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

BEE Tiêu hao năng lượng ở điều kiện cơ sở Basal Energy Expenditure BMI Chỉ số khối cơ thể Body Mass Index BMR Mức độ chuyển hóa cơ sở Basic Metabolic Rate COPD Đợt tiến triển cấp bệnh p

VŨ SƠN TÙNG

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

nghiệp, với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn tới:

- Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, Bộ môn Hồisức Cấp cứu và các Bộ môn của Trường Đại học Y Hà Nội đã tạo điều kiệnthuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

- Đảng ủy, Ban Giám đốc, Khoa Cấp cứu, Khoa Hóa sinh, KhoaHuyết học Bệnh viện Bạch Mai đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quátrình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

- Đảng ủy, Ban Giám đốc, Khoa Cấp cứu bệnh viện đa khoa tỉnh TháiBình đã luôn động viên, khuyến khích, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập vànghiên 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 trựctiếp 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 Bệnhviện Bạch Mai đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôitrong 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 mọiđiều kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập vànghiên cứu

- Xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô trong Hội đồng chấm luận văn

đã cho tôi những ý kiến đóng góp quý báu để hoàn thành luận văn này Các ý

kiến góp ý của các Thầy, Cô sẽ là bài học bổ ích cho tôi trên con đườngnghiên cứu khoa học sau này.

Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Các bệnh nhân điều trị tại Khoa Cấp cứu Bệnh viện Bạch Mai đã chotôi có điều kiện học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

- Các bạn bè đồng nghiệp và người thân trong gia đình, những người

đã luôn động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2016

Vũ Sơn Tùng

LỜI CAM ĐOAN

1 Đây là luận văn do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới hướng dẫn của

Thầy TS Đỗ Ngọc Sơn và TS Lê Thị Diễm Tuyết

2 Công trình này không trùng lặp với bất kỳ nghiên cứu nào khác đã đượccông 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 Bệnhviện 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 Tiêu hao năng lượng do hoạt động

(Activity Energy Expenditure )

APACHE II Bảng điểm đánh giá tình trạng sức khoẻ và các thông số

sinh lý trong giai đoạn cấp phiên bản II

(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II).

BEE Tiêu hao năng lượng ở điều kiện cơ sở

(Basal Energy Expenditure)

BMI Chỉ số khối cơ thể (Body Mass Index)

BMR Mức độ chuyển hóa cơ sở (Basic Metabolic Rate)

COPD Đợt tiến triển cấp bệnh phổi mạn tính tắc nghẽn

(Chronic Obtructive Pulmonary Disease)

CVCO2 Hệ số biến thiên thể tích CO2 tiêu thụ

CVO2 Hệ số biến thiên thể tích oxy tiêu thụ

DEE Tiêu hao năng lượng do thức ăn

(Diet Energy Expenditure)

DIT Hiệu ứng nhiệt của thức ăn (Diet Induced Thermogenesis)

FiO2 Nồng độ Oxy trong khí thở vào

(Harris Benedic Equation)

HBE x SF Phương trình Harris – Benedict thêm hệ số

(yếu tố stress)

IC Nhiệt lượng gián tiếp ( Indirect Calorimetry)

ICU Đơn vị hồi sức tích cực (Intensive Care Unit)

PEEP Áp lực dương cuối thì thở ra

(Positive End Expiratory Pressure)

PS2003 Phương trình Penn State 2003

REE Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ

(Resting Energy Expenditure)

REEm Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ đo

RQ Thương số hô hấp ( Respiratory quotient)

SIRS Hội chứng đáp ứng viêm hệ thống

(Systemic Inflammatory Response Syndrome)

SpO2 Độ bão hòa oxy máu ngoại vi

( Saturation of peripheral oxygen)

TEE Tiêu hao năng lượng tổng (Total Energy Expenditure)

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 3

TỔNG QUAN 3

1.1 Một số vấn đề trong dinh dưỡng điều trị ở các bệnh nhân nặng 3

1.1.1 Nuôi ăn quá mức (Overfeeding) 3

1.1.2 Nuôi ăn dưới mức (Underfeeding) 3

1.1.3 Hội chứng nuôi ăn lại (Refeeding syndrome) 4

1.1.4 Vai trò của liệu pháp dinh dưỡng tối ưu 4

1.2 Tiêu hao năng lượng ở các bệnh nhân nặng và các yếu tố ảnh hưởng 5

1.2.1 Các thành phần của tiêu hao năng lượng 5

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao năng lượng 6

1.3 Đo lường tiêu hao năng lượng 13

1.3.1 Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp 13

1.3.2 Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp 13

1.3.3 Hạn chế của phép đo nhiệt lượng gián tiếp 19

1.3.4 Lợi ích lâm sàng của nhiệt lượng gián tiếp 20

1.4 Một số phương trình và công thức ước tính tiêu hao năng lượng 21

1.4.1 Hướng dẫn của các hiệp hội dinh dưỡng 21

1.4.2 Phương trình Harris – Benedict 22

1.4.3 Phương trình Penn State 2003 23

Chương 2 25

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu 25

Nghiên cứu mô tả tiến cứu 25

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 25

2.3 Xử lý số liệu 31

2.4 Vấn đề đạo đức nghiên cứu 31

Chương 3 33

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

3.1 Đặc điểm chung của các đối tượng nghiên cứu 33

3.1.1 Đặc điểm về tuổi và giới 33

3.1.2 Đặc điểm về phân bố các nhóm bệnh 34

3.1.3 Các thông số chuyển hóa 34

3.2 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ trong nhóm nghiên cứu 36

3.3 Đánh giá tương quan của REE với các biến liên quan 40

3.4 Tỷ lệ ước tính chính xác của các phương trình 42

3.5 Mối tương quan giữa REE tính bằng các phương trình và công thức ước tính với REE đo bằng phương pháp nhiệt lượng gián tiếp 48

3.5.1 Tương quan giữa REE-HBE và REEm 48

3.5.2 Tương quan giữa REE-HBESF và REEm 50

3.5.3 Tương quan giữa REE-PS2003 và REEm 52

3.5.4 Tương quan giữa REE-25kcal/kg và REEm 54

3.5.5 Tương quan giữa REE-30kcal/kg và REEm 56

Chương 4 58

BÀN LUẬN 58

4.1 Đặc điểm chung của bệnh nhân nghiên cứu 58

4.1.1 Tuổi 58

4.1.2 Giới 58

4.1.3 Phân bố các nhóm bệnh 59

4.1.4 Các thông số chuyển hóa 59

4.2 Đặc điểm tiêu hao năng lượng lúc nghỉ trong nhóm nghiên cứu và một số yếu tố ảnh hưởng 60 4.2.1 Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ giữa ngày và đêm (bảng 3.4) 60

4.2.2 Ảnh hưởng của tuổi đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ 61

4.2.3 Ảnh hưởng của giới đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ 62

