СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОНУСА СОСУДОВ АРТЕРИАЛЬНОГО РУСЛА Российский патент 2005 года по МПК A61B5/205 A61B5/295 

Изобретение относится к области медицины, а более конкретно к способам оценки тонуса артерий с помощью приборов, измеряющих изменения периферического импеданса.

Оценке тонуса сосудов - состоянию стенок артерий - придается большое значение для понимания изменений функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Существуют методы измерения тонуса сосудов артериального русла как в хроническом опыте (5, 6, 9, 13), так и в клинической практике.

Известны способы определения сосудистого тонуса по оценке среднего давления, эластичности артерий, объемному пульсу и т.д. (1, 4, 10, 11, 12). В клинике значение артериального давления рассматривают как показатель состояния сосудистого тонуса.

Известные способы сложны, требуют большого количества разнообразных измерений, разнесенных во времени, требуют дополнительного времени для анализа полученных данных и оценки сосудистого тонуса.

Известен способ определения сосудистого тонуса через определение скорости распространения пульсовой волны, которая является одним из наиболее надежных показателей упруговязкого состояния сосудистых стенок и дает возможность с достаточной точностью количественно характеризовать величину упругого напряжения сосудистых стенок (11).

Однако проведение измерений скорости распространения пульсовой волны в артериях эластичного и мышечного типа сфигмографическим методом (8) требует большого количества времени на исследование, встречает определенные затруднения в связи со сложностью измерения.

Известен способ определения ударного объема сердца, включающий наложение токовых электродов на правое предплечье и на область левого плечевого сустава, наложение измерительных электродов на правый плечевой сустав и в области шестого межреберья слева по передней подмышечной линии, регистрацию реограммы и фонокардиограммы, определение базового сопротивления, определение времени между первым и вторым тонами сердца, массу тела, гемоглобин крови, амплитуду реографического комплекса и время ее достижения и по этим данным проводят вычисление ударного объема по формуле. После расчета ударного объема сердца можно оценить состояние тонуса сосудов артериального русла. RU 2134534 С1, 20.08.1999.

Однако известный способ сложен, требует большого количества разнообразных измерений, разнесенных по времени, требует дополнительного времени для анализа полученного данных и дальнейшей оценки артериального тонуса.

Известен способ контроля функционального состояния кровеносных сосудов, включающий периодическую регистрацию частоты тонов Короткова с помощью фонокардиографа при использовании прибора для измерения артериального давления по методу Короткова и сравнения этой частоты в процессе диагностики, при этом с помощью численного значения частоты тонов Короткова определяют модуль упругости кровеносного сосуда. RU 2141784 С1, 27.11.1999.

Однако в данном способе присутствует влияние исследователя на конечный результат, влияние давления в манжете на артерии, невозможность получения результата, когда диастолическое артериальное давление падает до нуля.

Задачей изобретения является разработка надежного и удобного в применении способа оценки состояния тонуса сосудов артериального русла.

Техническим результатом способа является повышение достоверности оценки тонуса сосудов артериального русла.

Для достижения указанного технического результата способ оценки состояния тонуса сосудов артериального русла включает синхронную регистрацию периферической дифференциальной реограммы сосудов верхней конечности и фонокардиограммы, выявление точки начала второго тона фонокардиограммы и наиболее глубокой точки на реограмме и определение времени между появлением этих точек, а оценку состояния тонуса сосудов артериального русла ведут по значению полученной разности времени появления указанных точек.

В предложенном способе на достоверном материале показано, что измерение времени распространения пульсовой волны электрическим импедансным методом (фиг.1) в виде предложенного нами показателя, а именно временем распространения колебаний клапанов аорты (Aortic Valve Vibration Spread Time, AVVST) является достаточно надежным для оценки состояния тонуса сосудов артериального русла.

