СПОСОБ ЛИМФОРЕОВАЗОГРАФИИ (ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕГИОНАРНОГО ЛИМФОТОКА) Российский патент 1999 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике и может быть использовано в качестве неинвазивного функционально-диагностического метода исследования параметров лимфотока.

Известно несколько способов оценки параметров лимфотока:
1). Канюляция лимфатических сосудов с целью измерения дебита и давления лимфы (Бородин Ю.И., Пупышев Л.В., Трясучев П.М. Экспериментальное исследование лимфатического русла. Изд-во "Наука". Новосибирск. 1975). Недостатки: инвазивность, требуется применение микрохирургической аппаратуры и техники, занимает достаточно значительное количество времени.

2). Лимфорентгенографические исследования (Редер К. Лимфография и возможности ее использования в онкологии. (Пер. с нем.). Изд-во "Медицина". Москва. 1977). Недостатки: инвазивность, введение контраста в лимфатический сосуд нередко сопровождается лимфангоитом с последующей облитерацией сосуда.

3). Лимфосцинтиграфия (Зубовский Г. А. Гаммасцинтиграфия. Изд-во "Медицина". Москва. 1978). Метод инвазивен, требует лимфотропного введения контрастных радиоизотопных препаратов, может вызывать осложнения, требует наличия дорогостоящей аппаратуры и специального помещения; метод является источником лучевой нагрузки для пациента и медперсонала.

В качестве прототипа был принят метод реографии (технические подходы и аппаратура), заключающийся в регистрации пульсовых электроимпедансометрических показателей (пульсовая реограмма, дифференцильная реограмма, электрокардиограмма) с последующей интерпретацией стандартных показателей. Время от зубца Q электрокардиограммы до начала подъема анакротической волны на основной реограмме (время распространения пульсовой волны). Время от начала подъема реограммы до максимума основной реограммы (время заполнения артериального русла). Время от начала подъема реограммы до пика дифференциальной реограммы (время быстрой фазы зполнения артериального русла). Время от пика дифференциальной реограммы до максимума основной реограммы (время медленной фазы заполнения артериального русла). Время максимума основной реограммы до конца катакротической части кривой (время опорожнения микроциркуляторного и венозного русла). Уровень подъема основной реограммы на уровне максимума дифференциальной реограммы (уровень кровотока в крупных артериальных сосудах). Максимальный уровень подъема основной реограммы (уровень артериального кровотока). Уровень основной реограммы в начале дикротической волны (уровень кровотока в микроциркуляторном русле). Максимальный уровень подъема дикротической волны основной реограммы (уровень венозного кровотока) (Матвейков Г. П., Пшоник С.С. Клиническая реография. Минск. 1976).

Этот метод (реография) не дает информации о состоянии лимфотока (объем, скорость лимфотока и резистивные свойства лимфососудов); не позволяет четко представить разделение жидкости в сосудистых системах исследуемого региона. Измеряемые напрямую показатели лишь косвенно отражают функциональные показатели, которые при этом анализируются и клинически интерпретируются. Вследствие чего расстройства кровотока и перераспределения жидкости в сосудистых руслах региона диагностируются методом реографии обыкновенно в той фазе патологического процесса, когда уже появляются клинические симптомы (чем объясняется малая прогностическая и "профилактическая" ценность метода реографии).

Целью настоящего изобретения является достижение неинвазивности, безвредности, повышения объективности и прогностической ценности, а также ускорения процесса диагностики состояния лимфатического дренажа (лимфотока), что позволяет быстро, объективно и неинвазивно проводить диагностику, оперативно подбирать терапию и тестировать лимфовазоактивные средства.

Поставленная цель в предлагаемом способе достигается тем, что с помощью электродов записывается пульсовая электроимпедансометрическая кривая той части тела, которая требует исследования. Электрические характеристики аналогичны используемым в методе реографии. Способ осуществляется с помощью реографа и парных электродов с последующей фиксацией результатов измерения на графопостроителе (самописце) или в памяти ЭВМ через аналого-цифровой преобразователь. Электроимпедансная кривая и параллельно записываемая электрокардиограмма оцифровываются посредством аналого-цифрового преобразователя сигналов либо вручную. На полученных кривых измеряются следующие показатели:
1 - Время от зубца Q электрокардиограммы до начала подъема анакротической волны на основной реограмме (Qa).