4.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ 63

4.2.5 Ảnh hưởng của đáp ứng viêm đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (bảng 3.8) 64

4.2.6 Ảnh hưởng của các tình trạng bệnh lý đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (bảng 3.9) 65

4.2.7 Ảnh hưởng của tình trạng dinh dưỡng theo BMI đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (bảng 3.10) 66

4.2.8 Ảnh hưởng của thuốc an thần đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ 67

4.3 Tương quan của một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng với tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (bảng 3.12) 68

4.4 Tỷ lệ ước tính chính xác, mức độ tương quan và tương đồng của các phương trình, công thức ước tính tiêu hao năng lượng lúc nghỉ so với phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp 70

4.4.1 Tỷ lệ ước tính chính xác, mối tương quan, tương đồng của REE tính theo phương trình Harris – Benedict với REE đo 70

4.4.2 Tỷ lệ ước tính chính xác, mối tương quan, tương đồng của REE tính theo phương trình Harris – Benedict thêm hệ số với REE đo 73

4.4.3 Tỷ lệ ước tính chính xác, mối tương quan, tương đồng của REE tính theo phương trình Penn State 2003 với REE đo 75

4.4.4 Tỷ lệ ước tính chính xác, mối tương quan, tương đồng của REE tính theo công thức 25 kcal/kg với REE đo 79

4.4.5 Tỷ lệ ước tính chính xác, mối tương quan, tương đồng của REE tính theo công thức 30 kcal/kg với REE đo 81

KẾT LUẬN 83

KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

Bảng 1.1 Khoảng các giá trị của RQ [9] 15

Bảng 2.1 Phân loại tình trạng dinh dưỡng theo chỉ số BMI 30

Bảng 3.1 Đặc điểm về tuổi và giới của bệnh nhân 33

Bảng 3.2 Đặc điểm về phân bố các nhóm bệnh 34

Bảng 3.3 Các thông số chuyển hóa 24h đo được 35

Bảng 3.4 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ ngày - đêm 36

Bảng 3.5 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ theo tuổi 36

Bảng 3.6 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ theo giới 37

Bảng 3.7 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ theo phân loại nhiệt độ 37 Bảng 3.8 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ và biểu hiện SIRS 38

Bảng 3.9 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ ở các nhóm bệnh khác nhau 38

Bảng 3.10 Mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ theo phân loại BMI 39

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của an thần đến tiêu hao năng lượng lúc nghỉ 39

Bảng 3.12 Tương quan giữa REEm với một số đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng 40

Bảng 3.13 So sánh REEm với REE ước tính bằng các phương trình 42

Bảng 3.14 Tỷ lệ ước tính đúng của các phương trình 43

Bảng 3.15 Tỷ lệ ước tính đúng của các phương trình ở bệnh nhân nam 44 Bảng 3.16 Tỷ lệ ước tính đúng của các phương trình ở bệnh nhân nữ 45

Bảng 3.17 Tỷ lệ ước tính đúng của các phương trình ở bệnh nhân có 46

Bảng 3.18 Tỷ lệ ước tính đúng của các phương trình ở bệnh nhân có BMI ≥ 18,5 47

Bảng 3.19 Phương pháp Bland – Altman đánh giá độ tương đồng của REE tính theo phương trình Harris – Benedict so với REE đo theo phương pháp IC 49 Bảng 3.20 Phương pháp Bland – Altman đánh giá độ tương đồng của REE tính theo phương trình Harris – Benedict có thêm hệ số so với REE

đo theo phương pháp IC 51 Bảng 3.21 Phương pháp Bland – Altman đánh giá độ tương đồng của REE tính theo phương trình Penn State 2003 so với REE đo theo phương pháp IC 53 Bảng 3.22 Phương pháp Bland – Altman đánh giá độ tương đồng của REE tính theo công thức 25 kcal/kg so với REE đo theo phương pháp IC .55 Bảng 3.23 Phương pháp Bland – Altman đánh giá độ tương đồng của REE tính theo công thức 30 kcal/kg so với REE đo theo phương pháp IC .57

Biểu đồ 3.1 Tương quan giữa REE-HBE và REEm 46Biểu đồ 3.2 Mức độ tương đồng của REEm và REE-HBE theo phương

pháp Bland – Altman 47Biểu đồ 3.3 Tương quan giữa REEm và REE-HBESF 48Biểu đồ 3.4 Mức độ tương đồng của REEm và REE-HBESF theo phương

pháp Bland – Altman 49Biểu đồ 3.5 Tương quan giữa REEm và REE-PS2003 50Biểu đồ 3.6 Mức độ tương đồng của REEm và REE-PS2003 theo phương

pháp Bland – Altman 51Biểu đồ 3.7 Tương quan giữa REEm và REE-25kcal/kg 52Biểu đồ 3.8 Mức độ tương đồng của REEm và REE-25kcal/kg theo

phương pháp Bland – Altman 53Biểu đồ 3.9 Tương quan giữa REEm và REE-30kcal/kg 54Biểu đồ 3.10 Mức độ tương đồng của REEm và REE-30kcal/kg theo

phương pháp Bland – Altman 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp 16

Hình 1.2 Túi Douglas 17

Hình 1.3 Cart chuyển hóa 18

Hình 1.4 Nhiệt lượng kế cầm tay 18

Hình 1.5 Module phế dung kế trên máy thở 19

ĐẶT VẤN ĐỀ

Dinh dưỡng có vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới kết quảđiều trị, tuy nhiên hiện nay tại nhiều đơn vị chăm sóc tích cực vấn đề này vẫnchưa được quan tâm một cách đúng mức Theo một số tác giả trên thế giới, tỷ

lệ bệnh nhân nuôi ăn quá mức và dưới mức trong các đơn vị chăm sóc tíchcực lên tới 60% đến 75% [1], [2] Nuôi ăn quá mức hay dưới mức nhu cầunăng lượng cần thiết đều gây ra các tác động tiêu cực như: tăng nguy cơnhiễm trùng bệnh viện, mệt cơ hô hấp, kéo dài thời gian thở máy, suy giảmmiễn dịch, rối loạn chức năng nội tạng, và tăng tỷ lệ tử vong [3], [4], [5], [6] Xác định chính xác nhu cầu năng lượng và xây dựng một chế độ dinh dưỡngtối ưu là chìa khóa cho việc giảm thiểu các hậu quả tiêu cực gây ra bởi nuôi ăn quámức và dưới mức Đo tiêu hao năng lượng là phương pháp chính xác nhất để xácđịnh nhu cầu năng lượng cho các bệnh nhân nặng Có hai phương pháp đo: nhiệtlượng trực tiếp và nhiệt lượng gián tiếp Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếphiện được xem như “tiêu chuẩn vàng” trong xác định nhu cầu năng lượng ở cácbệnh nhân nặng và đã được đưa vào hướng dẫn thực hành của các hiệp hội lâmsàng 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 bịcòn 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 nănglượng cho bệnh nhân bằng cách sử dụng một số phương trình và công thứcước 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 sựnổi bật khi áp dụng cho các đối tượng bệnh nhân hồi sức nặng cần thở máy[12], [13], [10]

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đonhiệt lượng gián tiếp ở các đối tượng bệnh nhân hồi sức Một số nghiên cứucho thấy có mối liên quan giữa liệu pháp dinh dưỡng tối ưu dựa trên phép đonhiệt lượng gián tiếp với việc giảm có ý nghĩa tỷ lệ tử vong trong khoa hồisức và tỷ lệ tử vong bệnh viện [14], [15]

Tại Việt Nam cho đến thời điểm này vẫn chưa có nghiên cứu nào ápdụng 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 So sánh các giá trị năng lượng đo được với các giá trị ước tính qua một số phương trình tính nhu cầu năng lượng trong thực hành lâm sàng.