Закрытие полулунных клапанов аорты, соответствующее начальным осцилляциям второго тона фонокардиограммы, вызывает появление волны, распространяющейся по артериальному руслу в центробежном направлении и на грудной реограмме отображенной в виде дикротической волны (1, 4, 7), начало которой соответствует самой глубокой точке на дифференциальной реограмме. На периферической реограмме эта волна регистрируется также, как дикротическая волна с характерными изменениями на дифференциальной кривой. Следует отметить, что существует мнение (11, 13) считать периферическую дикротическую волну, как волну, отраженную и распространяющуюся в центростремительном направлении и свойственную периферическому пульсу. Однако ультразвуковая доплерометрия периферических артерий не подтверждает наличия этого явления. Об этом же свидетельствует корреляционная взаимосвязь (r=0,5) между временем изгнания крови из левого желудочка на грудной реограмме и временем систолического периода периферической реограммы, при расчете которых используются идентичные ориентиры на центральной и периферической реограммах: начало быстрого подъема дифференциальной кривой и самая глубокая точка дифференциальной реограммы, соответствующая второму тону фонокардиограммы (4, 8). Таким образом, можно сделать вывод о том, что самые глубокие точки на грудной и периферической дифференциальных реограммах соответствуют второму тону фонокардиограммы. Фиксируя время запаздывания второго тона фотокардиограммы на периферии, мы и определяем AVVST (фиг.2). Методы регистрации пульсовой волны ориентируются на измерение артериального пульса, когда с каждым сокращением сердца, соответствующим первому тону фонокардиограммы, увеличивается давление в артериях и имеет место прирост их поперечного сечения с последующим восстановлением их исходного состояния. В отличие от других методов определение AVVST имеет существенные преимущества: исключаются влияния энергии сокращения левого желудочка, вязкости крови, частоты сердечных сокращений; артериальное русло с различным строением сосудистых стенок рассматривается как единое целое.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование проводят на реоанализаторе РА-5-01 с использованием прикладной компьютерной программы "Системная гемоциркуляция". Для определения времени распространения колебаний клапанов аорты (AVVST) производят синхронную регистрацию фонокардиограммы и периферической дифференциальной реограммы сосудов указательного пальца правой руки электрическим импедансным методом в четырехэлектродном режиме (фиг.3). Путь прохождения пульсовой волны включает артериальные сосуды различного типа: эластического типа - аорта, мышечно-эластического типа - подключичная артерия, мышечного типа - подмышечная, плечевая, лучевая, локтевая, пальцевые артерии. Расчет AVVST проводили от начала второго тона фонокардиограммы (точка А), что соответствует закрытию аортального клапана, до самой глубокой точки на периферической дифференциальной реограмме (точка В) с вычислением времени запаздывания второго тона на периферии, в миллисекундах (фиг.2).

Обработан массив информации, полученный после проведения 862 исследований: в том числе у здоровых беременных выполнено 676 исследований; у беременных с гипертензивным синдромом (среднее артериальное давление более 106 мм рт. ст.) - 178 исследований. Результаты исследования обработаны методами вариационной статистики и корреляционного анализа с использованием критерия Колмогорова-Смирнова, критерия Стьюдента, центильного метода обработки данных (3). Референтными данными служили данные о тонусе артерий, полученные с помощью сфигмоманометрической тонометрии, метода Короткова (САД - среднее артериальное давление, мм рт.ст.; Адс - артериальное давление систолическое, мм рт.ст.; АДд - артериальное давление диастолическое, мм рт.ст.).

Данные, представленные в табл. 1, свидетельствуют о наличии высокой отрицательной взаимокорреляции между AVVST и артериальным давлением (САД, АДс, АДд, АДср) и отсутствием корреляции между AVVST и основными гемодинамическими показателями (УОК, МОК, ARS, ЧСС) и подтверждают общепринятые сведения: повышение упруговязкого состояния стенок артерий приводит к повышению кровяного давления и уменьшению времени распространения пульсовой волны. Отличительной особенностью регистрации AVVST в данной модификации является отсутствие влияния силы сердечных сокращений на время распространения пульсовой волны. В отличие от измерения артериального давления сфигмоманометрическим методом, методом Короткова, использование импедансного метода для регистрации AVVST с целью оценки артериального тонуса исключает влияние исследователя на конечный результат, исключает влияние воздействия давления в манжете на артерии во время измерения артериального давления, является одним из возможных методов регистрации тонуса артерий, когда диастолическое артериальное давление падает до нуля (у 15% беременных).

