СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА Российский патент 2003 года по МПК A61B5/02 A61B5/53 

Изобретение относится к медицине, а именно к импедансометрической инструментальной диагностике в кардиологии, и может быть использовано при обследовании здоровых и больных с различной патологией сердечно-сосудистой системы для оценки функционального кинетического состояния сердца по показателю ударной кинетической энергии, приложенной сердцем к изгоняемой левым желудочком крови.

Имеется способ определения кинетического типа кровообращения (И.А. Гундаров и соавт.//Бюл. ВКНЦ АН СССР, 1983, N2, с. 13-18) по величине сердечного индекса и показателю общего периферического сосудистого сопротивления. Однако при этом способе в тип кровообращения кинетическое состояние сердца входит как одна из составляющих тип кровообращения и, самое главное, не учитывается основной физический показатель кинетики второго закона Ньютона - скорость сердечного выброса.

Самым близким аналогом к предлагаемому является способ определения кинетической энергии (КЭСВ) по формуле
КЭСВ=0,5•m•v²•10^-4, мДж,
где m - масса ударного объема крови, г;
v - линейная скорость кровотока в начале аорты, мл/с,
(В.Л. Карпман и соавт. Кардиология, 1973, N2, с. 83 - 88).

Для осуществления этого метода и решения уравнения (формулы) необходимо определение линейной скорости сердечного выброса (скорости систолического кровотока в аорте), а также массы ударного объема крови. Сложность состоит в том, что должны быть известны ударный объем крови, ее плотность и площадь сечения аортального отверстия на уровне клапана. Последняя из неинвазивных методов более точно определяется эхокардиографически. Допплерэхокардиографическим методом можно определить пиковую линейную скорость, но она значительно повышается при клапанном стенозе аорты, а из-за трудности доступа лоцируется не у всех пациентов. Использование эхокардиографии является в сравнении с импедансометрическим методом более дорогостоящим и имеет ограничения в применении при функциональных нагрузочных стрессах.

Изобретение направлено на решение задачи: повышение точности, информативности и упрощение способа.

Поставленная задача достигается тем, что у обследуемого определяют показатель ударной кинетической энергии на основании значения амплитуды Аd (максимальной скорости изменения импеданса грудной клетки в систолу сердца) из соответственно модифицированной формулы И.A. Гундарева (Тер.архив, 1983, N4, с.26-28) при регистрации грудной тетраполярной реограммы по уравнению
УКЭ=0,9•ρ•К•Q²•L•Ad²/Z²•1000•2,
где УКЭ - ударная кинетическая энергия, л•Ом/с²;
0,9 - поправочный коэффициент, обусловленный особенностями наложения электродов;
К - размерный коэффициент;
ρ - удельное сопротивление крови, Ом•см;
Q - периметр грудной клетки на уровне IV межреберья спереди и нижних углов лопаток сзади, см;
L - межэлектродное расстояние, см;
Ad - амплитуда систолической части кривой первой производной, Ом/с;
Z - базовый импеданс, Ом;
1000 - показатель для перевода в литры;
2 - показатель расчета кинетической энергии по уравнению второго закона Ньютона (Е=m•v²/2).

При обследовании 63 здоровых лиц получены следующие данные:
1. Колебания значения УКЭ от 0,105 до 0,536 л•Ом/с²;
2. Среднее значение M±m 0,285±0,016 л•Ом/с²;
3. При интервальном распределении из M±1,96σ выделены три типа (по 1,31σ) кардиогемокинетики: эукинетический - от 0,202 до 0,368, гипокинетический - от 0,105 до 0,201 и гиперкинетический - от 0,369 до 0,536 л•Ом/с².

Предложенный способ поясняется графиком, где на фиг.1 изображена кривая первой производной грудной реограммы (дифференцированная реограмма - ДР) с обозначением на ней амплитуды максимальной скорости изгнания крови левым желудочком (Ad), a также фонокардиограмма (ФКГ) и электрокардиограмма (ЭКГ).