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Một số vấn đề trong dinh dưỡng điều trị ở các bệnh nhân nặng

1.1.1 Nuôi ăn quá mức (Overfeeding)

Nuôi ăn quá mức là hiện tượng cung cấp số lượng calo trong chế độ ănvượt quá 110% nhu cầu năng lượng thực tế của bệnh nhân Nuôi ăn quá mức

có thể gây những hậu quả tiêu cực sau [16], [17]

- Tăng đường máu

- Tăng Ure máu

- Tăng Triglyceride máu

- Rối loạn nước, điện giải

- 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 ănthấp 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

- Gây thất bại trong cai thở máy

- Suy giảm chức năng các cơ quan

- Suy giảm miễn dịch

- Chậm phục hồi thương tổn

- Tăng nguy cơ nhiễm trùng

- Nuôi ăn dưới mức kéo dài gây suy dinh dưỡng

1.1.3 Hội chứng nuôi ăn lại (Refeeding syndrome)

Hội chứng nuôi ăn lại là một hội chứng gồm các bất thường chuyển hóaxảy ra do kết quả của việc dinh dưỡng quá nhiều ở những người đói kéo dài,suy dinh dưỡng hoặc giảm cân đáng kể Tỷ lệ xuất hiện hội chứng này trongcác 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 nguyênliệu trong cơ thể Trong suốt giai đoạn bị đói, sự tiết insulin giảm do lượngcarbohydrate đưa vào cơ thể giảm, và ưu tiên biến đổi nguồn năng lượngchuyển từ glucose sang ketone và các acid béo tự do [20] Trong giai đoạnnày cơ thể có thể cạn kiệt các chất phospho, magie và kali trong tế bào, nhưngnồng độ trong huyết thanh vẫn bình thường do những điều chỉnh nhịp độ bàitiết của thận [19] Khi can thiệp dinh dưỡng được bắt đầu, carbohydrates trởthành 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 phosphomáu, 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 bạitrong 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 bịhội chứng refeeding bao gồm: chán ăn, nghiện rượu, đói kéo dài, bệnh béo phìgiảm 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 mứchay quá mức đều gây ra các hậu quả tiêu cực đối với các bệnh nhân nặng Vì

vậy, việc thiết lập một chế độ dinh dưỡng tối ưu hiện đang là một nhiệm vụcấp bách Tiền đề của việc xây dựng một chế độ dinh dưỡng tối ưu chính làxác định chính xác nhu cầu năng lượng của bệnh nhân Xác định chính xácnhu cầu năng lượng giúp dự phòng các biến chứng của hội chứng nuôi ăn lạicũng như các tác động tiêu cực do nuôi ăn quá mức hay dưới mức gây ra.Hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng châu âu (ESPEN) đã đưa ra khuyến cáo: tronggiai đoạn cấp tính của bệnh, mục tiêu chính là phải cung cấp một mức nănglượng càng gần với tiêu hao năng lượng đo được càng tốt nhằm mục đíchgiảm cân bằng năng lượng âm Việc đo tiêu hao năng lượng nên được thựchiện bởi một thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp để xác định chính xác nhu cầunăng lượng cho bệnh nhân, trong trường hợp không có thiết bị đo nhiệt lượnggián tiếp, có thể sử dụng các công thức ước tính phù hợp [7].

Gần đây có một số nghiên cứu thực hiện việc kiểm soát chặt chẽ lượngcalo cung cấp dựa vào phép đo năng lượng gián tiếp để thiết lập một chế độdinh dưỡng tối ưu đã cho thấy có sự liên quan đến vấn đề cải thiện kết cục củabệnh nhân [14], [15]

1.2 Tiêu hao năng lượng ở các bệnh nhân nặng và các yếu tố ảnh hưởng

1.2.1 Các thành phần của tiêu hao năng lượng

TEE (Total Energy Expenditure) được định nghĩa là tổng lượng nhiệt

năng được sử dụng bởi cơ thể con người cho các chức năng hàng ngày gồm 3thành phần chính:

- BEE (Basal Energy Expenditure) – BMR (Basic Metabolic Rate): Tiêu

hao năng lượng ở điều kiện cơ sở

- DIT (Diet Induced Thermogenesis) – DEE (Diet Energy Expenditure):

Năng lượng sử dụng trong quá trình chuyển hóa cơ chất (chế độ ăn uống gâysinh nhiệt)

- AEE (Activity Energy Expenditure): Năng lượng được sử dụng trong

các hoạt động thể chất (tiêu hao năng lượng cho hoạt động)

- REE (Resting Energy Expenditure): Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (là

tổng của tiêu hao năng lượng cơ sở và tiêu hao năng lượng do thức ăn), REEchiếm 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 độngchuyển hóa cơ bản của tế bào cơ thể và các chức năng nội tạng, chẳng hạnnhư hô hấp và duy trì nhiệt độ cơ thể bình thường nhưng không có sự ảnhhưởng của thức ăn, hoạt động thể chất và stress tâm lý [23] Lý tưởng nhất, nóphải được đo ở "điều kiện nghỉ ngơi", trong đó bao gồm: bệnh nhân nhịn ăntối thiểu 5 giờ, không hoạt động thể chất, không sử dụng nicotine, caffeine vàcác chất kích thích khác Bởi vì những điều kiện này rất hiếm gặp trên lâmsàng 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 bệnhnhân nhập viện

Trong các đơn vị chăm sóc tích cực, REE thường được đo ngay cả khibệnh nhân đang nhận nuôi dưỡng liên tục vì sự thay đổi mức độ chuyển hóakhi nuôi dưỡng liên tục (DIT) là khá nhỏ Tuy nhiên, ở các bệnh nhân ngoạitrú, tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện nghỉ ngơi là cần thiết để có được giátrị 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 phẫuthuật, nhiễm trùng, ung thư và các bệnh khác [25] Về mặt chuyển hóa, cácbệnh nhân trải qua một đáp ứng viêm có sự gia tăng mức độ chuyển hóa lúc

nghỉ, tăng dị hóa cơ và mất nitơ, tăng quá trình tạo glucose từ các nguồnnhiên liệu phi carbonhydrat như pyruvate, lactate, glycerol và acid aminglucogenic (quá trình gluconeogenesis) dẫn đến đề kháng nuôi dưỡng, giảmsản xuất xeton nếu bệnh nhân đang bị đói (Xeton được tế bào sử dụng thayglucose trong trường hợp cung cấp carbonhydrat bị hạn chế), tăng sản suấtglutamine ngoại vi và lượng glutamin ngoại vi này được sản suất thậm chícòn lớn hơn lượng tiêu thụ ở trung tâm.