2 - Время от начала подъема реограммы до максимума основной реограммы (alfa).

3 - Время от начала подъема реограммы до пика дифференциальной реограммы (alfa1).

4 - Время от пика дифференциальной реограммы до максимума основной реограммы (alfa2).

5 - Время максимума основной реограммы до конца катакротической части кривой (betta).

6 - Уровень подъема основной реограммы на уровне максимума дифференциальной реограммы (A1).

7 - Максимальный уровень подъема основной реограммы (A2).

8 - Уровень основной реограммы в начале дикротической волны (A3).

9 - Максимальный уровень подъема дикротической волны основной реограммы (A4).

Оценка результатов измерений
Оцифрованные параметры вводятся в компьютер и обрабатываются по алгоритму "скрытых фаз" следующим способом.

Основная реокривая анализируется как кусочно-линейная функция, ограничивающая систему "явных" и "скрытых" треугольников, опирающихся на систему линейных отрезков: временных (alfa1, alfa2, betta) и амплитудных (A1, A2, A3, A4, A2hidact, A2hidevac); а также тригонометрических координат (тангенсы углов jA, jV, jP) (см. чертеж). При этом
jA = A1/alfa1,
jV = (A2 - A1)/alfa2,
jP = A2/betta,
A2hidact = (alfa1 + alfa2)/jP,
A2hidevac = (TRevac + TRhidact - TRact)•2/betta
(расчет площадей фигур TR см. далее). Система треугольников тригонометрически анализировалась по следующему алгоритму.

Предполагалось, что фаза заполнения кровеносного русла исследуемых тканей (органа) происходит в отрезки времени alfa1 и alfa2. На эти отрезки опирается фигура TRact. Величина явного притока (артериального) оценивалась по площади треугольника TRact, вычисляемой по формуле
TRact = A1•alfa1/2 + (A2 - A1)•alfa2/2.

Величина скрытого притока (артериального, но одновременно быстро сбрасываемого в венозную и лимфатическую системы как по артериоловенулярным шунтам, так и по венозной и лимфатической сетям) оценивалась по площади TRhidact, вычисляемой по формуле
TRhidact = A2hidact•(alfa1 + alfa2)/2
при условии, что угол jH = jP. Суммарный приток жидкости определяется как удвоенная сумма двух вышеупомянутых фигур, отнесенная к длительности процесса
absA = (TRact + TRhidact)•2/(alfa1 + alfa2).

В отрезок времени betta происходит сброс жидкости в артериальное (рекурренция), венозное и лимфатическое русло. Эти процессы суммарно отражаются треугольной фигурой
TRevac = betta•A2/2 + (betta•betta + A2•A2)•(A2 + A4 - 2•A3)/2.

Более того, наличие "скрытых" процессов эвакуации жидкости (с "неизвестной" направленностью) подразумевает существование "скрытого" треугольника
TRhidevac = TRevac + TRhidact - TRact.

Процесс рекурренции жидкости в артериальную систему во время диастолы определяется площадью фигуры
TRartrec = A2•A2•jA/2 + A2hidevac•A2hidevac•jA/2.

Процесс сброса жидкости в венозную систему происходит как во время систолы, так и во время диастолы (с возможной рекурренцией в артериальную систему при патологических ситуациях). Это отражается площадью фигуры TRvenevac, вычисляемой по формуле
TRvenevac = A2•A2•jV/2 + (A2hidevac•A2hidevac•jV/2)+(A2hidact•A2hidact•jV/2).

Сброс жидкости в лимфатическую систему отражает площадь фигуры
TRlymevac = TRevac + TRhidevac + TRhidact - TRvenevac - TRartrec.

