СПОСОБ ОЦЕНКИ РЕЗЕРВА КРОВООБРАЩЕНИЯ КОНЕЧНОСТИ Российский патент 2007 года по МПК A61B6/00 A61K51/00 A61B5/01 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике резерва кровообращения в конечностях.

Известно, что повреждения магистрального или микроциркуляторного сегментов артериального русла - основа патофизиологических изменений кровоснабжения различных органов и тканей, и в частности конечностей, ведущих, как минимум, к инвалидизации пациентов. Выбор консервативного или хирургического метода лечения таких пациентов существенно зависит от сохранности резервных возможностей кровообращения конечностей.

В настоящее время для оценки резервов кровообращения используются различные нагрузочные тесты: физические (тредмил или велоэргометрия) или фармакологические (внутривенное введение вазоактивных препаратов) - см., например, Д.М.Аронов и В.П.Лупанов «Функциональные пробы в кардиологии», М. - Медпресс-информ, 2002 г., стр.144-147. Недостатками этих подходов является неизбежное вовлечение всей системы кровообращения в процесс тестирования, что у подавляющего большинства пациентов, например с мультифокальным атеросклерозом, чревато тяжелыми осложнениями. Кроме того, пациентам с хронической ишемией конечности недоступно выполнение физической нагрузки.

Так, в изобретении (RU 2197172 С2, Бабкин, 27.01.2003) представлен способ диагностики скрытой коронарной недостаточности у больных атеросклерозом сосудов нижних конечностей, согласно которому больным с сочетанным мультифокальным атеросклерозом перед велоэргометрической (ВЭМ) пробой проводят медикаментозную подготовку, а за 1,0-1,5 ч до ВЭМ вводят трентал в дозах до 400 мг. У пациентов возрастает переносимость нагрузки, что позволяет выявить коронарный резерв, скрытый до этого низким порогом толерантности к нагрузке из-за развития ишемии нижних конечностей. Однако этот способ не предназначен для диагностики состояния пораженных атеросклерозом нижних конечностей.

Известен способ неинвазивного мониторинга состояния резервов микроциркуляторного русла конечностей у пациентов с поражением артерий, в причине развития которого исключен диабет. В качестве физической пробы использован тредмил, а скорость объемного кровотока регистрировалась изотопным и ультразвуковым доплеровским методами (D.Wilkinson et al. A realible and readity available method of measuring limb blood flow in intermittent claudication, Br. J. Surg., 1987, vol.74, June, 516-519). Описан способ оценки регионарного кровообращения конечностей (RU 2207801, Опарин и др., опубл. 10.07.2003). Проводят ультразвуковое определение объемной скорости кровотока во всех доступных оценке артериях конечности. Вычисляют минутный объем сердца. Рассчитывают индексы регионарной перфузии на всех уровнях путем деления величины объемной скорости кровотока во всех артериях данной конечности на величину минутного объема. Сравнивают величину изменения этих индексов на артериях разного уровня до и после проведенного лечения. Предложенный способ создает условия оценки эффективности лечения, но не уровня резервных возможностей кровообращения.

В изобретении (RU 2215479 С2, Савельев B.C. и др., 10.11.2003) представлен способ диагностики функции микроциркуляторного русла нижних конечностей при их хронической артериальной недостаточности. У больного ультразвуковым методом определяют скорость кровотока в основных магистральных артериях и венах голени в покое и после физической нагрузки - выполнение в течение одной минуты ритмичных сгибаний и разгибаний стопы в голеностопном суставе в режиме одно движение в секунду. При изменении этих показателей по сравнению с нормой диагностируют степень функциональных расстройств микроциркуляторного русла. Способ сравнительно прост, но может быть использован не у всех больных хронической артериальной недостаточностью нижних конечностей, поскольку необходима хотя бы невысокая физическая нагрузка.

Наиболее близким по совокупности признаков и назначению является способ диагностики степени ишемии мышц нижних конечностей при их хронической артериальной недостаточности (RU 2254142 С2, Каралкин А.В. и др., 20.06.2005). Исследования проводят в два этапа. В периферическую вену пациента вводят радиоактивный препарат ^99mТс-метоксиизобутилизонитрил или ^99mТс-тетрофосмин. Анализируют параметры, отражающие интенсивность артериального кровоснабжения конечности. Затем, не ранее чем на следующие сутки, проводят стандартную физическую нагрузку и сразу после ее окончания вновь в той же дозе вводят радиоактивный препарат. По степени увеличения кровотока после физической нагрузки диагностируют ишемию мышц конечности. Способ позволяет повысить достоверность диагностики, что достигается за счет учета компенсаторных возможностей, однако связан с использованием стандартной физической нагрузки.