1.2.2.2 Liên quan giữa bệnh và đáp ứng viêm với mức độ chuyển hóa ở các bệnh nhân nặng

Hầu hết các nghiên cứu về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở bệnh nhânnặng đều phân chia bệnh nhân theo loại bệnh (chấn thương, phẫu thuật, viêmtụy, v.v ) Long và cộng sự [26] nghiên cứu trên các bệnh nhân phẫu thuậtchọn lọc, chấn thương (xuyên thấu và đụng dập), chấn thương với steroid,sepsis và các nhóm bệnh nhân bỏng đã thấy rằng, các nhóm bỏng và nhiễmtrùng được tìm thấy có tình trạng tăng chuyển hóa là nhiều nhất, tiếp theo làchấn thương đụng dập, phẫu thuật, và các bệnh nội khoa Tuy nhiên, phân chiatheo loại bệnh đơn độc không giải thích tất cả những biến đổi trong nghiên cứuđược công bố về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở các bệnh nhân nặng

Theo nghiên cứu của Frankenfild và cộng sự [27] thì ở tất cả các bệnhnhân nặng nội ngoại khoa tại ICU đều có tăng chuyển hóa, nhưng không thấy

sự khác biệt đáng kể giữa các loại thương tổn (chấn thương, sau phẫu thuật,nội khoa) Khi phân loại bệnh nhân nặng theo 2 nhóm dựa theo sự hiện diệncủa hội chứng đáp ứng viêm hệ thống SIRS cũng không thấy sự khác biệt vềmức độ tăng chuyển hóa giữa 2 nhóm, nhưng khi phân loại theo sự hiện diệncủa sốt trong vòng 24h trước khi đo chuyển hóa thì kết quả cho thấy có sựtăng chuyển hóa đáng kể ở nhóm có sốt, bất kể bệnh nhân nhập ICU với lý do

gì hay liệu bệnh nhân có SIRS hay không Trong các đối tượng có sốt thì thấy

nhóm do chấn thương có tăng chuyển hóa nhiều hơn so với nhóm ngoại khoahay nội khoa, nhưng khi nhiệt độ cơ thể đối tượng được kiểm soát bằng phântích kiểm soát biến, mức độ chuyển hóa lúc nghỉ giữa các đối tượng có sốt làtương 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 nhiễmtrùng cũng không thay đổi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở những bệnh nhânkhông bị sốt

Như vậy, có thể sốt là một nhân tố chính trong việc xác định mức độ tăngchuyển hóa ở những bệnh nhân nặng Trong bất kỳ cách phân loại theo bệnhhay theo sự hiện diện của SIRS thì sốt đều biểu thị sự gia tăng mức độ traođổi chất lúc nghỉ Điều này chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá tình trạngviêm 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 vàchuyển hóa trong các bệnh nặng Chức năng chính Cytokines là để duy trì cânbằng 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, tùythuộc 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

7-10 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 lànhthương tổn trong khi vẫn duy trì chức năng nội tạng [29] Tăng đường huyếtlàm tăng sản xuất các cytokine tiền viêm [30] Sự dư thừa các cytokin tiền

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

sự kiện, chẳng hạn như sự điều tiết yếu tố tăng trưởng 1 giống insulin, và sảnxuất glucocorticoid Những thay đổi này có thể dẫn đến suy giảm sức đềkháng và rối loạn chức năng thần kinh nội tiết được kết hợp với rối loạnchuyển hóa và tăng tiêu thụ năng lượng [31], [32]

Theo Roubenoff và cộng sự, cytokine làm tăng tiêu hao năng lượng từ 9-10kcal /ngày cho mỗi ng /mL [31] Trong một nghiên cứu của Cerra và các đồngnghiệp, các cytokine làm tăng nhu cầu năng lượng hàng ngày từ 10 - 20% [33]

1.2.2.4 Tác động của hoạt động thể chất và một số loại thuốc đến mức độ chuyển hóa lúc nghỉ

Các thuốc như thuốc hạ huyết áp, an thần, và thuốc giảm đau đều ảnhhưởng đến nhu cầu năng lượng [34] Thuốc phong tỏa adrenergic làm giảmchuyển hóa khoảng 12 kcal /m2 /h, và epinephrine làm tăng nhu cầu nănglượng lên đến 2,5 lần mức độ chuyển hóa cơ sở [35].Thuốc an thần và thuốcgiãn cơ cũng làm giảm mức độ chuyển hóa lúc nghỉ trên các bệnh nhân nặng Trong một thử nghiệm ngẫu nhiên về tác dụng của propofol so vớimidazolam trên thời gian gây mê và thời gian thức tỉnh, Kress và cộng sự [36]

đã sử dụng các thuốc này trên 33 bệnh nhân ICU và theo dõi để xác định sự thayđổi trong tiêu thụ oxy khi các đối tượng từ trạng thái tỉnh táo đến trạng thái anthần Tiêu thụ oxy giảm từ 4,58 đến 3,89 ml/phút/kg trọng lượng cơ thể (tươngđương với mức độ chuyển hóa giảm 18% từ 32 xuống 27 kcal/kg trọng lượng cơthể) không có sự khác biệt được ghi nhận giữa propofol và midazolam

Các hoạt động chăm sóc, vật lý trị liệu có thể làm tăng mức độ chuyểnhóa khoảng 20% - 45% [37] Tuy nhiên, vì những hoạt động này thường diễn

ra trong thời gian ngắn nên tác động tổng thể chỉ làm mức độ chuyển hóahàng ngày tăng thêm khoảng 5% -10% [37], [38] Run rẩy nếu không được dựphòng bằng thuốc có thể làm tăng mức độ chuyển hóa một cách rõ rệt [39]

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 tùytheo 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 thựchiện trong trạng thái nhịn ăn