Реальные величины объемов оттока жидкости в артериальную, венозную и лимфатическую системы рассчитывались по формулам
absAo = TRartrec•2/betta - (артериальная рекурренция)
absVo = TRvenevac•2/(alfa + betta) - (венозный сброс)
absLo = TRlymevac•2/Ltime, - (лимфоток)
где Ltime - время "действия" лимфатического дренажа, определяемое в виде Ltime = alfa1 + alfa2 + betta или Ltime = betta в зависимости от величин фигур TRhidact и xVa (часть объема сброса жидкости в венозную систему в период анакротической фазы пульсовой волны) при xVa = A2hidact•A2hidact•jV/2.

Если выполнять условие TRhidact>xVa, то принималось, что Ltime = alfa1+alfa2+betta, если нет, то Ltime = betta.

Учитывая принципиальные различия в скорости линейного тока жидкости по дренирующим системам в сравнении с артериальной, вводился коэффициент: KP = absA/(absAo + absVo + absLo). Затем абсолютные величины объемов эвакуируемой жидкости пересчитывались: absAo = absAo•KP, absVo•KP, absLo = absLo•KP. После чего определялись объемные части (процентные) этих величин в "общем" сбросе.

Рассчитывались параметры объемных скоростных характеристик для следующих потоков:
1) начальная объемная скорость артериальной пульсовой волны (Ом/сек) = A1/alfa1;
2) конечная объемная скорость артериальной пульсовой волны (Ом/сек) = A2/alfa;
3) объемная скорость артериальной рекурренции (Ом/сек) = TRartrec•2 /betta/ betta;
4) объемная скорость оттока в вены (Ом/сек) = TRvenevac•2 / (betta + alfa) / (betta + alfa);
5) объемная скорость оттока лимфы (Ом/сек) = TRlymevac•2 /Ltime/ Ltime.

Параллельно рассчитывались параметры динамических сопротивлений для потоков жидкости:
1) сопротивление активному (быстрому) артериальному притоку (сек/Ом) = 1/jA;
2) сопротивление инерциальному (медленному) артериальному притоку (сек/Ом) = 1/jV;
3) сопротивление артериальной рекурренции (сек/Ом) = 1/(TRartrec•2 /betta/ betta);
4) сопротивление венозных сосудов (сек/Ом) = 1/(TRvenevac•2/ (betta + alfa) / (betta + alfa));
5) сопротивление лимфатических сосудов (сек/Ом) = 1/(TRlymevac•2 / Ltime / Ltime).

Для сравнения были рассчитаны контрольные нормы исходя из общеизвестных справочных данных и результатов обследования "контрольного" контингента (практически здоровые молодые рабочие и учащиеся ПТУ, обеих полов, в возрасте 17 - 34 года, величина выборки n = 57) (диапазон контрольных цифр дан в виде минимум-максимум при условии, что этот размах соответствует статистическому доверительному интервалу по уровню статистической значимости на уровне 95%).

