B GIO DC V O TO

B Y T

TRNG I HC Y H NI
=======

V SN TNG

NGHIÊN CứU áP DụNG
Kỹ THUậT ĐO NHIệT Lợng gián tiếp để xác
định
NHU CầU năng lợng ở bệnh nhân thở máy xâm
NHậP

LUN VN THC S Y HC


H NI 2016

B GIO DC V O TO

B Y T

TRNG I HC Y H NI
=======

V SN TNG

NGHIÊN CứU áP DụNG Kỹ THUậT ĐO NHIệT Lợng
gián tiếp để xác định NHU CầU năng lợng ở

nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

-

Đảng ủy, Ban Giám đốc, Khoa Cấp cứu bệnh viện đa khoa tỉnh Thái Bình đã
luôn động viên, khuyến khích, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên
cứu khoa học.

-

Tôi xin được thể hiện lòng biết ơn tới TS. Đỗ Ngọc Sơn, TS. Lê Thị Diễm
Tuyết là những người thầy đã luôn tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và
kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập, đồng thời trực tiếp
hướng dẫn để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

-

Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Đạt Anh, Trưởng Bộ môn Hồi
sức Cấp cứu Trường Đại học Y Hà Nội, Trưởng khoa Cấp cứu Bệnh viện
Bạch Mai đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học.

-

Tôi cũng xin được cảm ơn toàn thể Cán bộ nhân viên Khoa Cấp cứu, Khoa
Điều trị tích cực, Trung tâm chống độc bệnh viện Bạch Mai, đã tạo mọi điều


kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.


2.

Công trình này không trùng lặp với bất kỳ nghiên cứu nào khác đã được
công bố tại Việt Nam.

3.

Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác,
trung thực và khách quan, đã được xác nhận và chấp nhận của Bệnh
viện Bạch Mai.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2016
Người viết cam đoan

Vũ Sơn Tùng


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AEE
APACHE II
BEE
BMI
BMR
COPD
CVCO2
CVO2
DEE
DIT

Phương trình Harris – Benedict thêm hệ số
(yếu tố stress)
Nhiệt lượng gián tiếp ( Indirect Calorimetry)
Đơn vị hồi sức tích cực (Intensive Care Unit)
Áp lực dương cuối thì thở ra
(Positive End Expiratory Pressure)
Phương trình Penn State 2003
Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ
(Resting Energy Expenditure)
Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ đo
Thương số hô hấp (Respiratory quotient)


SIRS
SpO2
TEE
VCO2
VO2
WHO

Hội chứng đáp ứng viêm hệ thống
(Systemic Inflammatory Response Syndrome)
Độ bão hòa oxy máu ngoại vi
(Saturation of peripheral oxygen)
Tiêu hao năng lượng tổng (Total Energy Expenditure)
Thể tích CO2 sản xuất
Thể tích Oxy tiêu thụ
Tổ chức y tế thế giới (World Health Organization)



sàng lớn như: Hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng châu Âu, Hiệp hội dinh dưỡng Hoa
Kỳ, Hiệp hội chăm sóc hô hấp Hoa Kỳ,… [7], [8], [9], [10], [11].
Các thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp có thể do giá cả cao, một số thiết bị
còn khó sử dụng nên hiện vẫn chưa phổ biến trong các cơ sở điều trị. Vì vậy,
trong thực hành lâm sàng, các thầy thuốc vẫn phải xác định nhu cầu năng
lượng cho bệnh nhân bằng cách sử dụng một số phương trình và công thức
ước tính. Độ chính xác của các phương trình này dao động từ 40% – 75% khi
so sánh với đo nhiệt lượng gián tiếp, và không có phương trình nào thực sự
nổi bật khi áp dụng cho các đối tượng bệnh nhân hồi sức nặng cần thở máy
[12], [13], [10].


