СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ КРОВИ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/49 A61B5/00 

Предлагаемый способ относится к медицине, а именно к хирургии сосудов и может быть использован для непрерывного транскутанного определения вязкости крови.

В литераторе последних лет большое внимание уделяется изучению реологических свойств крови. Патологические изменения реологических свойств крови лежат в основе возникновения и развития широкого круга заболеваний. Особенно это касается заболеваний артерий и вен. Кроме того, различные хирургические вмешательства всегда сопровождаются определенными изменениями реологических и коагуляционных свойств крови. Негативные тенденции в системе регуляции агрегатного состояния крови являются причиной тромбоэмболических осложнений как во время операции так и в послеоперационном периоде. Практически при любых хирургических вмешательствах создаются условия для патологического тромбообразования, что является одной из важнейших причин летальных исходов [1, 2].

Особую актуальность контроль реологических свойств крови приобретает во время реконструктивных операций на аорте и магистральных артериях. Операции на сосудах отличаются длительностью и травматичностью, оказывают отрицательное влияние на реологические свойства крови, что может быть одной из причин тромбоэмболических осложнений как во время операции, так и в послеоперационном периоде. В связи с этим необходим постоянный мониторинг показателей реологических свойств крови для своевременной и адекватной коррекции нарушений, возникающих в системе ее агрегатного состояния.

Одним из важнейших реологических параметров крови является вязкость. В настоящее время для ее измерения используют ротационный вискозиметр. Исследования с помощью этого прибора являются инвазивными, необходим забор крови. При проведении исследований следует учитывать возможность разрушения эритроцитов при различных скоростях вращения, а также делать поправку на температуру, поскольку температурный режим оказывает значительное влияние на вязкостные характеристики крови. Наконец, измерение вязкости крови с помощью ротационного вискозиметра не позволяет проводить непрерывный контроль этого показателя в ходе длительных и травматичных операций, а также в послеоперационном периоде.

Таким образом, основными недостатками используемого на сегодняшний день способа определения вязкости крови является его инвазивность, а также невозможность непрерывного контроля.

Нами впервые предложен способ определения вязкости крови по параметрам пульсовой волны.

Параметры пульсовых волн известны, достаточно детально изучены [3]. Однако при изучении закономерностей распространения пульсовой волны на модели сосудистого русла в режиме, близком к физиологической норме, нами впервые была выявлена взаимосвязь параметров пульсовой волны и вязкости протекаемой жидкости. Выявленная взаимосвязь позволяет на основании анализа закономерностей распространения пульсовой волны определять вязкость протекающей по сосуду жидкости.

Изучение закономерностей распространения пульсовой волны проводили на модели сосудистого русла, аналогичной описанной в работе [3]. Модель состоит из механической и электрической частей. Принципиальная схема экспериментальной установки представлена на фиг. 1. Основы модели составляет замкнутый контур "кpовообращения" 2 (фиг. 1), выполненный из тромборезистентных материалов. В контур последовательно включена трубка - "артерия" с внешним диаметром 8 мм, толщиной стенки 1,5 мм. В ходе эксперимента мы использовали трубки различного диаметра и длины, изготовленные из полиэтилена, резины, силикона, а также сегмент бедренной артерии человека, иссеченной во время аутопсии. "Артерию" располагали свободно и прямолинейно на специально выполненном основании. В качестве движителя циркулирующей жидкости использовали генератор пульсовой волны 3 (насос аппарата искусственного кровообращения типа ИСЛ-3), который обеспечивает ток жидкости со скоростью от 500 до 1500 мл/мин. и позволяет создавать в контуре гемодинамические условия различных артериальных сегментов. Давление в контуре "кровообращения" измеряли ртутным манометром 8. Резервуар для исследуемой жидкости 1.

Электронная часть модели состоит из преобразователя механических поперечных колебаний трубки - "артерии" в электрические сигналы и регистрирующей аппаратуры. Преобразователь представляет собой емкостный датчик 4 (фиг. 1) [4], модулирующий поступающие на него синусоидальные колебания при частоте 4 МГц с выхода высокочастотного генератора типа Г4-106 5 и детектор 6. Электрический сигнал с выхода детектора, имеющий форму пульсовой волны, регистрируется цифровым осциллографом С9-27 7. Для измерения использовали два емкостных датчика-преобразователя, которые способны регистрировать форму и амплитуду пульсовой волны на любом расстоянии от пульсового насоса.