Способ осуществляют следующим образом. У обследуемого определяют необходимые для расчета ударного объема крови по формуле И.А. Гундарева (Тер. архив, 1983, N4, с. 26-28) параметры Q и К, накладывают электроды для регистрации грудной тетраполярной реограммы, определяют межэлектродное расстояние L, электроды соединяют со входом реоплетизмографа РПГ-02 или любого другого прибора, позволяющего проведение этой методики, включают прибор, определяют значение базового импеданса грудной клетки Z, регистрируют кривую первой производной грудной реограммы и по ней определяют значение Аd. По вышеуказанной формуле в соответствии со значениями ρ, К, Q, L, Ad и Z рассчитывают показатель УКЭ. При значениях УКЭ от 0,202 до 0,368 л•Ом/с² определяют эукинетический тип кардиогемокинетики, от 0,185 до 0,201 - гипокинетический и от 0,369 до 0,536 - гиперкинетический.

Примеры конкретного выполнения способа
Пример 1
Пациент К. , 30 лет. При клиническом, электрокардиографическом обследовании патологии сердца не установлено. Определили УКЭ в покое в положении на спине по следующей программе.

Измерили периметр грудной клетки (Z) на уровне IV межреберья спереди в см и по номограмме И.А. Гундарова в зависимости от величины Q определяют размерный коэффициент К. Наложили токовые и потенциальные электроды на шею и грудную клетку обследуемого для регистрации грудной тетраполярной реограммы (методика Кубичека). измерили расстояние между потенциальными электродами (L) в см, установили электроды для регистрации ЭКГ и при возможности микрофон на место выслушивания аорты. Включили регистратор и в режиме "Калибровка" реоплетизмографа отмечают амплитуду калибровочного сигнала на канале ДР. Реографические электроды соединили со входом реоплетизмографа, включили регистратор, в режиме "Работа" реоплетизмографа регистрируют кривые и по прибору отметили значение базового импеданса Z в омах. По кривой первой производной грудной реограммы (СДР) от нулевой линии измерили амплитуду Ad в соответствии с калибровочным сигналом. У обследуемого она составила 2,4 Ом/с (фиг. 2). При соответствующих пациенту значениях ρ=150 Ом•см, К=0,0028, Q=98 см, L= 30 см, Z=28 Ом из указанной выше формулы вычисляют УКЭ, который составляет 0,4 л•Ом/с²
УКЭ=0,9•150•0,0028•98²•30•2,4²/28²•1000•2=0,4.

Следоветельно, пациент К. имеет гиперкинетический тип кардиогемокинетики.

Пример 2
Пациент З. , 56 лет, история болезни N 376 от 12.02.95 г. Диагноз: ИБС. Передний распространенный крупноочаговый инфаркт миокарда. Острая левожелудочковая недостаточность III ст. (по Киллип).

Регистрация грудной тетраполярной реограммы и определение расчетных показателей УКЭ параметров осуществляется по программе примера 1. Значения их следующие: ρ=150 Ом•см, Q=104 см, К=0,0026, L=31,5 см, Z=18,5 Ом, Ad=0,7 Ом/с. Кривые демонстрируются на фиг.3. Из этих расчетных параметров значение УКЭ составляет 0,086 л•Ом/с²
УКЭ=0,9•150•0,0026•104²•31,5•0,7²/18,5²•1000•2=0,086.

Следовательно, пациент З. , имеет гипокинетический тип кардиогемокинетики.

Пример 3
Пациент Н. , 48 лет, история болезни N 576 от 15.04.97 г. Диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения, II ф.кл. СН I ф.кл. (по NYHА).