Задачей изобретения является количественная оценка резервных возможностей микроциркуляторного русла у пациентов с диабетическим, атеросклеротическим или иным поражением артерий конечностей, у которых рутинная физическая нагрузочная проба (тредмил или велоэргометр) невозможна, а для фармакологической нагрузки имеются различного рода ограничения.

Задача решается тем, что способ оценки состояния резерва кровообращения конечности состоит во введении радионуклидного индикатора и регистрации динамики его распределения в тканях конечностей сцинтиграфическим методом в состояниях покоя и после нагрузочного теста. Отличие патентуемого способа состоит в том, что в качестве нагрузочного теста используют гипертермическое воздействие, причем конечности помещают в термостатируемые оболочки и нагревают в течение 20-45 мин при температуре, не достигающей порога повреждения тканей. Определяют величины объемного кровотока и объема крови в пораженной конечности в сравнении с этими показателями в контрлатеральной конечности. При уменьшении после нагрузочного теста обеих величин в пораженной конечности по сравнению с параметрами этих величин в контрлатеральной конечности состояние резерва кровообращения оценивают как неблагоприятное.

Способ может характеризоваться тем, что нагрев проводят при температуре, не превышающей 41°С, а также тем, что термостатируемая оболочка имеет полость по форме конечности.

Способ может характеризоваться также тем, что термостатируемая оболочка имеет источник нагрева в форме спирали из токопроводящего материала и термодатчики, подключенные к блоку управления, выполненному с возможностью регулирования времени воздействия, темпа поступления тепла в полость и поддержания заданной температуры.

Важная особенность патентуемого неинвазивного способа диагностики состоит в том, что помимо расширения контингента обследуемых и показаний к проведению исследований, повышения переносимости нагрузочного теста за счет локальности воздействия и исключения физических нагрузок на организм в целом, рекомендуемые режимы теплового теста не вызывают сколько-нибудь значимого повышения центральной температуры тела пациента, в чем и состоит технический результат изобретения. Способ позволяет осуществлять динамический контроль проводимого лечения.

Заявителю не известны тепловые тесты, которые бы использовались для нагрузки пораженных конечностей, а не каких-либо их отдельных сегментов, как, например, в изобретении WO 98/04182 А2, Goor D. et al., 05.02.1998. О резерве кровообращении всей конечности судят по измерениям артериального давления при нагреве всего лишь дистального конца ее пальца до температуры 38-40°С. Однако, во-первых, экстраполирование полученных результатов нагрузочной пробы с части пальца на всю конечность (что пытаются рекомендовать Goor D. et al.) некорректно, поскольку выбранный сегмент конечности (ногтевая фаланга) существенно отличается в анатомо-физиологическом отношении от всей конечности. Во-вторых, в избранном подходе к исследованию резервов кровообращения отсутствует прямая оценка уровня вазодилатации на нагрев, что возможно только при исследовании распределения и уровня объема крови в микроциркуляторном русле.

В основе патентуемого изобретения лежит положение, согласно которому резерв кровообращения в каком-либо органе существенно зависит от степени сохранности эффекта вазодилатации его микроциркуляторного русла. Одним из способов достижения наиболее полной вазодилатации составляющих этого русла является гипертермическое воздействие. Поэтому, в качестве нагрузочного теста, обеспечивающего оценку резерва кровоснабжения, в частности, конечностей у пациентов с поражением артериального русла в стадии критической ишемии, когда физические нагрузки, как правило, невозможны, а фармакологические опасны или мало информативны из-за системных или локальных ограничений, предлагается использовать контролируемую гипертермию одной или двух конечностей. О сохранности эффекта вазодилатации на этот нагрузочный тест предполагается судить непосредственно по изменениям объемного кровотока и объема крови в исследуемой конечности относительно уровня этих показателей в контрлатеральной конечности. Методы определения объема крови и объемного кровотока посредством радиоизотопных методов известны - см., например, «Изотопы: свойства, получение и применение». В 2 т., /Под ред. В.Ю.Баранова. - М.: Физматлит, 2005, т.2, с.413-414; Свирщевский Е.Б. и др. Состояние микроциркуляции конечностей при диабете. Взаимосвязь макро- и микрогемодинамики, Вестник Российской академии медицинских наук, 2002, №5, с.45-50. В последнем источнике также описан метод регистрации величины объемного кровотока путем анализа зависимости «радиоактивность-время».

