do sangue venoso em razão determinada por quociente respiratório (RQ) constante, definido para estar dentro da faixa fisiologicamente possível de 0,7-1,0, realizando simulação até que a saturação de oxigênio simulada seja igual ou substancialmente igual à estimada ou medida em sangue arterial.

17. SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS para converter valores de sangue venoso em valores de sangue arterial, caracterizado pelo mencionado sistema de processamento de dados compreender: - meios de fornecimento de valores de oxigenação arterial medidos e/ou estimados (SO2AM, SO2AE e SpO2); - meios de medição e/ou estimativa de valores da situação de ácido/base do sangue em uma amostra de sangue (VBGM, VBGE), em que a amostra de sangue é obtida de sangue venoso; e

- meios de conversão dos valores de sangue venoso por meio da aplicação de modelo matemático para derivar a situação de oxigenação e a situação de ácido/base do sangue em valores de sangue arterial estimados (ABGP), em que, caso um valor de oxigenação arterial medido e/ou estimado seja menor que um valor de oxigenação venosa correspondente, o mencionado valor de oxigenação arterial é estimado com um valor de substituição que é função do valor de oxigenação venosa correspondente.

18. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR caracterizado por permitir que um sistema de computador conduza as operações do sistema conforme definido na reivindicação 17 quando baixado ou carregado para o sistema de computador.