Mức độ chuyển hóa lúc nghỉ đo ở các bệnh nhân nặng thường được tiếnhành trong lúc cho ăn nên ảnh hưởng của hiệu ứng nhiệt là không thể tránhkhỏi Trong thực tế, có thể tối thiểu hóa hiệu ứng nhiệt của thức ăn ở nhữngbệnh nhân nặng Thứ nhất, hầu hết các bệnh nhân nặng đều được cho ăn quasonde và không cần phải nuốt Động tác nuốt dường như là một phần của quátrình tạo ra các hiệu ứng nhiệt của ăn Thứ hai, hầu hết thức ăn được cung cấpliên tục với tốc độ chậm sẽ tốt hơn cung cấp ngắt quãng với số lượng lớn, vàviệc 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 (độtquỵ và chấn thương sọ não), Frankenfild đã báo cáo 10 bệnh nhân ngẫu nhiênkhông nhận được nuôi dưỡng trong 24 giờ trước khi được đo tiêu hao nănglượng Những bệnh nhân này có mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tương tự nhưnhóm bệnh nhân được cho ăn nhỏ giọt liên tục trong quá trình đo Các mức độchuyển hóa này được chuẩn hóa theo kích thước cơ thể và không có sự khácbiệt có ý nghĩa giữa những đối tượng khác nhau, điều này cho thấy rằng hiệuứng nhiệt của thức ăn không có vai trò quan trọng trong việc làm tăng mức độtrao 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 đếnbéo phì bệnh lý Ở các nước phương tây mặc dù béo phì là phổ biến trongcộng đồng và thiếu cân là một đặc điểm phổ biến của các bệnh mãn tính, song

mức độ chuyển hóa của các type cơ thể khác nhau đã không được nghiên cứutrên những bệnh nhân nặng Đánh giá chuyển hóa do đó thường được ngoạisuy từ các dữ liệu của các bệnh nhân có cân nặng bình thường hoặc dựa trênphỏng đoán và giả định.

Có 2 nghiên cứu trên các bệnh nhân chấn thương béo phì đã chứng minhrằng mức độ chuyển hóa lúc nghỉ cũng tương tự như các bệnh nhân chấnthương không bị béo phì nếu tính theo chỉ số khối lượng cơ thể không chứa

mỡ hay khối lượng nạc cơ thể [43] Tuy nhiên, khi béo phì trở nên nghiêmtrọng hơn, các mối quan hệ sẽ thay đổi Béo phì làm tăng mô mỡ, khối ngoạibào, và cơ bắp nhưng ít thay đổi khối lượng nội tạng (não, tim, gan, thận)[44], [45] Các mô mở rộng khối lượng có mức độ chuyển hóa từ <1 kcal/kg(khối ngoại bào) đến 15 kcal/kg (cơ bắp), trong khi các mô có khối lượng ổnđịnh có mức độ chuyển hóa rất cao, dao động từ 202 kcal/kg cho gan, 440kcal/kg cho tim và thận Vì vậy, các mô tăng nhưng tỷ lệ mô có mức độchuyển hóa cao lại giảm xuống, trong khi tỷ lệ các mô có mức độ chuyển hóathấp lại tăng lên, dẫn đến một sự gia tăng phi tuyến của mức độ chuyển hóalúc nghỉ giữa các loại béo phì

Ngược lại ở những bệnh nhân bị thiếu cân, các cơ và chất béo của cơ thể

bị dị hóa để tạo nhiên liệu, trong khi khối lượng của các mô có mức độchuyển hóa cao (các cơ quan nội tạng) thường được duy trì rất lâu trong suốtquá trình bị đói Ở một người thiếu cân thì cơ và chất béo bị mất dần nhưnglại vẫn duy trì hoạt động bình thường của não, tim, gan, thận và tỷ lệ các mô

có mức độ chuyển hóa cao trong tổng trọng lượng cơ thể tăng lên, như vậymức độ chuyển hóa lúc nghỉ khi chỉ số hóa theo trọng lượng cơ thể là cao hơn

so với người cân nặng bình thường [46]

1.2.2.7 Ảnh hưởng của yếu tố tuổi đến mức độ chuyển hóa lúc nghỉ

Những thay đổi trong chuyển hóa và thành phần cơ thể, tăng nguy cơ mắcbệnh và tử vong đều có liên quan đến sự lão hóa Tiêu hao năng lượng lúc

nghỉ giảm 1-2% mỗi thập kỷ sau thập niên thứ ba của cuộc sống, và nó giảmngay cả khi trọng lượng cơ thể vẫn ổn định Một số mô hình ước tính nănglượng dựa trên các chỉ số nhân trắc đã dự đoán rất thành công tiêu hao nănglượng lúc nghỉ với các đối tượng trẻ, nhưng nó ước tính quá mức ở người caotuổi, có thể là do sự suy giảm năng lượng liên quan đến mất khối lượng cơnạc, 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 cácphương trình ước tính [50], [51] Hầu hết các nghiên cứu được tiến hành trongcác quần thể với tuổi trung bình là 40 năm, và những kết quả đó không thểngoại suy cho quần thể người cao tuổi Ở người cao tuổi có sự giảm khốilượng chất béo và khối lượng cơ nạc, mức độ nặng của bệnh làm tăng nhu cầunăng lượng và protein Để ước tính nhu cầu năng lượng ở những bệnh nhânnặng cao tuổi thường rất khó khăn, do đó đo nhiệt lượng gián tiếp chính làphương pháp tốt nhất để loại trừ tác động tiêu cực của yếu tố tuổi khi dự đoántiêu 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 Tăngchuyến hóa được cho là luôn song hành với tình trạng tăng dị hóa vì cả haiđều là hậu quả của phản ứng viêm Trong nghiên cứu của Frankenfield trêncác bệnh nhân bị chấn thương [52], có một sự tương quan tuyến tính thực sựgiữa mức độ chuyển hóa lúc nghỉ với mức độ dị hóa cơ và giữa mức độchuyển 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 nitơmất 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 Nhưvậy, khi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tăng thì sau đó mức độ dị hóa và lượng

nitơ mất cũng có xu hướng tăng nhưng không thể xác định được số lượngtăng này mà không đo lường.