Таким образом, выводы заключения состояли из следующих параметров:
во-первых, 9 классических реографических параметров (использовались для сравнения), (min - max):
1 - Время распространения пульсовой волны Qa (сек): (0,1 - 0,18)
2 - Время заполнения артериального русла (сек): (0,18 - 0,21)
3 - Время быстрой фазы заполнения артериального русла (сек): (0,07 - 0,09)
4 - Время медленной фазы заполнения артериального русла (сек): (0,11 - 0,13)
5 - Время опорожнения микроциркуляторного и венозного русла (сек): (0,67 - 0,76)
6 - Уровень подъема основной реограммы на уровне максимума дифференциальной реограммы (Ом) : (0,04 - 0,14)
7 - Максимальный уровень подъема основной реограммы (Ом): (0.09 - 0.15)
8 - Уровень основной реограммы в начале дикротической волны (Ом): (0,05 - 0,08)
9 - Максимальный уровень подъема дикротической волны основной реограммы (Ом): (0,062 - 0,091),
во-вторых, параметры регионарного крово- и лимфотока (контрольный интервал рассчитан по алгоритму, описанному выше, на той же "контрольной" группе):
10 - Начальная объемная скорость артериальной пульсовой волны (Ом/сек): (0,5714 - 1,556)
11 - Конечная объемная скорость артериальной пульсовой волны (Ом/сек): (0,5 - 0,7143)
12 - Объемная скорость артериальной рекурренции (Ом/сек): (0,3161 - 0,7563)
13 - Объемная скорость оттока в вены (Ом/сек): (0,1155 - 0,49)
14 - Объемная скорость оттока лимфы (Ом/сек): (0,2561 - 0,3767)
15 - Объем притекающей жидкости или артериальный приток (Ом): (1,13 - 1,39)
16 - Объем рекуперации в артерии (Ом): (0,333 - 0,695)
17 - Объем сброса в венозную систему (Ом) : (0,135 - 0,656)
18 - Объем сброса в лимфатическую систему (Ом): (0,3 - 0,397)
19 - Объемная часть сброса в артериальную систему (%): (24,05 - 61,46)
20 - Объемная часть сброса в венозную систему (%): (11,98 - 47,3)
21 - Объемная часть сброса в лимфатическую систему (%): (26,56 - 28,66)
22 - Сопротивление активному (быстрому) артериальному притоку (сек/Ом) : (0,643 - 1,75)
23 - Сопротивление инерциальному (медленному) артериальному притоку (сек/Ом): (2,2 - 12,999)
24 - Сопротивление рекуррентному току в артериях (сек/Ом): (1,322 - 3,164)
25 - Сопротивление току в венозных сосудах (сек/Ом): (2,041 - 8,657)
26 - Сопротивление току в лимфатических сосудах (сек/Ом): (2,65 - 3,905).

Таким образом, способ позволяет реально для каждого пульсового сокращения оценить объемы перемещения жидкости по сосудистым системам исследуемого органа (части тела), скоростные характеристики этих перемещений и резистивные свойства различных звеньев сосудистой сети.

При сравнении заявляемого решения с другими известными техническими решениями обнаружены признаки, отличающие способ от известных:
- неинвазивность;
- полная безвредность для пациента;
- возможность мониторирования или многократного повторения методики;
- высокая прогностическая достоверность;
- доступность оборудования и его низкая стоимость.

Были проведены исследования.

Пример 1. Больная М., 20 лет. Впервые обратилась на прием 30.09.93 г. с диагнозом: первичная лимфедема правой нижней конечности I - II ст. При антропометрическом исследовании выявлена разница окружности конечности на уровне нижней трети голени 6 см.

С помощью парного электрода с нижней трети голени правой конечности были записаны: пульсовая электроимпедансная кривая (реограмма), параллельная дифференциальная реограмма и электрокардиограмма. При расшифровке по алгоритму "скрытых фаз" обнаружено уменьшение объема сброса в лимфатическую систему на 69% от нижней границы нормы, на фоне снижения на 29% скорости лимфотока и повышения на 30% от верхней границы нормы сопротивления лимфатических сосудов (параметры венозного кровотока - в пределах нормы). При нитроглицериновой пробе объем лимфотока уменьшился до уровня -123% от нижней границы нормы (возможен ретроградный ток лимфы) на фоне возросшего до 63% сопротивления лимфатических сосудов. Объем сброса в венозную систему увеличился до 12% выше верхней границы нормы. (На контрлатерральной здоровой конечности все показатели были в пределах нормы).

В течение 1,5 месяцев проводилась консервативная терапия: элевация конечности, физиопроцедуры, пневмомассажная компрессия, введение венотоников. При повторном проведении (19.11.93 г.) предлагаемого способа исследования выявлено уменьшение объема сброса в лимфатическую систему на 46% от нижней границы нормы на фоне нормальных цифр сопротивления лимфатических сосудов. При этом объем сброса в венозную систему увеличился на 25% выше верхней границы нормы на фоне повышенной на 54% скорости венозного кровотока. При нитроглицериновой пробе объем лимфотока уменьшился до уровня -183% от нижней границы нормы (возможен ретроградный ток лимфы) на фоне пониженного на -71% сопротивления лимфатических сосудов. При этом объем сброса в венозную систему увеличился до 50%, а скорость - на 54% выше верхней границы нормы.

