СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ СОСУДОВ Российский патент 2003 года по МПК A61B8/06 

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии.

Рост сердечно-сосудистой патологии, являющейся одной из ведущих проблем практической и научной медицины, диктует необходимость разработки новых перспективных диагностических направлений, высокоэффективных методов, обеспечивающих быстрое получение точной, надежной и достоверной информации о функциональном состоянии каждого элемента системы кровообращения.

Основной причиной смертности и инвалидизации в индустриально развитых странах остаются два тесно патогенетически взаимосвязанных заболевания - артериальная гипертензия (АГ) и ишемическая болезнь сердца (ИБС) [1, 2]. В свете последней концепции танатогенеза этой патологии ведущая роль отводится сосудистому фактору. Поражение сосудистой стенки, нарушение сосудодвигательной активности эндотелия, измерение диаметра сосуда вследствие повышенного артериального давления (АД) рассматривается как начальный этап развития и дальнейшей эскалации атеросклероза [3, 4, 5]. Данная патология в дальнейшем ассоциируется с развитием окклюзионных поражений не только магистральных, но и периферических сосудов, приводящим к гипоперфузии тканей. Частота возникновения осложнений и отдаленный исход у больных АГ зависит не только от уровня АД, но и от выраженности ремоделирования именно периферических сосудов: уменьшение диаметра сосуда, повышение отношения медиа/просвет за счет гиперплазии/гипертрофии стенки артерий, нарушение сосудодвигательной функции эндотелия. В связи с этим, признается актуальной проблема ранней диагностики изменений сосудистого компонента поддержания циркуляторного гомеостаза.

К сожалению, точные и информативные диагностические системы, технологии и методы, которыми располагает современная клиническая медицина (ангиография, компьютерная томография, радиосцинтиграфия, термодилюция, эходопплерография), слишком сложны для широкого круга учреждений практического здравоохранения, далеко не всегда могут быть использованы в необходимых ситуациях, требуют дорогостоящей крупногабаритной аппаратуры, специальных помещений, существенных экономических затрат и времени на проведение исследований, порою явно не безразличных для пациента. Так, для проведения эходопплерографического (ЭхоДГ) исследования периферических сосудов требуется не всегда доступная в рутинной клинической практике дорогостоящая аппаратура, достаточно высокого класса, оснащенная специальным линейным датчиком частотой 5-7,5 МГц с допплерографической функцией, которая позволяет проводить сканирование периферических сосудов с визуализацией их просвета и спектральный анализ частот допплерографического сдвига. Абсолютно информативный метод компьютерной томографии требует еще более дорогостоящей техники, специальных помещений и кроме этого остается некоторый риск для пациента вследствие минимального облучения и введения контрастных средств.

В то же время, методы, отличающиеся простотой реализации (плетизмография, различные модификации реографии, метод допплерографии без визуализации просвета сосуда), недостаточно информативны и точны и сводятся, как правило, к определению только скоростных показателей кровотока, что по вполне понятным причинам не дает полноценного представления о функциональном состоянии сосудов. Так, например допплерографию проводят на недорогих отечественных приборах "Ангиодин" (БИООС, Россия), оснащенных стандартным линейным датчиком с частотой 8 МГц, снабженным допплеровской функцией, в постоянном режиме, под углом 45^o к направлению артерии (для достижения максимально достоверных значений), осуществляют спектральный анализ допплерографического сдвига частот при локации кровотока. Регистрируемую картину кровотока сохраняют графическим файлом на жестком диске PC. Затем проводят оценку информации о кровотоке в сосуде по показателям линейных скоростей кровотока (ЛСК) (усредненными за 4 сердечных цикла): скорость кровотока в систолу (S, M/с), в диастолу (D, м/с) и по индексам, отражающим состояние сопротивления кровотоку дистальнее места измерения: индексу сосудистого сопротивления (RI), индексу пульсации (PI). Таким образом, проводят качественный анализ допплерографического спектра с выделением нормального ламинарного, магистрального и патологических магистрального измененного, коллатерального, типов потоков, ассоциированных с наличием гемодинамически значимого (более 70%) стеноза сосуда. Однако по вполне понятным объективным причинам при использовании этого метода величина диаметра сосуда остается за пределами диагностических возможностей подобной аппаратуры.

Задача изобретения - разработка простого и доступного способа неинвазивного определения диаметра периферических сосудов.