Для достижения этого эффекта можно использовать прогревание конечностей от электрического нагревателя или применить теплоносители с регулированием температуры. Такие термостатируемые устройства для конечностей известны (см., например, FR 2687064, Leulmi, 13.08.1983). Возможно использовать также микроволновую технологию и специальные укладки по типу индукционных нагревателей, позволяющие осуществлять избирательный прогрев конечностей с контролем температуры их тканей.

Существо изобретения поясняется на фигурах, где на фиг.1 показана принципиальная схема приспособления для локальной гипертермии; на фиг.2 приведены результаты динамической сцинтиграфии верхних конечностей в состоянии покоя; на фиг.3 - после нагрузочного теста в виде локального гипертермического воздействия.

Устройство локальной гипертермии (фиг.1) представляет термостатическую оболочку 1 с полостью 2, имеющую источник 3 нагрева, например спираль из токопроводящего материала, термодатчики 4, регистрирующие температуру в полости. Полость 2 выполнена по форме конечности, для чего дистальная часть выполнена расширенной (на фиг.1 схематично показана форма полости для нижней конечности). Поддержание заданной температуры и времени воздействия осуществляется от блока 6. Блок 6 в данном изобретении использован из числа известных из уровня техники и не описывается. Конструктивное выполнение оболочки может быть различным. В наиболее предпочтительном исполнении оболочка выполняется из теплоизолирующего материала и может быть как целиковой, так и разъемной в поперечном направлении. В любом случае, оболочка не должна оказывать стягивающего силового воздействия на конечность и свободно облегать ее. Возможно осуществление быстрого и равномерного прогревания тканей конечности микроволновым излучением или по типу индукционного нагрева.

Способ осуществляют следующим образом. Для оценки резерва кровообращения в пораженной конечности измерения выполняют дважды: в состоянии покоя до нагрузочного теста в виде контролируемой гипертермии конечности и по окончании теста. Пациента укладывают на функциональный стол в кабинете радиоизотопной диагностики в положении на спине. Выполняя второе исследование (по окончании нагрузочного теста), посредством контактного термометра измеряют температуру тела.

Далее, на конечности накладывают термостатируемые оболочки и осуществляют постепенный нагрев при температуре, не превышающей 41°С, и обеспечивают заданное время воздействия. Температуру внутри оболочки контролируют с помощью встроенного термодатчика (термопары или термистора), подключенного к блоку управления. Обычно выдерживают оболочку на конечности 20-45 минут. Для исследования влияния локального нагрева конечности на общую температуру пациента проводится контроль температуры не только конечностей, подвергаемых тепловой нагрузке, но и тела больного, которая, как показали исследования, практически не изменяется.

Далее, после снятия устройства для гипертермии пациенту внутривенно вводят радиофармацевтический препарат (например, ^99mTc-альбумин сыворотки человека), регистрируют динамику его распределения в тканях исследуемых конечностей с последующим вычислением относительных значений объемного кровотока и объема крови. При уменьшении после нагрузочного теста (относительно условий покоя) обеих величин в пораженной конечности, по сравнению с одноименными параметрами в контрлатеральной конечности, состояние резерва кровообращения исследуемой конечности признается неблагоприятным.

Клинический пример. Б-ной Т-в, 45 лет, последствия травматического повреждения правой плечевой артерии.

Для оценки резерва кровообращения в пораженной конечности больного (в условиях покоя и по окончании нагрузочного теста в виде контролируемой локальной гипертермии) укладывают на функциональный стол в кабинете радиоизотопной диагностики в положении на спине. Посредством ртутного термометра измеряли исходную температуру тела в подмышечной впадине - она составила около 36,4°С.

На пораженную руку накладывали термостатируемую оболочку и далее осуществляли ее постепенный нагрев до температуры, не превышающей 41°С. Выдерживали оболочку на конечности около 30 мин, затем конечность освобождали и с помощью радиоизотопного метода определяли состояние микроциркуляторного русла. Центральная температура тела больного в процессе нагрева конечности практически не изменилась (36,6°С).

Далее, больному внутривенно вводили известный изотопный маркер (^99mТс-альбумин сыворотки человека) и регистрировали динамику его распределения в тканях исследуемой конечности, по которой вычисляли скорость объемного кровотока и объем крови (см. фиг.2 и 3).

Слева вверху представлены интегральные кадры визуализации правой (right) и левой (left) рук пациента и "области интереса", охватывающие, соответственно, правую и левую кисти.