Поиск критерия повышенного артериального давления, например, в перинатологии остается актуальным до сегодняшняя дня. Исследователи предлагают в качестве критериев различные уровни артериального давления, в основном САД и АДд (2). Определение верхнего порога нормального артериального давления методически правильнее проводить, сопоставляя цифры артериального давления с состоянием стенок артерий. Современные методы оценки состояния сосудистого тонуса позволяют проводить такие сравнения.

В табл.2а, b, с представлена зависимость между AVVST и различными уровнями артериального давления (САД, АДс, АДд), разделенного на диапазоны с постоянным увеличением на 9-11 мм рт.ст. Пороговые уровни артериального давления у беременных, после которого отмечается неизменное и статистически значимое уменьшение времени распространения колебаний клапанов аорты (свидетельство повышения тонуса артерий), следующие: для среднего артериального давления - 105 мм рт.ст.; для артериального давления систолического - 135 мм рт.ст.; для артериального давления диастолического 85 - мм рт.ст., что соответствует значениям AVVST 128, 122, 128 мсек (диаграмма 1, 2, 3), фиг.4, 5, 6. Таким образом, критериями артериальной гипертензии можно считать значения AVVST меньше 126 мсек (в среднем), т.е. когда имеет место статистически достоверное синхронное повышение артериального давления и снижение AVVST.

Информативность и достоверность различия AVVST у здоровых беременных и беременных с преэклампсией исследована на массиве данных, полученных при обследовании 480 здоровых беременных и 61 беременной с преэклампсией, с помощью непараметрического критерия, критерия Колмагорова - Смирнова, и информационной меры Кульбака (3).

Показатель AVVST, обладая высокой степенью информативности и достоверности в различии нормы и гестоза (табл. 3), может использоваться в диагностических таблицах для распознавания гестоза.

При корреляционном исследовании взаимозависимости САД и показателей гемодинамики при различном AVVST, характеризующем различное состояние (нормо- или гипертонус) артериальной стенки, выявлено, что при нормотонусе сосудов появляется корреляция между САД и весом беременной, общим объемом воды и исчезает зависимость между САД и AVVST (диаграмма 4), фиг.7.

С целью выяснения влияния веса на уровень артериального давления, измеренного сфигмоманометрическим методом, методом Короткова, были проведены исследования. Они проводились на двух группах беременных: первая группа - 121 беременная с весом 90 кг и более, вторая группа - 87 беременных с весом менее 60 кг. На графике 1 (фиг.10) продемонстрирована разница в уровне среднего артериального давления у женщин первой и второй групп в течение неосложненной беременности. Среднее давление у женщин с весом более 90 кг в течение всей беременности выше среднего давления у женщин с весом менее 60 кг. График 2 (фиг.11) частотного распределения среднего артериального давления у женщин первой группы смещен вправо, в сторону более высоких значений среднего давления.

В связи с вышеизложенным необходимо ответить на следующие вопросы:

- Имеют ли пациентки с избыточным весом (более 90 кг) какие-либо особенности функционирования сердечно-сосудистой системы, влияющие на артериальное давление?

- Влияет ли изменение артериального давления традиционным методом Короткова на его величину?

Выделяют следующие факторы, влияющие на артериальное давление:

1. Гемодинамические:

- Количество крови, поступающее в сосудистую систему (ударный объем крови, минутный объем крови и т.д.).

- Интенсивность оттока крови на периферию (общее периферическое сосудистое сопротивление).

- Вязкость крови (гематокрит).

2. Сосудистые:

- Емкость артериального отрезка сосудистого русла

- Упругое сопротивление стенок сосудистого русла

3. Миокардиальные:

- Скорость поступления крови в период сердечной систолы (время изгнания крови из левого желудочка)

- Соотношение систолы и диастолы

- Частота сердечных сокращений

4. Механические:

- Окружность плеча

- Ширина манжетки

На графике 3, 4, 5 (фиг.12, 13, 14) представлены частотные распределения показателей, относящиеся к гемодинамическим факторам. Расхождения распределений показателей среди двух групп не определяются. На графике 6 (фиг.15) представлены частотные распределения показателей, относящиеся к миокардиальным факторам. Расхождения распределений также не выявлено.