Регистрация грудной тетраполярной реограммы и определение расчетных показателей параметров по программе примера 1. Значения их следующие: ρ=150 Ом•см, Q= 100 см, К=0,0027, L=30 см, Z=28 Ом, Ad=2,0 Ом/с. Кривые демонстрируются на фиг. 4. Из этих расчетных параметров значение УКЭ составляет 0,279 л•Ом/с²
УКЭ=0,9•150•0,0027•100²•30•2²/28²•1000•2=0,279.

Следовательно, пациент К. имеет эукинетический тип кардиогемокинетики.

Положительный эффект предлагаемого способа проверен сопоставлением его результатов с таковыми по значениям сердечного индекса (аналог) и показателя кинетической энергии сердечного выброса (прототип). Сопоставления проведены у 20 пациентов, находившихся на обследовании и лечении в кардиологическом отделении клинической больницы N 4 г.Перми. Для расчета КЭСВ диаметр аорты на уровне клапанов определялся эхокардиографически в "М"-модальном режиме на аппарате "Sigma-44", ударный объем - полиреокардиографически (методика И.A. Гундарова и соавт. //Тер. архив, 1983, N 4, с.26-28). Результаты представлены в таблице.

Корреляционные взаимоотношения способов были следующие. Между прототипом (СИ) и аналогом (КЭСВ) установлена средняя корреляционная связь (r=0,56), как и между прототипом и предлагаемым способом (УКЭ), r=0,58. Самая высокая (сильная) корреляционная связь (r=0,70) установлена между аналогом (КЭСВ) и предлагаемым способом (УКЭ). Существенно то, что для вычисления КЭСВ кроме величины ударного объема крови необходимо определять диаметр аорты и это представляет определенные сложности в сравнении с предлагаемым импедансометрическим способом, при котором для определения УКЭ методом грудной тетраполярной реографии определяются лишь показатели Аd и Z.

Таким образом, предлагаемый способ определения кинетического состояния сердца является достаточно точным и самое главное простым в осуществлении и не имеющим ограничений. Способ может быть рекомендован для широкого использования в практике инструментального исследования функционирования сердца.

Изобретение относится к медицине, кардиологии, функциональной диагностике. У больного регистрируют грудную тетраполярную реограмму. Измеряют амплитуду Ad, отражающую максимальную скорость объемного кровотока в аорте по кривой первой производной реограммы. Рассчитывают показатель ударной кинетической энергии (УКЭ) по математической формуле. По значению определяют эукинетический, гипокинетический или гиперкинетический тип кардиогемокинетики. Способ прост в осуществлении, точен, не имеет ограничений в использовании. 4 ил., 1 табл.

Способ определения кинетического состояния сердца, включающий регистрацию грудной тетраполярной реограммы, отличающийся тем, что по кривой первой производной реограммы измеряют амплитуду Аd, отражающую максимальную скорость объемного кровотока в аорте и рассчитывают показатель ударной кинетической энергии (УКЭ) в л•Ом/с² по формуле:
УКЭ= 0,9•К•ρ•Q²•L•Ad²/Z²•1000•2,
где 0,9 - поправочный коэффициент, обусловленный особенностями наложения электродов;
К - размерный коэффициент, определяемый по номограмме И. А. Гундарова;
ρ - удельное сопротивление крови, Ом•см;
Q - периметр грудной клетки на уровне IV межреберья спереди и нижних углов лопаток сзади, см;
L - межэлектродное расстояние, см;
Ad - амплитуда систолической части кривой первой производной реограммы, Ом/с;
Z - базовый импенданс, Ом;
1000 - показатель для перевода в литры;
2 - показатель расчета кинетической энергии по уравнению второго закона Ньютона (Е= m v²/2),
и при значениях УКЭ от 0,202 до 0,368 л•Ом/с² определяют эукинетический тип кардиогемокинетики; от 0,185 до 0,201 л•Ом/с² - гипокинетический тип кардиогемокинетики и от 0,369 до 0,536 л•Ом/с² - гиперкинетический тип кардиогемокинетики.