1.3 Đo lường tiêu hao năng lượng

Một trong những thành tựu quan trọng của sinh lý học là chứng minhđược rằng, năng lượng được giải phóng bởi quá trình dị hoá các chất trong cơthể, tương đương với năng lượng của các chất đó sản sinh ra khi chúng bị oxyhoá ngoài cơ thể Lavoisier là người đầu tiên phát hiện ra quy luật này Về saucác nhà sinh lý học dựa trên cơ sở quy luật của Lavoisier, tìm ra các phươngpháp nghiên cứu chuyển hoá năng lượng, chuyển hoá cơ sở trên cơ thể người

và động vật

Có hai phương pháp đo tiêu hao năng lượng của cơ thể, phương pháp đonhiệt lượng trực tiếp và phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp

1.3.1 Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp

Đo nhiệt lượng trực tiếp [53] là phép đo trực tiếp lượng nhiệt sản sinhtrong cơ thể Khái niệm này dựa trên hiện tượng mà tất cả năng lượng của các

cơ chất đều được giải phóng ra dưới dạng nhiệt khi các cơ chất bị oxy hóa.Người được đo cần phải ở trong căn phòng cách nhiệt để đo nhiệt sản xuất.Các đối tượng được đo cũng có thể phải duy trì một trạng thái nghỉ ngơi hoàntoàn trong quá trình đo để tránh thêm nhiệt sản xuất bởi hoạt động thể chất

Do đó, điều kiện là không thực tế để áp dụng trong lâm sàng

Phương pháp này chỉ áp dụng giới hạn trong một vài trung tâm nghiêncứu đặc biệt

1.3.2 Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp

Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp lần đầu tiên được AntoineLavoisier nêu ra vào khoảng năm 1780 Tiêu hao năng lượng được đo trongnhững điều kiện cụ thể (thường là nghỉ ngơi) bằng cách đo các loại khí hô hấp(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

1.3.2.1 Nguyên lý của phương pháp

Năng lượng mà con người sử dụng tồn tại dưới dạng hóa năng, được tạothành từ các chất dinh dưỡng thông qua các quá trình oxy hóa thức ăn Chấtdinh dưỡng có nền tảng là carbon (tức là, nhiên liệu) sẽ được chuyển đổithành 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 tiếpthông qua thu thập số lượng, loại hình sử dụng các cơ chất và sự sản sinh cácsản phẩm phụ Cụ thể, tiêu hao năng lượng có thể được tính bằng cách đolượng oxy được sử dụng, và lượng carbon dioxide được sản xuất

Số lượng cụ thể của oxy được sử dụng có thể được đo, và được gọi là thểtích oxy tiêu thụ (VO2), trong khi lượng khí CO2 được sản xuất bởi các tế bàođược gọi là carbon dioxide sản xuất (VCO2) Tiêu hao năng lượng trung bìnhhàng ngày theo kcal thường được tính bằng cách sử dụng phương trình Weirsửa đổi với các giá trị VO2 và VCO2 đo được [54]

REE (kcal/24h) = [(3,941 x VO 2 ) + (VCO 2 x 1.11) + (uN 2 x 2.17)] x 1440 (2)

Thành phần nitơ niệu (uN2) thường được loại trừ khi tính toán tiêu haonăng lượng vì nó chỉ chiếm < 4% của tiêu hao năng lượng thực tế ở các bệnhnhân nặng và chỉ tạo ra một sai số nhỏ khoảng 1% -2% trong việc tính toántiêu hao năng lượng cuối cùng ở cả bệnh nhân nội trú và ngoại trú [55], [56]

Do đó, phương trình rút gọn thường được sử dụng:

REE (kcal /ngày) = [(3,941 x VO 2 ) + (VCO 2 x 1.11)] x 1440 (3)

1.3.2.2 Thương số hô hấp (RQ)

Quá trình oxy hóa

RQ được định nghĩa là tỷ lệ giữa VCO2 và VO2 (tức là, VCO2/VO2), phảnánh việc sử dụng cơ chất trong cơ thể Tuy nhiên, sử dụng các cơ chất khác nhau

có liên quan với sự khác nhau của VO2, VCO2 và RQ Giá trị RQ của con ngườinằm trong khoảng từ 0,67-1,2 Giá trị RQ thu được từ phép đo nhiệt lượng giántiếp bên ngoài phạm vi này thường gợi ý phép đo là không chính xác [9]

Bảng 1.1 Khoảng các giá trị của RQ [9].

>1.0 Thừa dinh dưỡng, toan chuyển hóa, tăng thông khí

0.9 – 1.0 Oxy hóa đường

0.8 – 0.9 Oxy mỡ, protein và đường (thức ăn hỗn hợp)

0.7 – 0.8 Oxy hóa mỡ và protein

<0.7 Thiếu dinh dưỡng, thiếu thông khí

1.3.2.3 Các phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp kinh điển

 Phương pháp vòng kín (hình 1.1)

- Người ta thường sử dụng hô hấp kế Benedic hay hô hấp kế Krogh để

tiến hành đo tiêu hao năng lượng Đây là một cái chuông đựng oxy úplên một thùng nước Người được đo, ngậm ống nối liền với O2 trongchuông, thở bằng miệng, kẹp mũi lại trong 6 phút Không khí thở ra,chạy vào bình đựng vôi soda hút CO2, rồi lại được thở vào Người tatính được khối lượng oxy tiêu thụ trong 6 phút từ đó tính được nănglượng tiêu thụ [53]

 Phương pháp vòng mở (hình 1.1)

- Người được đo hít không khí tự do ở bên ngoài vòng Khi thở ra nhờ một

hệ thống van được dẫn tới một túi chứa khí Cuối thí nghiệm so sánh tỉ lệ

CO2 và O2 trong khí hít vào và thở ra, đo thể tích khí thở ra sẽ tính đượclượng oxy tiêu thụ và tính được năng lượng tiêu hao trong lúc đo

- Các thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp ngày thường áp dụng theo nguyên

lý của phương pháp vòng mở

Hình 1.1 Các phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp

1.3.2.4 Các thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp

 Túi Douglas (hình 1.2)

- Bệnh nhân hít thở không khí qua một van được nối với một túi chứakín (túi Douglas), mẫu khí thở ra sẽ được phân tích để xác định nồng độ củaOxy và CO2, so sánh sự chênh lệch nồng độ Oxy và CO2 trong khí thở vào -thở ra để xác định thể tích Oxy tiêu

thụ cùng thể tích CO2 sản suất, từ

đó xác định mức độ tiêu hao năng

lượng lúc nghỉ

- Phương pháp này có hạn

chế là giá thành thiết bị phân tích

mẫu khí đắt và đòi hỏi người đo

phải thành thạo về kỹ thuật

Hình 1.2 Túi Douglas

 Cart chuyển hóa (hình 1.3)

- Bệnh nhân hít thở không khí qua mask hoặc một ống được nối vớicart chuyển hóa

- Dòng khí sẽ được đo và phân tích trong buồng trộn của Cart chuyểnhóa hoặc được phân tích theo từng hơi thở ngay từ cổng lấy mẫu khí trên vanthở Thiết bị sẽ tính thể tích oxy tiêu thụ và CO2 sản xuất để xác định tiêu haonăng lượng lúc nghỉ

- Độ chính xác của thiết bị này đã được công nhận trên lâm sàng

- Hạn chế: Đắt tiền và đòi hỏi thành thạo kỹ thuật để vận hành

Hình 1.3 Cart chuyển hóa

 Nhiệt lượng kế cầm tay (hình 1.4)

- Thiết bị này khá gọn nhẹ và cơ động Bệnh nhân hít thở không khíqua mask hoặc ống nối với nhiệt lượng kế

- Sử dụng kỹ thuật phân tích theo từng hơi thở để xác định lượng Oxytiêu thụ và CO2 sản xuất