При выяснении влияния окружности плеча на артериальное давление, измеренное традиционным методом, выявлено, что имеется высокая корреляция между весом и окружностью плеча (r=0,82, диаграмма 5), (фиг.8) и между окружностью плеча и средним артериальным давлением (r=0,64, диаграмма 6), (фиг.9).

Выявленные зависимости позволили вычислить следующие уравнения регрессии: (программа "STATISTICA": САД=43,732+9,8540× радиус окружности плеча; САД=63,770+0,37759× площадь окружности плеча; САД=63,770+0,02697× объем плеча. В результате получается, что увеличение радиуса плеча на 1 см или увеличение диаметра окружности плеча на 2 см, или увеличение окружности плеча на 5 см, или увеличение площади окружности плеча на 25 см², или увеличение объема плеча на 350 см³ приводит к увеличению артериального давления, измеренного традиционным методом Короткова, на 10 мм рт. ст. Таким образом доказано влияние веса и окружности плеча на уровень артериального давления, измеренного традиционным тонометром. Отсюда возможны ошибки при измерении артериального давления, проявляющиеся либо в гипердиагностике артериальной гипертензии в группе 1, либо в гиподиагностике артериальной гипертензии в группе 2.

При оценка тонуса сосудов артериального русла с помощью определения AVVST влияние веса и объема плеча пациента не выявлено (график 7, 8), (фиг.16, 17).

Анализ частотного распределения по AVVST среди пациенток двух групп также не выявил расхождения распределений (график 9), (фиг.18).

Кроме того, использование импедансного метода для регистрации AVVST с целью оценки артериального тонуса исключает влияние исследователя на конечный результат, исключает влияние воздействия давления в манжетке на артерии во время измерения артериального давления.

Литература

1. Болезни сердца и сосудов/ Под ред. Е.И.Чазова. - М., 1992, т.1.

2. Гипертензивные нарушения при беременности. Доклад исследовательской группы ВОЗ. - Ж., 1979.

3. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавание патологических процессов. - Л., 1978.

4. Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы /Под ред. Т.С.Виноградовой. - М., 1986.

5. Конради Г.П. Регуляция сосудистого тонуса. - Л., 1973.

6. Осадчий Л.И. Работа сердца и тонус сосудов. - Л., 1975.

7. Персианинов Л.С., Демидов В.Н. Особенности функции системы кровообращения у беременных рожениц и родильниц. М., 1977.

8. Прессман Л.П.Клиническая сфигмография. - М., 1974.

9. Рашмер Р.Ф. Динамика сердечно-сосудистой системы: пер. с английского. - М., 1981.

10. Руководство по физиологии. Физиология кровообращения. Физиология сердца. - М., 1980.

11. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и методы изучения гемодинамики. - Л., 1974.

12. Соловьев Г.М., Радзивил Г.Г. Кровопотеря и регуляция кровообращения в хирургии. - М., 1973.

13. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение: пер. с англ. - М., 1976.

Изобретение относится к области медицины, а именно к физиологии. Осуществляют синхронную регистрацию периферической дифференциальной реограммы сосудов верхней конечности и фонокардиограммы. Выявляют точки начала второго тона фонокардиограммы и наиболее глубокую точку на реограмме. Определяют время между появлением этих точек. Оценку повышения тонуса сосудов артериального русла определяют по уменьшению времени распространения пульсовой волны. Способ повышает достоверность полученных результатов, что достигается за счет исключения влияния воздействия давления в манжете на артерии. 18 ил., 5 табл.

Способ оценки состояния тонуса сосудов артериального русла путем осуществления синхронной регистрации периферической дифференциальной реограммы сосудов верхней конечности и фонокардиограммы, выявления точки начала второго тона фонокардиограммы и наиболее глубокой точки на реограмме, определения времени между появлением этих точек и оценки повышения тонуса сосудов артериального русла по уменьшению времени распространения пульсовой волны.