СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОКРАТИМОСТИ МИОКАРДА Российский патент 1999 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в кардиологии, функциональной диагностике, физиологии труда и спорта, патофизиологии и фармакологии.

Как известно, основной функцией сердца является насосная функция, эффективность которой определяется состоянием сократимости миокарда. Однако до сих пор отсутствуют общепринятые способы и критерии оценки этого свойства сердечной мышцы, о чем говорит обилие индексов сократимости, общее количество которых составляет уже несколько десятков [1]. Последнее объясняется отсутствием соответствующей теории, а также недоучетом многими авторами законов физики и физиологии, в результате чего большинство индексов носят малоудовлетворительный или неадекватный характер. В то же время наиболее приемлемые индексы могут быть определены только в условиях инвазивного вмешательства в деятельность организма, что недопустимо в обычной медицинской практике (за исключением кардиохирургии). Поэтому оценка сократимости сердца у человека сводится к поиску оптимальных нетравмирующих аналогов адекватных экспериментальных индексов при соблюдении ряда теоретических и методических принципов.

Известен способ определения сократимости миокарда по Верагуту - Крайенбюлю [2], заключающийся в нахождении отношения максимальной скорости подъема давления в левом желудочке (ЛЖ) к развиваемому в этот момент внутрижелудочковому давлению.

Известен способ определения сократимости миокарда по Зонненблику [3], заключающийся в нахождении отношения максимальной скорости подъема давления в желудочке к среднему давлению в желудочке, наблюдаемому за время достижения указанной скорости.

Известен способ оценки восстановления сократительной способности миокарда ЛЖ при окончании искусственного кровообращения [4], включающий чреспищеводную эхокардиографию, определение фракции укорочения переднезаднего размера ЛЖ (ФУ) и конечно-систолического миокардиального меридианального стресса (КСМС) при минутном объеме аппарата искусственного кровообращения, составляющем более 50% от расчетного и в момент прекращения искусственного кровообращения, рассчитывают показатели ΔФУ и ΔФУ/ΔКСМС и оценивают сократительную способность миокарда ЛЖ как восстановившуюся, при ΔФУ > -1 и ΔФУ/ΔKCMC > -0,1 и ΔФУ/ΔKCMC < -0,1 при разнонаправленности показателей оценивают сократительную способность по показателю ΔФУ/ΔKCMC.
К недостаткам способов относится сложность их осуществления в условиях интактного организма, а также неодинаковый характер изменения получаемых индексов сократимости при эквивалентных по нагрузке, но отличающихся по природе инотропных воздействиях, что никак не повышает их адекватность и диагностическую ценность.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения сократимости миокарда по развиваемой им ударной мощности (N_e в Вт) [5], включающий определение систолического объема крови (Vs в мл), диастолического и пульсового артериального давления крови (P в мм рт.ст.) времени совершения работы желудочком (период изгнания крови, t_e в с) и расчет по формуле
N_e = к•g•ρ•V_S•(P_d+1/3•P_p)/t_e,
где ρ - плотность крови, принимается за 1,057 г/см•см•см;
g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с•с ,
P_d - диастолическое давление крови,
P_p - пульсовое давление крови,
к - коэффициент перевода мм рт.ст. и эргов в джоули, равный 0,000141.

Недостатком наиболее близкого аналога является определение ударной работы желудочка V_S•ρ•к•g•(P_d+1/3•P_p) только по систолическому объему и недоучет остаточного объема крови в желудочке, при сжатии которого также совершается работа. С другой стороны, ударная мощность определяется за время изгнания крови t_e, тогда как большая часть работы (более 80%) совершается в предыдущую фазу изометрического сокращения (t_i в с). Таким образом, прототип характеризуется неадекватностью определения сократимости миокарда и, как следствие, малой диагностической ценностью из-за большого разброса значений ударной мощности у лиц с одинаковым физиологическим статусом.

Техническая задача состоит в получении адекватного показателя сократимости миокарда, обладающего малым разбросом значений у лиц с одинаковым физиологическим статусом и, как следствие, более высокой диагностической ценностью.