13

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đo
nhiệt lượng gián tiếp ở các đối tượng bệnh nhân hồi sức. Một số nghiên cứu
cho thấy có mối liên quan giữa liệu pháp dinh dưỡng tối ưu dựa trên phép đo
nhiệt lượng gián tiếp với việc giảm có ý nghĩa tỷ lệ tử vong trong khoa hồi
sức và tỷ lệ tử vong bệnh viện [14], [15].
Tại Việt Nam cho đến thời điểm này vẫn chưa có nghiên cứu nào áp
dụng kỹ thuật đo nhiệt lượng gián tiếp trên các đối tượng bệnh nhân hồi sức,
đặc biệt là các bệnh nhân nặng thở máy. Do đó chúng tôi thực hiện đề tài
“Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đo nhiệt lượng gián tiếp để xác định nhu
cầu năng lượng ở bệnh nhân thở máy xâm nhập” với mục tiêu:
1.

Khảo sát mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ ở bệnh nhân thở máy
xâm nhập bằng phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp.

2.


-

Suy giảm miễn dịch

-

Gan nhiễm mỡ, rối loạn chức năng gan

-

Sản xuất CO2 quá mức

-

Suy hô hấp, gây thất bại trong cai thở máy
1.1.2. Nuôi ăn dưới mức (Underfeeding)
Nuôi ăn dưới mức là hiện tượng cung cấp số lượng calo trong chế độ ăn
thấp hơn 90% nhu cầu năng lượng thực tế của bệnh nhân. Nuôi ăn dưới mức
có thể gây những hậu quả tiêu cực sau [16], [17], [18].

-

Giảm sức mạnh của các cơ hô hấp

-

Giảm kiểm soát hô hấp

-

các đơn vị chăm sóc tích cực thường cao hơn các đơn vị điều trị khác [19].
Cho ăn lại sau khi bị đói, xảy ra một sự ưu tiên biến đổi nguồn nguyên
liệu trong cơ thể. Trong suốt giai đoạn bị đói, sự tiết insulin giảm do lượng
carbohydrate đưa vào cơ thể giảm, và ưu tiên biến đổi nguồn năng lượng
chuyển từ glucose sang ketone và các acid béo tự do [20]. Trong giai đoạn
này cơ thể có thể cạn kiệt các chất phospho, magie và kali trong tế bào, nhưng
nồng độ trong huyết thanh vẫn bình thường do những điều chỉnh nhịp độ bài
tiết của thận [19]. Khi can thiệp dinh dưỡng được bắt đầu, carbohydrates trở
thành nhiên liệu chủ yếu, làm tăng mức insulin, làm cho phốt pho, magiê, kali
và trở lại trong các tế bào. Hơn nữa, tăng insulin có tác dụng chống bài niệu
và kết quả giữ natri và nước.
Dấu hiệu đặc trưng của hội chứng nuôi ăn lại là tình trạng giảm phospho
máu, thường xảy ra trong vòng 3 ngày kể từ ngày bắt đầu dinh dưỡng [19],
[21]. Dự trữ phốt pho cạn kiệt sẽ làm giảm sản xuất ATP của các tế bào cơ,
đặc biệt là các cơ hô hấp, do đó có thể gây suy hô hấp cấp tính hoặc thất bại
trong cai thở máy. Thời gian nằm viện và sự phụ thuộc máy thở dài hơn đáng
kể ở những người có hạ phốt pho máu [22]. Những trường hợp có nguy cơ bị
hội chứng refeeding bao gồm: chán ăn, nghiện rượu, đói kéo dài, bệnh béo phì
giảm cân đáng kể, và các bệnh lý mãn tính gây tổn hại tình trạng dinh dưỡng
(ví dụ, ung thư, xơ gan) [20].
1.1.4. Vai trò của liệu pháp dinh dưỡng tối ưu
Hiện nay, càng có nhiều các bằng chứng chứng minh, nuôi ăn dưới mức
hay quá mức đều gây ra các hậu quả tiêu cực đối với các bệnh nhân nặng. Vì