- Hạn chế: không sử dụng được cho những bệnh nhân thở máy

Hình 1.4 Nhiệt lượng kế cầm tay

 Phế dung kế kết hợp với máy thở (hình 1.5)

- Trong trường hợp bệnh nhân thở máy xâm nhập thì tiêu hao nănglượng lúc nghỉ vẫn có thể đo được bằng một phế dung kế kết nối trực tiếp vớiống nội khí quản

- Thiết bị sử dụng phương pháp vòng mở và kỹ thuật phân tích theo từnghơi thở với hệ thống cảm biến để xác định thể tích oxy tiêu thụ và CO2 sản xuất

- Thiết bị này hiện đã được tích hợp trên một số dòng máy thở gần đâynhư máy thở Carescape R860 của GE

Hình 1.5 Module phế dung kế trên máy thở

1.3.3 Hạn chế của phép đo nhiệt lượng gián tiếp.

Nhiệt lượng gián tiếp cung cấp thông tin quan trọng về tiêu hao năng lượng

và sự oxi hóa các cơ chất (RQ) Tuy nhiên, nó cũng có một số hạn chế Trongmột trạng thái lý tưởng, VO2 và VCO2 được tính toán bằng việc đo sự khác biệt

về thể tích trong khí thở vào, thở ra nhân với nồng độ các chất khí đó:

VO 2 = Vi(FiO 2 ) - Ve(FeO 2 ) (4) VCO 2 = Ve(FeCO 2 ) - Vi(FiCO 2 ) (5)

Trong đó: Vi là thể tích khí thở vào; Ve là thể tích khí thở ra; FiO2 lànồng độ của O2 trong khí thở vào (ví dụ, 0.21 cho khí phòng); và FeO2 lànồng độ O2 trong khí thở ra Với CO2 cũng tương tự

Tuy nhiên, về kỹ thuật rất khó để đo được sự khác biệt nhỏ giữa các thểtích khí thở vào và thở ra (tức là, Vi - Ve), mặt khác việc đo chính xác thể tíchkhí thở vào (Vi) còn khó khăn hơn so với việc đo thể tích khí thở ra (Ve) nên

Vi thường được tính bằng việc sử dụng phép biến đổi Haldane, trong đó giảđịnh khí trơ nitơ (N2) là không đổi trong cả hai thì hít vào và thở ra (với địnhnghĩa: Vi = [FeN2 / FiN2].Ve) Theo giả thuyết này, FeN2 có thể được diễn tảbằng (1 – FeO2 – FeCO2) và FiN2 có thể được diễn tả bằng (1 – FiO2 –FiCO2) Do đó, phương trình 4 có thể được viết lại như sau:

VO 2 = [(1 – FeO 2 –FeCO 2 ) x (FiO 2 – FeO 2 )Ve] /(1 – FiO 2 ) (6)

Về bản chất, bằng cách sử dụng phép biến đổi Haldane, một hạn chế lớntrong việc áp dụng tính VO2 đã được giới thiệu Cụ thể, "1 – FiO2" là mẫu sốtrong phương trình nên sai số trong tính toán VO2 sẽ tăng khi FiO2 tăng.Trong các nghiên cứu in vitro cho thấy rằng sai số trong tính toán VO2 tăngđáng kể khi FiO2 > 60% Vì vậy, nồng độ FiO2 bệnh nhân nhận được trongsuốt thời gian nghiên cứu có thể hạn chế độ chính xác của việc tính toán vàđây cũng là một hạn chế khi áp dụng phép đo nhiệt lượng gián tiếp cho các

bệnh nhân bị suy hô hấp cấp vì những đối tượng này đòi hỏi nồng độ oxy caotrong khí thở vào.

Một số đặc điểm kỹ thuật quan trọng trong đo nhiệt lượng gián tiếp có thểdẫn đến kết quả không chính xác bao gồm:

+ Sử dụng các chất khí gây mê sau mổ

+ Rò rỉ hệ thống sẽ ngăn chặn việc đo chính xác tổng lượng khí (tức là, ròkhí qua cuff ống nội khí quản, qua các ống dẫn lưu ở ngực, hoặc rò phếquản màng phổi)

+ Không kiểm chuẩn thiết bị trước đo

+ Không đạt trạng thái ổn định

+ Thay đổi kiểm soát FiO2 (tức là, tăng hoặc giảm FiO2), không quản lýdinh dưỡng (tức là, tăng hoặc giảm số lượng calo cung cấp) [9], [57],[58]

1.3.4 Lợi ích lâm sàng của nhiệt lượng gián tiếp

- Đo nhiệt lượng gián tiếp nên được thực hiện liên tục để xây dựng cácphác đồ hỗ trợ dinh dưỡng thích hợp với từng giai đoạn khác nhau của bệnh

để tạo điều kiện phục hồi cho bệnh nhân, dự phòng những hậu quả tiêu cựccủa nuôi ăn dưới mức hay quá mức

- Đo nhiệt lượng gián tiếp có lợi ích trong đánh giá bệnh nhân bị béo phì,suy dinh dưỡng nghiêm trọng, các bệnh nhân phải kiểm soát bằng an thần liềucao, hoặc những người tàn tật, có rối loạn tuyến giáp nặng hoặc không đápứng với một chế độ dinh dưỡng hỗ trợ được kê trước đây [9]

- Gần đây có một số nghiên cứu trên thế giới cho thấy lợi ích của đo nhiệtlượng gián tiếp, tiêu biểu là 2 nghiên cứu:

Nghiên cứu quan sát tiến cứu trên 243 lượt bệnh nhân trong khoa hồi sứccấp cứu nội – ngoại khoa do Strack van Schijndel RJ và cộng sự tiến hành

năm 2009 công bố trên tạp chí Critical Care cũng cho thấy rằng: liệu phápdinh dưỡng tối ưu dựa trên phép đo năng lượng đã làm cải thiện tỷ lệ sống tạikhoa hồi sức cấp cứu và bệnh viện ở đối tượng bệnh nhân nữ [15]

Nghiên cứu TICACOS công bố trên tạp chí Intensive Care Medicinenăm 2011 do các tác giả Singer P và cộng sự tiến hành trên 130 đối tượngbệnh nhân hồi sức thở máy, các tác giả này thực hiện cung cấp dinh dưỡng tối

ưu dựa trên phép đo nhiệt lượng gián tiếp đã cho thấy, có sự liên quan đếngiảm tỷ lệ tử vong bệnh viện [14]

1.4 Một số phương trình và công thức ước tính tiêu hao năng lượng

Cho đến hiện tại, có khoảng trên 200 phương trình và công thức ước tính

đã được công bố trong y văn [11], hầu hết các phương trình này đều có quầnthể tham chiếu là những người tình nguyện khỏe mạnh tiêu biểu là phươngtrình Harris – Benedict, phương trình Mifflin St Jeor,… Một số ít phươngtrình được xây dựng dựa trên quần thể tham chiếu là các bệnh nhân nặng thởmáy như phương trình Penn State 1998 – 2003 – 2010, phương trình Iton –Jones,…

