СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОГО МОНИТОРИНГА ВЯЗКОСТИ КРОВИ Российский патент 2007 года по МПК A61B5/145 

Предлагаемый способ относится к медицине и может быть использован для непрерывного неинвазивного мониторинга вязкости крови.

Патологические изменения реологических свойств крови лежат в основе возникновения и развития широкого круга заболеваний. Особенно это касается заболеваний артерий и вен.

Особую актуальность контроль реологических свойств крови приобретает во время реконструктивных операций на аорте и магистральных артериях. Операции на сосудах отличаются длительностью и травматичностью, оказывают отрицательное влияние на реологические свойства крови, что может быть одной из причин тромбоэмболических осложнений как во время операции, так и в послеоперационном периоде. В связи с этим необходим постоянный мониторинг показателей реологических свойств крови для своевременной и адекватной коррекции нарушений, возникающих в системе ее агрегатного состояния.

Условия кровообращения в сосудах малого и среднего калибра зависят в большой степени от биофизических свойств крови, определяющих ее текучесть. С позиции реологии кровь представляет собой суспензию, состоящую из форменных элементов в коллоидном растворе электролитов, белков и липидов.

Одним из важнейших реологических параметров крови является вязкость. Повышение вязкости крови является важнейшей причиной увеличения периферического сосудистого сопротивления, снижения венозного возврата и вследствие этого уменьшения производительности сердца, транзиторной гипертензии. Повышение вязкости крови сопровождается падением объемного магистрального кровотока, расстройств микроциркуляции, что приводит к функциональной недостаточности различных органов, срыву компенсаторных возможностей, а также резервов коронарного и мозгового кровообращения.

Своевременное выявление и адекватная коррекция повышения вязкости крови, является необходимым условием для оптимального функционирования микроциркуляторного русла органов и систем, что обеспечивает благоприятный результат лечения.

Для определения вязкости крови на сегодняшний день используют несколько способов. Наибольшее распространение получили две принципиальные схемы вискозиметров: капиллярная и ротационная.

Основой капиллярного вискозиметра является длинная трубка с предельно малым диаметром. Ток жидкости осуществляется благодаря перепаду давлений на разных концах капилляра. Величина напряжения сдвига регистрируется внешними устройствами. Достоинствами вискозиметра подобного типа считаются наибольшее приближение к условиям течения жидкости в кровеносных или лимфатических сосудах, а также относительная простота конструкции. К недостаткам можно отнести длительность исследования, вследствие чего трудно поддерживать постоянство температуры изучаемого образца и практически невозможно избежать изменений свойств изучаемой жидкости, в особенности крови, что может отрицательным образом сказываться на точности исследования.

В ротационных вискозиметрах одному из рабочих элементов с помощью двигателя придается вращение с постоянной скоростью, что обеспечивает передачу вращающего момента через исследуемую жидкость на воспринимающий элемент, который свободно подвешен в ней. Зарегистрированная величина вращающего момента вводится в соответствующие формулы, согласно которым осуществляется вычисление основных реологических показателей.

Отрицательными чертами ротационных вискозиметров является меньшая физиологичность исследования, возможность разрушения форменных элементов крови при использовании высоких скоростей сдвига.

Таким образом, основным недостатком используемых на сегодняшний день способов определения вязкости крови является инвазивность (необходим забор крови). Кроме того, при проведении исследований следует учитывать возможность разрушения эритроцитов, а также делать поправку на температуру, поскольку температурный режим оказывает значительное влияние на вязкостные характеристики крови, что существенно снижает точность измерений. Наконец, измерение вязкости крови известными на сегодняшний день способами не позволяет проводить непрерывный контроль вязкости в ходе длительных и травматичных операций, а также в послеоперационном периоде.

Наиболее близким к предлагаемому способу неинвазивного мониторинга вязкости крови является предложенный нами ранее способ определения вязкости крови (патент на изобретение №2125265), отличающийся тем, что у больного регистрируют пульсовую волну и по амплитуде и форме ее заднего фронта определяют вязкость крови путем сопоставления с калибровочными кривыми.

Клиническое использование данного способа показало, что имеет место достаточно большая погрешность измерения вязкости крови, поскольку не учитываются индивидуальные особенности пациента.