Это потребовало продолжения консервативной терапии в стационарных условиях для адекватной подготовки лимфатического и венозного коллекторов к микрохирургической коррекции. Стабилизация параметров была достигнута, что подтверждает исследование 29.11.93 г.: объем сброса в лимфатическую систему уменьшен на 72%, сопротивление лимфатических сосудов повышено на 12%, параметры венозного кровотока - в пределах нормы. При нитроглицериновой пробе: объем лимфотока уменьшился до уровня -169% от нижней границы нормы (возможен ретроградный ток лимфы) на фоне пониженного на -48% сопротивления лимфатических сосудов. При этом объем сброса в венозную систему увеличился до 32%, а скорость - на 27% выше верхней границы нормы.

В этот же день (19.11.93 г.) было проведено оперативное вмешательство: наложение трех лимфовенозных анастомозов на уровне верхней и средней трети правой голени (микрохирургическая операция при увеличении 10 - 16 раз.). Ранний послеоперационный период протекал без осложнений.

Проведенное исследование через сутки после оперативного лечения (20.11.93 г. ) показало: объем сброса в лимфатическую систему уменьшился до -110% (возможен ретроградный ток лимфы), сопротивление лимфотоку повысилось на 203% выше верхней границы нормы. При этом объем оттока в венозную систему повысился до 42% от верхней границы нормы на фоне падения венозного тонуса на -30% от нижней границы нормы. При нитроглицериновой пробе уменьшилось сопротивление лимфотоку (всего +22%). Это, как нам кажется, указывало на успешное наложение лимфовенозных анастомозов, перебрасывающих "избыток" лимфы в венозную систему.

Больная выписана в удовлетворительном состоянии через 14 дней (13.12.93 г. ). Разница окружности в нижней трети голени 2 см. При лимфореовазографии объем лимфатического сброса уменьшился на 97% от нижней границы нормы, сопротивление лимфотоку многократно возросло до 1269%. При этом объем оттока в венозную систему повысился до 52% от верхней границы нормы на фоне падения венозного тонуса на -62% от нижней границы нормы и повышении скорости венозного кровотока на 157% от верхней границы нормы. При нитроглицериновой пробе появлялся ретроградный ток лимфы (объем на 170% ниже границы нормы) на фоне уменьшения сопротивления лимфотоку (до -57% от нижней границы нормы). Это указывает на успешное функционирование лимфовенозных анастомозов, перебрасывающих "избыток" лимфы в венозную систему.

Вывод клинического примера:
Предлагаемый способ легко выполним, не требует специальной аппаратуры (можно обойтись обычным реографом). Способ позволяет адекватно и быстро оценить состояние регионарного лимфотока, оценить результаты индивидуальной реакции пациента на медикаментозную терапию и хирургическое вмешательство.

Способ лимфореовазографии предназначен для функциональной диагностики и может быть использован в качестве неинвазивного функционально-диагностического метода исследования параметров лимфотока. Способ заключается в регистрации с помощью реографа и парных электродов и последующей оцифровки (вручную или с помощью АЦП) пульсовых электроимпедансометрических кривых (пульсовая реограмма, дифференциальная реограмма, электрокардиограмма), определении площади, заключенной между кривой реограммы и "нулевой" линией. Данная площадь затем по алгоритму "скрытых фаз" разбивается на три субфигуры, при этом используются экстремумы дифференциальной реограммы и электрокардиограммы как временные координаты. Полученные три субфигуры отражают три составляющих компонента тока жидкости в регионе: артериальный, венозный и лимфатический. Площадь последней субфигуры отражает объемную характеристику лимфотока, а ее геометрические показатели - скоростные и резистивные характеристики регионарного лимфотока. Способ обеспечивает неинвазивность, безвреден, позволяет повысить объективность диагностики, ускорить процесс диагностики. 1 ил.

Способ лимфореовазографии, заключающийся в измерении и регистрации параметров пульсовых электроимпедансометрических кривых, в качестве которых используют пульсовую реограмму, дифференциальную реограмму и электрорадиограмму, отличающийся тем, что регистрацию параметров осуществляют в ЭВМ и по алгоритму ''скрытых фаз'' наряду с характеристиками артериального и венозного кровотока определяют объемные, скоростные и резистивные показатели лимфотока.