Эксперименты проводили при комнатной температуре. В качестве рабочей жидкости использовали смесь дистиллированной воды с жидким стеклом, а также гепаринизированную кровь различной вязкости. Прокачивание рабочей жидкости через контур "кровообращения" осуществляли со скоростью 500 - 1500 мл/мин, поддерживая давление жидкости в трубке - "артерии" от 80 до 140 мм рт.ст. Параметры пульсовой волны регистрировали в различных гемодинамических условиях.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что вязкость рабочей жидкости существенно влияет на амплитуду и форму механических колебаний, возбуждаемых задним фронтом пульсовой волны, которые на фиг. 2 обозначены индексом Δt. Характер колебаний однозначно связан с вязкостью жидкости. Измерения, проведенные при различных значениях давления жидкости в контуре "кровообращения" от 80 - 140 мм рт.ст., а также при использовании трубок - "артерий" из различных материалов диаметром 4 - 8 мм не выявили значительных изменений исследуемых колебаний. При использовании смеси дистиллированной воды с жидким стеклом, а также гепаринизированной крови различной вязкости мы не обнаружили различий формы и амплитуды колебаний Δt в зависимости от качества рабочей жидкости. Каждому значению вязкости рабочей жидкости соответствуют строго определенные механические колебания, возбуждаемые задним фронтом пульсовой волны Δt фиг. 2.

Таким образом, располагая набором заранее известных временных зависимостей колебаний фиг. 2, называемых калибровочными кривыми, можно оценить значение вязкости крови, протекающей по сосуду.

При клиническом этапе исследований пульсовую волну регистрировали на лучевой артерии. Пациента усаживали перед столом. Зону лучезапястного сустава фиксировали горизонтально ладонной поверхностью вверх. Пульсовую волну регистрировали с использованием механической и электронных частей экспериментальной установки фиг. 1. Полученную пульсовую волну сравнивали с калибровочными кривыми, соответствующими различным значениям вязкости крови. Небольшая часть калибровочных кривых показана на фиг. 2. По амплитуде и форме механических колебаний возбуждаемых задним фронтом пульсовой волны была определена вязкость крови у 30 пациентов.

Для определения погрешности были проведены измерения вязкости крови у данной группы пациентов с помощью капиллярного гемовискозиметра ВК - 4. Применение данного прибора широко распространено в клинической практике. Прибор позволяет определять вязкость крови в относительных единицах методом сравнения с вязкостью дистиллированной воды.

Как следует из таблицы погрешность измерения не превышает 3%. Известные на сегодняшний день методы компьютерной обработки данных позволят сократить время обработки полученных результатов до 2 - 3 с и сократить погрешность изменения до 1%. Мы не останавливаемся отдельно на автоматизации анализа полученных результатов, поскольку методики создания подобных компьютерных программ известны и широко применяются.

Пример.

Больной П... 53 лет (ист. бол. N 2698) поступил в отделение реконструктивной хирургии с диагнозом: Облитерирующий атеросклероз аорты, артерий нижних конечностей. Синдром Лериша. Субкомпенсация нарушенного кровообращения в нижних конечностях.

Проведено определение вязкости крови с помощью капиллярного гемовискозимера ВК-4. Вязкость - 5,0 отн. ед. Произвели регистрацию параметров пульсовой волны левой лучевой артерии. При сопоставлении амплитуды и формы заднего фронта пульсовой волны с калибровочными кривыми получено значение вязкости крови - 5,0 отн. ед.

У данного больного получено полное совпадение показателей вязкости крови, определенных известным и предлагаемым способами.

Таким образом, на основании экспериментальных и клинических исследований нами впервые показана возможность измерения вязкости крови по параметрам пульсовой волны. Разработанный способ измерения вязкости крови открывает перспективы для создания приборов неинвазивного постоянного мониторинга вязкостных свойств крови. Внедрение подобных приборов в клиническую практику позволит производить неинвазивное определение вязкости крови как в стационарных, так и в поликлинических условиях.

Раннее выявление синдрома гипервязкости, характерного для ангиологических больных, позволит целенаправлено выделять доклинические формы заболеваний сосудов, своевременно осуществлять коррекцию гипервязкости. Это позволит сократить количество больных с тяжелыми осложнениями заболеваний сосудов, такими как инфаркт миокарда, инсульт, ишемическая гангрена конечности.

Создание портативных так называемых "пульсовых" вискозиметров для широких слоев населения позволит расширить возможности самоконтроля больных с заболеваниями сосудов. Раннее выявление начала обострения заболевания сосудов значительно повысит эффективность привентивных лечебных мероприятий.

Применение предлагаемого способа для постоянного мониторинга вязкостных свойств крови во время травматичных и длительных операций, а также в послеоперационном периоде позволит своевременно регистрировать негативные тенденции в системе регуляции агрегатного состояния крови для проведения адекватной коррекции.

Применение постоянного мониторинга вязкостных свойств крови позволит значительно сократить количество тромбоэмболитеских осложнений, а соответственно и летальность как во время операции, так и в послеоперационном периоде.

Способ может быть использован в медицине, а именно в хирургии сосудов. Регистрируют пульсовую волну и по амплитуде и форме ее заднего фронта определяют вязкость крови путем сопоставления с калибровочными кривыми. Способ позволяет осуществлять постоянный контроль, а также не инвазивен. 1 табл., 2 ил.

Способ определения вязкости крови, отличающийся тем, что у больного регистрируют пульсовую волну и по амплитуде и форме ее заднего фронта определяют вязкость крови путем сопоставления с калибровочными кривыми.