Поставленная цель достигается путем ультразвукового исследования с помощью допплеровского прибора с линейным датчиком с частотой 8 МГц, определяют величину линейных скоростей кровотока в постоянном режиме дпплерографии, лоцируют артерию в импульсном режиме, с пошаговым углублением на 1 мм с учетом момента появления сигнала кровотока (d₁) в артерии в систолу и до его исчезновения (d₂), корректируют угол сканирования по величине линейных скоростей кровотока, рассчитывают диаметр периферического сосуда по формуле (d₁-d₂)•cos 45^o, где cos 45^o - угол, образованный между датчиком и проекцией сосуда.

Для сравнения чувствительности используемого метода неинвазивного определения диаметра сосуда (НОДС) параллельно изучена ультразвуковая картина периферических сосудов ближайшим аналогом - методом ЭхоДГ сканер (SSD Aloka 2000, Япония), являющимся эталоном в неинвазивных исследованиях [6, 7]. При ЭхоДГ линейным датчиком 7,5 МГц с фазированной решеткой лоцируют плечевую артерию в продольном сечении, изображение синхронизируют с зубцом R ЭКГ. Исследование проводят в триплексном режиме (В - режим, цветное допплеровское картирование потока, спектральный анализ допплеровского сдвига), картина кровотока записывалась на видеопленку (ВМ Sony SVHV), по четырем сердечным циклам оценивался диаметр сосуда и ЛСК.

В табл.1 приведена сравнительная оценка предлагаемого метода НОДС на основе сопоставления полученных результатов с данными контрольного метода ЭхоДГ у больных ГБ в сочетании с ИБС и здоровых лиц.

Как видно из данных, представленных в табл. 1, результаты сравнительных исследований не выявили статистически достоверных различий между обоими методами в группах обследованных (р>0,05). Таким образом, метод НОДС позволяет определить с достаточной точностью диаметр периферических сосудов.

Всего предложенным методом НОДС было обследовано 75 больных мягкой и умеренной формой гипертонической болезни (ГБ) обоего пола в возрасте 20-60 лет, из них у 25 человек имело место сочетание ГБ и ИБС (стабильная стенокардия I-II ф. кл.). Контрольную группу составили 20 человек с нормальным уровнем АД без признаков атеросклероза. Состояние нагрузки на органы-мишени повышенным АД регистрировали с помощью метода суточного мониторирования АД, выполненного в соответствии с общепринятой методикой (измерения АД днем через каждые 15 мин и 30 мин ночью) по стандартным показателям: индексу времени гипертонии (ИВ, процент измерений АД, превышающих 140/90 мм рт.ст. днем и 120/80 мм рт. ст. ночью). У всех больных эти показатели значимо превышали уровень 25% как днем, так и ночью.

Результаты обрабатывались методом вариационной статистики, достоверность различий определяли по критерию t Стьюдента.

Предлагаемый способ неинвазивного определения диаметра сосудов (НОДС) заключается в том, что у пациента в горизонтальном положении (для исключения воздействия внешних факторов и создания стандартных условий), после 10 мин отдыха, в местах лоцирования плечевой артерии (ПА) (на 4-6 см выше локтевой ямки) датчиком (8 МГц) в импульсном режиме, под углом 45^o к ее направлению, определяют диаметр сосуда (D), путем пошагового (1 мм) углубления зоны прослушивания с учетом момента появления кровотока (d₁) в артерии в систолу и до его исчезновения (d₂), при этом для ориентировочной коррекции угла сканирования служат величины ЛСК, полученные в начале исследования (стандартная локация кровотока ПА в постоянном режиме допплера). Расчет диметра сосуда производят по формуле D = (d₂-d₁)•cos 45^o. При таком обследовании достигается точность измерения диаметра сосуда с шагом до 0,5 мм, достаточная для поиска гемодинамически незначимых стенозов и окклюзии сосудов, а также для оценки сосудодвигательной функции эндотелия (в норме 10% от исходного диаметра ПА).

Кроме того, предлагаемый метод НОДС в динамических клинических условиях во время выполнения функциональных проб: реактивной гиперемии (РГ) и нитроглицериновой пробы (НГП). Для этого, сразу после регистрации исходных величин ЛСК и диаметра сосуда, в окклюзионой манжете, наложенной проксимальней датчика, в течение 4 мин создают давление в 200 мм рт.ст., после резкой декомпрессии вновь (в течение 1 мин) регистрируют изучаемые параметры. Полученный пророст ассоциирован с эндотелий-зависимой вазодилатацией (ЭЗВД). После 15 мин отдыха вновь определяют диаметр артерии и ЛСК и обследованные получают сублингвально 500 мкг нитроглицерина и вновь через каждую минуту в течение 5 мин оценивают изменение диаметра сосуда, они отражают эндотелий независимую вазодилатацию (ЭНЗВД) [8, 9].