16

vậy, việc thiết lập một chế độ dinh dưỡng tối ưu hiện đang là một nhiệm vụ
cấp bách. Tiền đề của việc xây dựng một chế độ dinh dưỡng tối ưu chính là
xác định chính xác nhu cầu năng lượng của bệnh nhân. Xác định chính xác

tổng của tiêu hao năng lượng cơ sở và tiêu hao năng lượng do thức ăn), REE
chiếm từ 70% - 100% TEE.
Nói cách khác, REE = BEE + DIT
TEE = BEE + DIT + AEE = REE + AEE
Theo định nghĩa, BEE là năng lượng cần thiết để duy trì hoạt động
chuyển hóa cơ bản của tế bào cơ thể và các chức năng nội tạng, chẳng hạn
như hô hấp và duy trì nhiệt độ cơ thể bình thường nhưng không có sự ảnh
hưởng của thức ăn, hoạt động thể chất và stress tâm lý [23]. Lý tưởng nhất, nó
phải được đo ở "điều kiện nghỉ ngơi", trong đó bao gồm: bệnh nhân nhịn ăn
tối thiểu 5 giờ, không hoạt động thể chất, không sử dụng nicotine, caffeine và
các chất kích thích khác. Bởi vì những điều kiện này rất hiếm gặp trên lâm
sàng nên tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (REE: Resting Energy Expenditure)
thường được sử dụng để thay thế cho tiêu hao năng lượng cơ sở ở các bệnh
nhân nhập viện.
Trong các đơn vị chăm sóc tích cực, REE thường được đo ngay cả khi
bệnh nhân đang nhận nuôi dưỡng liên tục vì sự thay đổi mức độ chuyển hóa
khi nuôi dưỡng liên tục (DIT) là khá nhỏ. Tuy nhiên, ở các bệnh nhân ngoại
trú, tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện nghỉ ngơi là cần thiết để có được giá
trị đo chính xác [9], [24].
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao năng lượng
1.2.2.1. Đáp ứng viêm ở bệnh nhân nặng
Đáp ứng viêm là hậu quả của các thương tổn do chấn thương hay phẫu
thuật, nhiễm trùng, ung thư và các bệnh khác [25]. Về mặt chuyển hóa, các
bệnh nhân trải qua một đáp ứng viêm có sự gia tăng mức độ chuyển hóa lúc


18

nghỉ, tăng dị hóa cơ và mất nitơ, tăng quá trình tạo glucose từ các nguồn
nhiên liệu phi carbonhydrat như pyruvate, lactate, glycerol và acid amin

hay nội khoa, nhưng khi nhiệt độ cơ thể đối tượng được kiểm soát bằng phân
tích kiểm soát biến, mức độ chuyển hóa lúc nghỉ giữa các đối tượng có sốt là
tương tự như nhau.
Trong một nghiên cứu tương tự, Raurich và cộng sự [28] kiểm soát nhiệt
độ cơ thể bằng cách loại trừ các bệnh nhân có sốt từ khi khám và thấy không
có sự khác biệt về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ giữa các nhóm chấn thương,
phẫu thuật, và bệnh nhân ICU nội khoa. Hơn nữa, sự hiện diện của nhiễm
trùng cũng không thay đổi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở những bệnh nhân
không bị sốt.
Như vậy, có thể sốt là một nhân tố chính trong việc xác định mức độ tăng
chuyển hóa ở những bệnh nhân nặng. Trong bất kỳ cách phân loại theo bệnh
hay theo sự hiện diện của SIRS thì sốt đều biểu thị sự gia tăng mức độ trao
đổi chất lúc nghỉ. Điều này chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá tình trạng
viêm và nhiệt độ cơ thể trong thực hành đánh giá dinh dưỡng tại ICU.
1.2.2.3. Vai trò của các Cytokines
Cytokines là sản phẩm trung gian của nhiều bất thường về dinh dưỡng và
chuyển hóa trong các bệnh nặng. Chức năng chính Cytokines là để duy trì cân
bằng nội môi. Tế bào phản ứng để các cytokines bảo vệ chống lại các độc tố
và các chất gây ung thư. Tuy nhiên, các cytokine cũng có thể gây hại, tùy
thuộc vào cường độ và thời gian giải phóng của chúng vào hệ tuần hoàn.
Các nghiên cứu ban đầu đã mô tả đáp ứng thương tổn có 2 pha: pha ebb
và pha flow. Pha ebb thường kéo dài 12-48 h, và pha flow thường kéo dài 710 ngày, nhưng có thể tiếp tục trong nhiều tuần hoặc thậm chí nhiều tháng.
Trong giai đoạn flow, tăng chuyển hóa xảy ra, cơ thể cố gắng tự làm lành
thương tổn trong khi vẫn duy trì chức năng nội tạng [29]. Tăng đường huyết
làm tăng sản xuất các cytokine tiền viêm [30]. Sự dư thừa các cytokin tiền