Для решения технической задачи предлагается определять сократимость миокарда по показателю импульсной мощности (N_i в Вт). При этом измеряют систолический (V_s в мл) и остаточный (V_r в мл) объемы крови желудочка, время изометрического сокращения (t_i в с), диастолическое давление (P_d в мм рт.ст.) и осуществляют расчет по формуле
N_i = к•ρ•g•P_d•(V_S+V_r)/t_i
где ρ - плотность крови, принимаемая за 1,057 г/см•см•см,
g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с•с,
к - коэффициент перевода эргов и мм рт.ст. в джоули, равный 0,000141.

Пример конкретного выполнения.

У испытуемого Самотуги А.В. реографическим способом по Кубичеку [6] определили систолический объем V_S= 72,40 мл, время изометрического сокращения желудочка t_i= 0,058 с и время изгнания крови t_e= 0,27 с. Затем трижды измерили артериальное давление по Короткову и нашли среднее значение 116,38/72,88 мм рт.ст. По формуле
V_r = P_d • t_e • к/V_S • P_p,
где к - коэффициент, равный 9284 для мужчин и 5732 для женщин,
P_d и P_p - соответственно диастолическое и пульсовое давление,
рассчитали остаточный объем левого желудочка V_r = 58,01 мл [7]. После этого определили сократимость миокарда по импульсной мощности (N_i в Вт) левого желудочка, используя формулу
N_i = к•ρ•g•P_d•(V_S+V_r)/t_i = 0,000141 • 1,057 • 981 • (72,40+58,01) • 72,88/0,058 = 23,11 (Вт).

Как известно, признаком адекватности любого физиологического показателя является его малая вариабельность при его определении у здоровых людей одного пола и возраста (т.е. лиц с одинаковым физиологическим статусом). Поэтому, чтобы проверить адекватность заявляемого способа, были исследованы 5 здоровых мужчин и 5 здоровых женщин в возрасте 18-20 лет, у которых определяли сократимость миокарда по прототипу, а также по предлагаемому способу, как это описано в примере конкретного выполнения. Результаты исследования сведены в таблицу, из которой видно, что вариационный разброс ударной мощности, определяемой по прототипу, составляет 20-34%, тогда как аналогичный разброс импульсной мощности, определяемой заявляемым способом, составляет 6-9%, что свидетельствует о его большой адекватности и диагностической ценности.

Источники информации
1. Покровский В.М., Шейх-Заде Ю.Р., Воверейдт В.В. Сердце при гипотермии. Л., Наука, 1984 , 141 с.

2. Veragut U.P., Krayenbuhl H. Estimation and quantification of myocardial contractility in the closed-chest dog.- Cardiologia, 1965, V. 47, N 2, р. 96-112.

3. Sonnenblick E.H. Force-velocity relation in mammalian heart muscle. - Am. J. Physiol. 1962, V. 202. N 5, 931-939.

4. Патент РФ N 1816425, МКИ (6) A 61 B 5/02, БИ N 19, 1993, с. 5.

5. Покровский В. М. Деятельность сердца при общей гипотермии и при его охлаждении в сердечно-легочном препарате: автореферат дис.... докт. мед. наук. Краснодар, 1970, 30 с.

6. Kubicek W.G. Impedance pletismography. United States Patent Office. Patent N 3340867, September 12, 1967.

7. Заявка на патент РФ 96106348 (09.04.96) "Способ определения остаточного объема левого желудочка".

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в кардиологии, функциональной диагностике. Определяют показатель импульсной мощности. Для этого измеряют систолический и остаточный объемы крови желудочка, время изометрического сокращения, диастолическое давление и осуществляют расчет по математической формуле. Предлагаемый способ обладает малым разбросом значений у лиц с одинаковым физиологическим статусом, большой диагностической ценностью. 1 табл.

Способ определения сократимости миокарда по развиваемой им мощности, включающий определение систолического объема желудочка V_S, диастолического артериального давления P_d и расчет показателя по формуле, отличающийся тем, что дополнительно определяют остаточный объем желудочка V_r и время его изометрического сокращения t_i, а расчет показателя N_i осуществляют по формуле
N_i = K • ρ • g • P_d (V_s + V_r) / t_i,
где N_i - импульсная мощность, Ст;
ρ - плотность крови, принимаемая за 1,057 г/см • см • см;
g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с • с;
к - коэффициент перевода эргов и мм рт.ст. в джоули, равный 0,000141.