Достаточно высокая точность предлагаемого метода в динамических клинических условиях подтверждена рядом сопоставлений при определении основных функциональных характеристик сосудодвигательной функции эндотелия во время проведения пробы РГ и НГП у здоровых лиц и больных ГБ и ИБС. Так, при проведении используемых тестов получено хорошее согласование результатов проверяемого и эталонного методов (r= 0,86; р<0,01), отличия средних величин диаметра ПА по каждому методу недостоверны (р>0,05). Установлены обоими методами, статистически значимые (р<0,05) характерные изменения ЭЗВД у больных по сравнению с группой здоровых лиц (табл. 2).

Как видно из табл. 2, в группе больных наблюдается снижение уровня ЭЗВД (р<0,01), хотя скорость кровотока в ПА после декомпрессии была почти в 1,5 раза больше, чем у здоровых лиц (р<0,001). ЭНВД значительно не отличается от аналогичного показателя в контрольной группе (р>0,05).

Таким образом, показано, что состояние сосудодвигательной функции эндотелия меняется при наличии у пациента ГБ и ИБС. Для объективной оценки этих патологических сдвигов необходимо анализировать динамику, по крайней мере, двух параметров кровообращения: линейная скорость кровотока и диаметр сосуда. Метод НОДС дает возможность достаточно точно определить диаметр периферических сосудов при проведении функциональных проб для исследования сосудодвигательной функции.

Пример 1. Больной Д. 52 лет. Диагноз: Гипертоническая болезнь II стадии, медленно-прогрессирующее течение. ИБС. Стабильная стенокардия напряжения II ф. кл. НК 0-I ст. Поступил в связи с малоэффективностью амбулаторного лечения (дилтиазем, сустак), больному проведено общеклиническое обследование по двухэтапной системе в соответствии с рекомендациями РКНПК МЗ РФ, а также выполнено суточное мониторирование АД и вегетативной регуляции сердца, велоэргометрическое и эхокардиографическое исследования.

По результатам которых подтверждена стойкая артериальная гипертензия, среднесуточные величины систолического и диастолического АД 135,32 и 94,65 мм рт.ст., с выраженной перегрузкой органов-мишеней (индекс времени гипертонии 87,12 и 91,32%), недостаточная степень ночного снижения АД и повышение симпатического тонуса, кроме этого установлено наличие умеренной гипертрофии миокарда левого желудочка и снижение толерантности к физической нагрузке.

Предлагаемым методом неинвазивного определения диаметра периферических сосудов (НОДС) измерен диаметр плечевой артерии (5,0 мм) и скоростные показатели кровотока (систола - 0,98; диастола - 0,21 м/с, индекс резистивности 1,4). Для контроля полученных результатов была изучена ультразвуковая картина методом эходопплерографии (ЭхоДГ), аналогичные параметры составили 4, 7 мм для диаметра плечевой артерии и 0,97 и 0,21 м/с для скоростных величин, индекс резистивности 1,3.

Проба реактивной гиперемии выявила снижение эндотелий зависимой вазодилатации, прирост на увеличение напряжения сдвига во время теста составил по методу НОДС - отсутствовал, при ЭхоДГ 4%, эндотелий независимая вазодилатация в ответ на введение 500 мкг нитроглицерина равнялась 12% для НОДС и 13% - ЭхоДГ.

С учетом имеющих место изменений систем поддержания циркуляторного гомеостаза была рекомендована патогенетическая коррекция в режиме хронотерапии. Нейрогуморальный корректор (β- блокатор с дополнительными вазодилатирующими свойствами) небивалол 5 мг утром.

Через 4 месяца после назначенного лечения помимо ожидаемого снижения уровня АД и повышения толерантности к физической нагрузке у больного зарегистрирован прирост эндотелий зависимой вазодилатации, который достигал 10% по методу НОДС и 12% - ЭхоДГ.

Итак, установлено что предлагаемый метод НОДС можно использовать для определения диаметра периферических сосудов в клинических условиях у конкретных больных.

Использование предлагаемого метода НОДС упрощает процесс исследования состояния сосудистого звена системы кровообращения и мало влияет на точность исследования, расширяет диагностические возможности метода "слепой" допплерографии, сохраняя его доступность широкому кругу учреждений практического здравоохранения, за счет относительно малой стоимости необходимой аппаратуры.