Создание способов точного неинвазивного мониторинга вязкости крови является весьма актуальным.

Разработка способов неинвазивной (не требующей забора крови) диагностики качества крови в настоящее время чрезвычайно актуальна еще и в связи с увеличением числа тяжелых неизлечимых заболеваний, передающихся через кровь.

При изучении закономерностей распространения пульсовой волны в клинических условиях нами впервые была выявлена взаимосвязь параметров пульсовой волны, скорости ее распространения, систолического и диастолического артериального давления и вязкости крови.

На чертеже представлена пульсовая волна, амплитуда обозначена - А, длительность заднего фронта обозначена - ΔT.

Проведенные исследования позволили нам впервые разработать способ неинвазивного мониторинга вязкости крови на основании данных об амплитуде пульсовой волны А, длительности заднего фронта пульсовой волны ΔТ (фиг.1), систолическом Ps и диастолическом Pd артериальном давлении, скорости распространения пульсовой волны, которая определяется по времени ее распространения от одного регистратора пульсовой волны до другого Tν, и расстоянию между регистраторами L.

Вязкость крови рассчитывают по формуле:

где V - вязкость крови (отн. ед.);

ΔТ - длительность заднего фронта пульсовой волны (мс);

А - амплитуда пульсовой волны (В);

Ps - систолическое давление (мм рт.ст.);

Pd - диастолическое давление (мм рт.ст.);

Tν - время распространения пульсовой волны между датчиками (мс);

L - расстояние между датчиками (см).

Способ неинвазивного мониторинга вязкости крови V (отн. ед.) осуществляют следующим образом. Регистрируют пульсовую волну магистральной артерии на двух уровнях конечности с использованием регистраторов (например, пьезодатчиков).

Измеряют амплитуду А (В) пульсовой волны, длительность ее заднего фронта ΔТ (мс).

Для определения скорости распространения пульсовой волны измеряют расстояния между регистраторами L (см), а также фиксируют время распространения пульсовой волны от одного регистратора до другого Tν (мс).

Измеряют систолическое артериальное давление Ps (мм рт.ст.) и диастолическое артериальное давление Pd (мм рт.ст.).

Вязкость крови рассчитывают по формуле:

Были проведены измерения вязкости крови у 140 пациентов с помощью капиллярного гемовискозиметра ВК-4. Применение данного прибора широко распространено в клинической практике. Прибор позволяет определять вязкость крови в относительных единицах методом сравнения с вязкостью дистиллированной воды.

В табл.1 приведены результаты измерения вязкости крови с помощью капиллярного гемовискозиметра ВК-4 и рассчитанные с использованием разработанного способа. Как следует из табл.1, погрешность измерения вязкости крови расчетным методом по параметрам пульсовой волны не превышает 3% по сравнению с инвазивной методикой.

Табл.1
Значение вязкости крови, определяемое различными способами№ п/пБольнойВязкость крови, определенная гемовискозиметром ВК-4 (отн. ед.)Вязкость крови, определенная по параметрам пульсовой волны (отн. ед.)1.Ист.б. №21324,354,242.Ист.б. №51545,595,793.Ист.б. №34784,875,04.Ист.б. №64493,984,095.Ист.б. №21495,235,15

Пример. Больной П. 56 лет (ист.бол. № 24317). Диагноз. Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей. Окклюзия правой общей подвздошной артерии. Нарушение кровообращения в правой нижней конечности II Б стадии.

Было проведено определение вязкости крови капиллярным вискозиметром, V=3,48 отн. ед.

Произвели запись пульсовой волны магистральных артерий верхней конечности на разных уровнях с помощью двух регистраторов.

Измерили амплитуду пульсовой волны А - 0,17 В и длительность ее заднего фронта ΔT - 38,57 мс. Измерили расстояние между регистраторами пульсовой волны L - 6 см. Зафиксировали время распространения пульсовой волны от одного регистратора до другого Tν - 3,30 мс.

Измерили систолическое артериальное давление Ps - 120 мм рт.ст.

Измерили диастолическое артериальное давление Pd - 86 мм рт.ст.