Các hiệp hội lâm sàng cũng đưa ra khuyến cáo tính nhu cầu năng lượngcho bệnh nhân theo cách đơn giản hơn khi chỉ số hóa số calo dự tính theo cânnặng, tiêu biểu là Trường môn các thầy thuốc lồng ngực Mỹ (ACCP), hiệphội dinh dưỡng lâm sàng châu âu (ESPEN), hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng Mỹ(ASPEN),…Dưới đây là một số phương trình ước tính tiêu biểu

1.4.1 Hướng dẫn của các hiệp hội dinh dưỡng

Tiêu biểu nhất là hướng dẫn của 2 hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng lớn:Hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng châu âu (ESPEN), Hiệp hội dinh dưỡng lâmsàng Mỹ (ASPEN)

- ESPEN đưa ra khuyến cáo: nếu không thể thực hiện được phép đo nhiệt

lượng gián tiếp tổng số calo cần cung cấp cho các bệnh nhân hồi sức nên đạtmức 25 kcal/kg [7]

- ASPEN đưa ra khuyến cáo: khi không thực hiện được đo nhiệt lượng

gián tiếp thì có thể sử dụng một phương trình ước tính phù hợp hoặc sử dụngcông thức 25 – 30 kcal/kg để tính nhu cầu năng lượng cho các bệnh nhânnặng [11]

Một số nghiên cứu đã thực hiện đánh giá độ chính xác khi ước tính tiêuhao năng lượng lúc nghỉ bằng cách áp dụng các mức năng lượng theo khuyếncáo từ 20 kcal đến 35 kcal đã cho thấy, các giá trị REE khi áp dụng theo cáchtính này thường có chênh lệch khá nhiều so với REE đo, không có công thứctính năng lượng theo cân nặng nào có độ chính xác cao kể cả khi áp dụng theocân nặng thực tế, cân nặng điều chỉnh hay cân nặng lý tưởng [13], [59], [60]

1.4.2 Phương trình Harris – Benedict

Phương trình Harris-Benedict [50] được công bố năm 1919 Phươngtrình được xây dựng khi đo nhiệt lượng gián tiếp trên 239 người bình thường,khỏe mạnh (136 nam, 103 nữ, 94 trẻ sơ sinh) Bởi vì phương trình Harris-Benedict được xây dựng dựa trên quần thể không béo phì, các tình nguyệnviên khỏe mạnh nên để áp dụng phương trình Harris-Benedict cho các bệnhnhân nhập viện, một yếu tố bổ sung thường được thêm vào để tính toán chotiêu hao năng lượng tăng lên do stress hay thương tổn

REE (nam) = 66.4730 + (13.7516 x W) + (5.0033 x H) –

REE (nữ) = 655.0955 + (9.5634 x W) + (1.8496 x H) –

(4.6756 x A)

Trong đó: W là cân nặng (kg) H là chiều cao (cm) A là tuổi (năm)

Các hệ số (yếu tố stress) thêm vào khi tính nhu cầu năng lượng cho các

bệnh nhân nặng : dao động từ 1.1 – 2.1 tùy theo từng tác giả [12]

Mặc dù phương trình Harris-Benedict dự đoán chính xác nhu cầu calotrong quần thể khỏe mạnh nhưng có độ tin cậy thấp khi áp dụng cho nhữngtrường hợp suy dinh dưỡng và những bệnh nhân nặng Nhiều nghiên cứu đãđiều tra sự chính xác của các phương trình Harris-Benedict khi tính toán bằngcân nặng thực tế so với cân nặng lý tưởng hay với trọng lượng cơ thể điềuchỉnh, và với các hệ số khác nhau Các nghiên cứu đều chỉ ra rằng phạm vichính xác của Harris-Benedict là 17-67%, với một xu hướng cao ước tính quámức và dưới mức nhu cầu năng lượng Các nghiên cứu của Ireton- Jones vàCheng cùng cộng sự cũng đồng thuận với những phát hiện trước đó rằng cácphương trình Harris-Benedict có xu hướng ước tính dưới mức tiêu hao nănglượng [61], [62]

1.4.3 Phương trình Penn State 2003

REE = (0.85 x giá trị tính bằng HBE *) + (175 x Tmax) + (33 x

nhu cầu calo Phương trình Penn State 2003 đã sử dụng trọng lượng thực tế.

Cả hai phương trình Penn State đều được thấy là khách quan và có giá trị bởiFrankenfield và các đồng nghiệp, họ tìm thấy độ chính xác 68% với phươngtrình Penn State 1998, và 72% với các phương trình Penn State 2003 Phươngtrình Penn State 2003 ước tính tốt tiêu hao năng lượng lúc nghỉ ở những bệnhnhân không béo phì, lớn tuổi béo phì, và những bệnh nhân trẻ tuổi không béophì nhưng không ước tính đúng ở những bệnh nhân trưởng thành trẻ tuổi bịbéo phì

Một sô nghiên cứu khác lại tìm thấy tỷ lệ ước tính chính xác không caokhi áp dụng phương trình Penn State 2003 để tính tiêu hao năng lượng lúcnghỉ cho các bệnh nhân trong nghiên cứu MacDonald và cộng sự chỉ tìm thấy

độ chính xác ước tính của phương trình là 39% [13]

Boullata và cộng sự [10] cho thấy độ chính xác của phương trình PennState 2003 khi áp dụng cho 141 bệnh nhân thở máy trong nghiên cứu là 43%

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Bệnh nhân nhập viện tại khoa Cấp cứu Bệnh viện Bạch Mai được chọntheo tiêu chuẩn sau:

Tiêu chuẩn chọn bệnh nhân

 Bệnh nhân được chỉ định thở máy xâm nhập có thời gian điều trị ítnhất 24h

 Bệnh nhân trên 18 tuổi

 FiO2  60%, PEEP  12 cmH2O

 Tiêu chuẩn loại trừ

 Các bệnh nhân không thỏa mãn các điều kiện đo

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu mô tả tiến cứu

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu

Khoa cấp cứu hồi sức – Bệnh viện Bạch Mai

2.2.3 Cỡ mẫu nghiên cứu

Chọn mẫu thuận tiện Dự kiến n ≥ 30

2.2.4 Thu thập số liệu

2.2.4.1 Đặc điểm bệnh nhân

+ Tên, tuổi, giới, nghề nghiệp

+ Các chỉ số nhân trắc: chiều cao, cân nặng thực tế, cân nặng ổn địnhtrước nhập viện, chỉ số BMI ở ngày đo tiêu hao năng lượng

+ Số ngày điều trị trước khi đo tiêu hao năng lượng

+ Bệnh lý chính mắc phải