Установлена высокая (для неинвазивной категории способов) точность предлагаемого метода. Используя НОДС, мы получили для величины диаметра плечевой артерии низкий коэффициент вариации - 2,3%. Ошибка измерений диаметра плечевой артерии в нашем исследовании методом НОДС и ЭхоДГ (4,6 и 2,5%) получилась больше, чем разница между средними значениями (4,3 и 4,0 мм соответственно). Результаты определения диаметра сосудов, полученные этим методом в широком диапазоне их изменений в статических и динамических (во время проведения функциональных проб) клинических условиях, хорошо согласуются с данными наиболее точного из неинвазивных методов - эхографии.

Предлагаемый нами способ неинвазивной оценки диаметра сосудов позволяет проводить достаточно точную диагностику изменений этого важного параметра системы кровообращения.

Преимущества предлагаемого метода для информационного обеспечения в ходе лечебно-диагностического процесса с целью управления сосудодвигательной функцией эндотелия и поиска ранних ее изменений, формирования гемодинамически не значимых стенозов заключается в уменьшении стоимости и упрощении реализации, без снижения точности и увеличения продолжительности исследования.

Экономический эффект предлагаемого способа диагностики основан на возможности оценки диаметра сосудов без использования дорогостоящей эхо- или рентгенографической техники. Это позволит широкому кругу лечебно-диагностических учреждений более точно на ранних этапах развития болезни мониторировать ее течение и оптимизировать используемые лечебные схемы, без существенного повышения стоимости обследования.

Источники информации
1. Оганов Р.Г. Эпидемиология артериальной гипертензии в России и возможности профилактики. // Тер. арх. 1997. 8. С.66-70.

2. Houston M., Ueda A. New insights and new approaches for the treatment of essential hypertension: selection of therapy based on coronary heart disease risk factor analysis, hemodynamic profiles, quality of life, and subsets of hypertension. // Am.Heart J. 1989.-Vol. 117, 4. P.911-951.

3. Гогин Е.Е. Гипертоническая болезнь. - M.: Медицина, 1997, 400 с.

4. Затейщикова А.А., Затейщиков Д.А. Эндотелиальная регуляция сосудистого тонуса: методы исследования и клиническое значение. // Кардиология, 1998. 9, с. 68-80.

5. Соболева Г.Н., Карпов Ю.А., Иванова О.В. Состояние эндотелия при артериальной гипертонии и других факторах риска развития атеросклероза // Тер. арх. 1997. 9. С.80-82.

6. Иванова О. В, Балахонова Т.В., Атьков О.Ю. Состояние эндотелийзависимой вазодилатации плечевой артерии у больных гипертонической болезнью, оцениваемое с помощью ультразвука высокого разрешения // Кардиология. 1997. 7. С. 41-46.

7. Иванова О.В., Рогоза А.Н., Атьков О.Ю. и др. Определение чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига на эндотелии как метод оценки состояния эндотелийзависимой вазодилатации с помощью ультразвука высокого разрешения у больных с артериальной гипертонией // Кардиология, 1998. 3, с. 37-41.

8. Celermayer D.S. Sorensen K.E., Gooch V.M. et al. Non-invasive detection in children and adults at risk of atherosclerosis. // Lancet 1992; 340: 1111-1115.

9. Smits P. , Williams S.B., Lipson D.E. et al. Endothelial release of nitric oxide contributes to vasodilator effect of adenosine in humans. // Circulation 1995, 92:2135-2141.

Способ может быть использован в медицине, а именно в кардиологии. С помощью допплеровского прибора с линейным датчиком с частотой 8 МГц определяют величину линейных скоростей кровотока в постоянном режиме допплерографии. Лоцируют артерию в импульсном режиме, с пошаговым углублением 1 мм с учетом момента появления сигнала кровотока (d₁) в артерии в систолу и до его исчезновения (d₂). Корректируют угол сканирования по величине линейных скоростей кровотока, рассчитывают диаметр периферического сосуда по математической формуле. Способ информативен и не травматичен. 2 табл.

Способ неинвазивного определения диаметра периферических сосудов, включающий ультразвуковое исследование, отличающийся тем, что с помощью доплеровского прибора с линейным датчиком с частотой 8 МГц определяют величину линейных скоростей кровотока в постоянном режиме доплерографии, лоцируют артерию в импульсном режиме, с пошаговым углублением 1 мм с учетом момента появления сигнала кровотока (d₁) в артерии в систолу и до его исчезновения (d₂), корректируют угол сканирования по величине линейных скоростей кровотока, рассчитывают диаметр периферического сосуда по формуле
(d₁-d₂)•cos 45^o,
где cos 45^o - угол, образованный между датчиком и проекцией сосуда.