А - 0,17 В (амплитуда пульсовой волны);

ΔТ - 38,57 мс (длительность заднего фронта пульсовой волны);

Ps - 120 мм рт.ст.(систолическое давление);

Pd - 86 мм рт.ст.(диастолическое давление);

Tν - 3,30 мс (время распространения пульсовой волны);

L - 6 см (расстояние между регистраторами пульсовой волны).

Полученные данные ввели в формулу для расчета вязкости крови.

После проведения расчетов было получено значение вязкости крови V=3,46 отн. ед.

Таким образом, нами впервые показана возможность измерения вязкости крови по амплитуде и форме пульсовой волны с учетом скорости ее распространения, а также значений систолического и диастолического артериального давления.

Разработанный способ открывает перспективы для создания приборов неинвазивного постоянного мониторинга вязкости крови.

Внедрение предлагаемого способа неинвазивного мониторинга вязкости крови в клиническую практику позволит с принципиально новых неинвазивных позиций подойти к проблеме профилактики и лечения больных с заболеваниями сердца и сосудов.

Внедрение подобных приборов в клиническую практику позволит производить неинвазивное определение вязкости крови как в стационарных, так и в домашних условиях.

Раннее выявление синдрома гипервязкости, характерного для ангиологических больных, позволит целенаправленно выделять доклинические формы заболеваний сосудов, своевременно осуществлять коррекцию гипервязкости. Это позволит сократить количество больных с тяжелыми осложнениями заболеваний сердца и сосудов, такими как инфаркт миокарда, инсульт, ишемическая гангрена конечности.

Создание портативных так называемых "пульсовых измерителей вязкости крови" для широких слоев населения позволит значительно расширить возможности самоконтроля больных с заболеваниями сосудов. Раннее выявление начала обострения заболевания сосудов значительно повысит эффективность превентивных лечебных мероприятий.

Применение предлагаемого способа для постоянного мониторинга вязкости крови во время травматичных и длительных операций, а также в послеоперационном периоде позволит своевременно регистрировать негативные тенденции в системе регуляции агрегатного состояния крови для проведения адекватной коррекции.

Внедрение в клиническую практику разработанного способа неинвазивного мониторинга вязкости крови является новым направлением улучшения результатов лечения больных с заболеваниями сердца и сосудов.

Клиническое использование разработанного способа будет способствовать решению важнейшей задачи Национальной Программы развития здравоохранения России - существенному улучшению результатов лечения больных, увеличению продолжительности жизни.

Изобретение относится к медицине, а именно сердечно-сосудистой диагностике, и может быть использовано для непрерывного неинвазивного мониторинга вязкости крови. Для этого у пациента регистрируют пульсовую волну магистральной артерии на двух уровнях конечности. Определяют амплитуду пульсовой волны, длительности заднего фронта, время распространения пульсовой волны от одного регистратора пульсовой волны до другого, расстояние между регистраторами. Измеряют систолическое и диастолическое артериальное давление и рассчитывают вязкость крови по оригинальной формуле. Способ открывает перспективы для создания приборов неинвазивного непрерывного мониторинга вязкости крови, позволит с принципиально новых неинвазивных позиций подойти к проблеме профилактики и лечения больных с заболеваниями сердца и сосудов, поскольку своевременное выявление нарушений вязкостных свойств крови и адекватная коррекция позволит существенно сократить количество больных с тяжелыми осложнениями, такими как инфаркт миокарда, инсульт, гангрена конечности. 1 табл., 1 ил.

Способ неинвазивного мониторинга вязкости крови, включающий регистрацию пульсовой волны, отличающийся тем, что у пациента регистрируют пульсовую волну магистральной артерии на двух уровнях конечности, определяют амплитуду пульсовой волны, длительность заднего фронта, время распространения пульсовой волны от одного регистратора пульсовой волны до другого, расстояние между регистраторами, измеряют систолическое и диастолическое артериальные давления и рассчитывают вязкость крови по формуле

,

где V - вязкость крови, отн. ед.;

ΔT - длительность заднего фронта пульсовой волны, мс;

А - амплитуда пульсовой волны, В;

Ps - систолическое давление, мм рт.ст.;

Pd - диастолическое давление, мм рт.ст.;

tv - время распространения пульсовой волны между датчиками, мс;

L - расстояние между датчиками, см.