20

viêm và các chất trung gian, TNF , interleukin-1 đã kích hoạt một chuỗi các

1.2.2.5. Tác động của hiệu ứng nhiệt của thức ăn lên chuyển hóa lúc nghỉ
Ở những người khỏe mạnh, tiêu thụ nhiên liệu một bữa ăn làm tăng mức
độ chuyển hóa trong một thời gian ngắn sau đó. Mức độ tăng thay đổi tùy
theo thời gian của hiệu ứng, số lượng và thành phần của bữa ăn. Vì lý do này,
khi chuyển hóa lúc nghỉ được đo ở những người khỏe mạnh, nó sẽ được thực
hiện trong trạng thái nhịn ăn.
Mức độ chuyển hóa lúc nghỉ đo ở các bệnh nhân nặng thường được tiến
hành trong lúc cho ăn nên ảnh hưởng của hiệu ứng nhiệt là không thể tránh
khỏi. Trong thực tế, có thể tối thiểu hóa hiệu ứng nhiệt của thức ăn ở những
bệnh nhân nặng. Thứ nhất, hầu hết các bệnh nhân nặng đều được cho ăn qua
sonde và không cần phải nuốt. Động tác nuốt dường như là một phần của quá
trình tạo ra các hiệu ứng nhiệt của ăn. Thứ hai, hầu hết thức ăn được cung cấp
liên tục với tốc độ chậm sẽ tốt hơn cung cấp ngắt quãng với số lượng lớn, và
việc này tiếp tục giảm thiểu các tác dụng sinh nhiệt của thức ăn [40], [41]
Trong một nghiên cứu trên các bệnh nhân nặng bị tổn thương não (đột
quỵ và chấn thương sọ não), Frankenfild đã báo cáo 10 bệnh nhân ngẫu nhiên
không nhận được nuôi dưỡng trong 24 giờ trước khi được đo tiêu hao năng
lượng. Những bệnh nhân này có mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tương tự như
nhóm bệnh nhân được cho ăn nhỏ giọt liên tục trong quá trình đo. Các mức độ
chuyển hóa này được chuẩn hóa theo kích thước cơ thể và không có sự khác
biệt có ý nghĩa giữa những đối tượng khác nhau, điều này cho thấy rằng hiệu
ứng nhiệt của thức ăn không có vai trò quan trọng trong việc làm tăng mức độ
trao đổi chất lúc nghỉ của các bệnh nhân nặng khi nuôi dưỡng liên tục [42].
1.2.2.6. Ảnh hưởng của kích thước và thành phần cơ thể lên chuyển hóa lúc nghỉ
Tất cả các kích cỡ cơ thể đều có thể gặp trong ICU, từ suy kiệt cho đến
béo phì bệnh lý. Ở các nước phương tây mặc dù béo phì là phổ biến trong
cộng đồng và thiếu cân là một đặc điểm phổ biến của các bệnh mãn tính, song