На фиг.2 справа вверху - результаты исследования относительных объемных кровотоков. Кровоток в правой кисти (R) больше кровотока в левой кисти (L), в среднем, на 38,8%. Такая степень преобладания кровотока в одном сегменте конечности над кровотоком в аналогичном сегменте контрлатеральной конечности мала. Нормальные значения преобладания (или уменьшения) объемного кровотока в кисти или в предплечье (также в стопе или в голени) составляют обычно в среднем ±20%. К тому же, статистическая ошибка измерения достаточно велика, т.е. весьма близка к вышеупомянутой величине, и составляет 28,1%. Иными словами, можно считать, что объемные кровотоки в кистях практически равнозначны. Однако такой вывод нельзя отнести к значениям объема крови: объем крови в правой кисти (точнее в области ее мышечных структур) достоверно превышает (в среднем, на 40%) уровень этого показателя в левой кисти.

Слева снизу - покадровое представление (через 1 секунду); движение индикатора в руках обследуемого представлено также и на соотношении кривых "скорость счета - время" - справа внизу.

На фиг.3 приведены результаты динамической сцинтиграфии верхних конечностей после нагрузочного теста в виде локального гипертермического воздействия.

Четко видно, что объемный кровоток в левой кисти здоровой руки (L) значимо больше кровотока в правой кисти поврежденной руки (R), в среднем, на 316% (статистическая ошибка измерения - всего лишь 75,9%). Имеется также изменение соотношения объемов крови: преобладание объема крови в среднем на 11,6% (статистическая ошибка - 2,1%). Иными словами, под влиянием гипертермии произошел значимый переток крови из кисти поврежденной правой руки в кисть здоровой левой руки. Причина - преобладающая вазодилатация микроциркуляторного русла кисти здоровой левой руки. Вывод - резервные возможности микроциркуляции поврежденной правой руки значимо нарушены.

Снизу слева и справа на фиг.3 - качественные доказательства вышеупомянутых фактов количественной обработки радионуклидного исследования микроциркуляции.

Нагрузочный тест в виде локального гипертермического воздействия может быть эффективно использован для исследования резервов микроциркуляции в самых различных ситуациях: при постановке показаний для хирургического вмешательства у пациентов с критической ишемией конечности в стадиях Fontain III или IV; при прогнозировании результатов хирургического вмешательства; в контроле проводимой медикаментозной терапии и реабилитации; при оценке изменений состояния микроциркуляторного русла в различные сроки после хирургического вмешательства и в других подобных ситуациях.

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике. Вводят радионуклидный индикатор и регистрируют динамику его распределения в тканях конечностей сцинтиграфическим методом в состояниях покоя и после нагрузочного теста. При этом нагрузочный тест проводят путем помещения конечностей в термостатируемые оболочки и нагревают в течение 20-45 мин при температуре, не достигающей порога повреждения тканей. Затем определяют величины объемного кровотока и объема крови в пораженной конечности и сравнивают эти показатели с показателями контрлатеральной конечности. В случае уменьшения после нагрузочного теста обеих величин в пораженной конечности по сравнению с параметрами этих величин в контрлатеральной конечности состояние резерва кровообращения оценивают как неблагоприятное. Способ расширяет арсенал средств для диагностики оценки резервных возможностей кровообращения конечности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ оценки состояния резерва кровообращения конечности, состоящий во введении радионуклидного индикатора и регистрации динамики его распределения в тканях конечностей сцинтиграфическим методом в состояниях покоя и после нагрузочного теста, отличающийся тем, что в качестве нагрузочного теста используют гипертермическое воздействие, причем конечности помещают в термостатируемые оболочки и нагревают в течение 20-45 мин при температуре, не достигающей порога повреждения тканей, затем определяют величины объемного кровотока и объема крови в пораженной конечности в сравнении с этими показателями в контрлатеральной конечности, и при уменьшении после нагрузочного теста обеих величин в пораженной конечности по сравнению с параметрами этих величин в контрлатеральной конечности состояние резерва кровообращения оценивают как неблагоприятное.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гипертермическое воздействие проводят при температуре, не превышающей 41°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что термостатируемая оболочка имеет полость по форме конечности.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что термостатируемая оболочка имеет источник нагрева в форме спирали из токопроводящего материала и термодатчики, подключенные к блоку управления, выполненному с возможностью регулирования времени воздействия, темпа поступления тепла в полость и поддержания заданной температуры.