22


23

nghỉ giảm 1-2% mỗi thập kỷ sau thập niên thứ ba của cuộc sống, và nó giảm
ngay cả khi trọng lượng cơ thể vẫn ổn định. Một số mô hình ước tính năng
lượng dựa trên các chỉ số nhân trắc đã dự đoán rất thành công tiêu hao năng
lượng lúc nghỉ với các đối tượng trẻ, nhưng nó ước tính quá mức ở người cao
tuổi, có thể là do sự suy giảm năng lượng liên quan đến mất khối lượng cơ
nạc, loại nhiên liệu có mức độ chuyển hóa cao hơn [47], [48], [49].
Tuổi là một yếu tố tiêu cực đối với độ chính xác dự đoán bằng các
phương trình ước tính [50], [51]. Hầu hết các nghiên cứu được tiến hành trong
các quần thể với tuổi trung bình là 40 năm, và những kết quả đó không thể
ngoại suy cho quần thể người cao tuổi. Ở người cao tuổi có sự giảm khối
lượng chất béo và khối lượng cơ nạc, mức độ nặng của bệnh làm tăng nhu cầu
năng lượng và protein. Để ước tính nhu cầu năng lượng ở những bệnh nhân
nặng cao tuổi thường rất khó khăn, do đó đo nhiệt lượng gián tiếp chính là
phương pháp tốt nhất để loại trừ tác động tiêu cực của yếu tố tuổi khi dự đoán
tiêu hao năng lượng ở những bệnh nhân hồi sức cao tuổi.
1.2.2.8. Mối liên hệ giữa tăng chuyển hóa và tăng dị hóa
Tăng dị hóa cơ và mất nitơ là các dấu hiệu ở những bệnh nặng. Tăng
chuyến hóa được cho là luôn song hành với tình trạng tăng dị hóa vì cả hai
đều là hậu quả của phản ứng viêm. Trong nghiên cứu của Frankenfield trên
các bệnh nhân bị chấn thương [52], có một sự tương quan tuyến tính thực sự
giữa mức độ chuyển hóa lúc nghỉ với mức độ dị hóa cơ và giữa mức độ
chuyển hóa lúc nghỉ với tổng lượng nitơ niệu trên các bệnh nhân nhận được
hỗ trợ dinh dưỡng. Tỷ lệ trung bình của chi phí năng lượng cho mỗi gram nitơ
mất là khoảng 100÷1, nhưng tương quan giữa hai đại lượng này khá thấp, do
đó phạm vi của tỷ lệ này là khá rộng (49÷1 - 319÷1), do đó nó gần như không
có giá trị trong việc ước tính lượng nitơ bị mất từ mức độ chuyển hóa. Như
vậy, khi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tăng thì sau đó mức độ dị hóa và lượng

(oxy tiêu thụ và lượng khí carbon dioxide sản xuất). Đo nhiệt lượng gián tiếp
là phương pháp phù hợp, có thể áp dụng một cách rộng rãi trong lâm sàng.


25

1.3.2.1. Nguyên lý của phương pháp
Năng lượng mà con người sử dụng tồn tại dưới dạng hóa năng, được tạo
thành từ các chất dinh dưỡng thông qua các quá trình oxy hóa thức ăn. Chất
dinh dưỡng có nền tảng là carbon (tức là, nhiên liệu) sẽ được chuyển đổi
thành carbon dioxide (CO2), nước (H2O), và nhiệt nhờ sự hiện diện của oxy
(O2). Nhiệt lượng gián tiếp đánh giá lượng nhiệt sinh ra một cách gián tiếp
thông qua thu thập số lượng, loại hình sử dụng các cơ chất và sự sản sinh các
sản phẩm phụ. Cụ thể, tiêu hao năng lượng có thể được tính bằng cách đo
lượng oxy được sử dụng, và lượng carbon dioxide được sản xuất.
Quá trình oxy hóa

Cơ chất + O2

3CO2 + H2O + Nhiệt (1) [9]

Số lượng cụ thể của oxy được sử dụng có thể được đo, và được gọi là thể
tích oxy tiêu thụ (VO2), trong khi lượng khí CO 2 được sản xuất bởi các tế bào
được gọi là carbon dioxide sản xuất (VCO 2). Tiêu hao năng lượng trung bình
hàng ngày theo kcal thường được tính bằng cách sử dụng phương trình Weir
sửa đổi với các giá trị VO2 và VCO2 đo được [54]
REE (kcal/24h) = [(3,941 x VO2) + (VCO2 x 1.11) + (uN2 x
2.17)] x 1440 (2)
Thành phần nitơ niệu (uN 2) thường được loại trừ khi tính toán tiêu hao
năng lượng vì nó chỉ chiếm < 4% của tiêu hao năng lượng thực tế ở các bệnh