СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СОКРАТИМОСТИ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2009 года по МПК A61B5/05 A61B5/402 

Изобретение относится к области медицинской диагностики и может быть использовано для оценки сократимости левого желудочка сердца человека.

Области применения изобретения: физиология, кардиология, функциональная диагностика, реанимация, спортивная медицина.

Сократимостью мышц левого желудочка сердца принято называть их свойство развивать усилие, изгоняющее кровь в артериальную систему. Ухудшение сократимости лежит в основе сердечной недостаточности - следствия таких распространенных заболеваний как ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь и ряда других.

В качестве одной из оценок сократимости используется длительность периода предызгнания (ПП) - интервал времени (Т-ПП) между некоторой (устойчивой в каждом кардиоцикле) точкой QRS комплекса ЭКГ и моментом открытия аортального клапана.

Неинвазивные методы оценки времени предызгнания, без использования ультразвуковых и фонокардиографических методов, основываются, как правило, на обработке синхронных записей ЭКГ и пульсовых колебаний электрического импеданса грудной клетки - реографии.

Автоматическая разметка этих записей, включающая определение момента окончания времени предызгнания на кривой дифференцированной реограммы, для всех известных электродных отведений затруднена. Надежной идентификации этого события при каждом сокращении сердца препятствует наличие в анализируемой области реограммы не только основной волны, отражающей процесс изгнания крови из сердца в аорту, но и так называемой В-волны. Это нестабильное образование вплотную примыкает к началу восходящего фронта основной волны. И более того: продолжительность В-волны сопоставима с длительностью ПП, а физиологическое происхождение ее до сих пор не выяснено. Известные методы - когерентное усреднение за 30-60 последовательных кардиоциклов и субъективный, осуществляемый врачом, выбор наиболее подходящего для разметки комплекса реограммы - не отвечают требованиям автоматической разметки для оценки динамики длительности времени предызгнания по каждому кардиоциклу.

Известен способ [1], при котором время предызгнания оценивалось по записи зарегистрированных одновременно сигналов ЭКГ и первой производной изменений импеданса региона, ограниченного потенциальными опоясывающими электродами на шее и на уровне мечевидного отростка грудины, при расположении токовых электродов в тех же областях дистальнее, причем за начало отрезка времени предызгнания принимали вершину R-зубца ЭКГ, а за конец - точку перегиба на переднем фронте кривой первой производной изменений импеданса.

Недостатком этого метода является существенная случайная погрешность, вносимая искажениями переднего фронта кривой первой производной изменения импеданса, и невозможность наблюдения динамики длительности периода предызгнания в режиме реального времени.

Наиболее близким техническим решением является способ, описанный в [2], согласно которому оценка сократимости левого желудочка сердца человека также производится по одновременно зарегистрированным ЭКГ и первой производной импедансометрического сигнала, но при расположении токовых электродов на задней стороне шеи (над четвертым шейным позвонком) и на спине (над девятым грудным позвонком), а потенциальных - на передней поверхности шеи, на 4 см выше ключицы, и над грудиной, в области 4-го ребра, причем сначала проводят усреднение пульс-синхронных кривых реограммы и ЭКГ за 30 секунд, начало интервала Т-ПП определяют по вершине R-зубца ЭКГ, а окончание по точке В - точке перехода В-волны в основную волну первой производной импедансометрического сигнала.

Недостатками этого метода являются невозможность оценки динамики Т-ПП из-за необходимости 30 секундных усреднений рядов кардиокомплексов и привязка к точке В, присутствующей не в каждом кардиоцикле.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности и надежности оценки сократимости левого желудочка сердца человека при наблюдении динамики ее изменения при нагрузочных тестах.

Технический результат достигается тем, что одновременно измеряют амплитудные значения ЭКГ и реограммы в начальной фазе систолы при расположении токовых электродов на лбу и одной из ног, при этом сократительную способность левого желудочка оценивают по величине интервала времени между характерными точками на ЭКГ и реограмме, первую точку определяют по максимуму первой производной на восходящем фронте R-зубца ЭКГ, вторую - по максимуму второй производной реограммы, причем амплитудные значения реограммы измеряют относительно точек на поверхности туловища, расположенных на границе рукоятки и тела грудины и на уровне второго реберно-грудинного сочленения.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, на которой приведен фрагмент одновременно выполненных записей ЭКГ и двух записей дифференцированной реограммы (dZ/dt) - по Кубичеку [3] и в предложенном отведении. На кривой dZ/dt-Куб вблизи момента окончания времени предызгнания присутствует уплощенная часть В-волны. На кривой dZ/dt-Аорт, зарегистрированной по предложенному отведению, В-волна отсутствует, и фиксируется момент достижения максимума второй производной исходного реографического сигнала (Т-А_max соответствует точке максимальной крутизны кривой dZ/dt-Аорт).

Клинические испытания способа проводились на базе Лаборатории регуляции сердечно-сосудистой системы Института экспериментальной кардиологии Российского кардиологического научно-производственного комплекса Росздрава РФ.

Ниже приведен пример применения заявленного способа.

Доброволец С. выполнял кистевой жим лежа, с усилием, равным 40% от максимального. На фиг.2 приведены записи мониторирования длительностей кардиоинтервалов (верхняя кривая), периода предызгнания, рассчитанного заявленным способом (средняя кривая), и усилия кистевого жима в процентах от максимального произвольного усилия. За 80 секунд нагрузочной пробы величина времени предызгнания достоверно уменьшилась со 110 до 90 мс. В соответствии с существующими представлениями полученный результат следует интерпретировать как увеличение сократительной способности миокарда левого желудочка в результате усиления притока к сердцу сигналов симпатической нервной системы.

Таким образом, заявленный способ неинвазивной оценки сократимости левого желудочка сердца человека позволяет исследовать динамику регуляции сократимости ЛЖ у здоровых людей, а у больных - длительно, при каждом последовательном сокращении сердца на протяжении неограниченного времени непрерывно наблюдать за инотропным состоянием ЛЖ (в частности, при повторении нагрузочных проб) и следить за эффективностью лечения. Способ неинвазивен, технически прост, безопасен и необременителен для пациента, не требует специально обученного персонала.

Источники информации

1. Siegel J.H., Lankau M.F., Levine M., Cole A., Nahmad M. Clinical and experimental use of thoracic impedance plethysmography in quantifying myocardial contractility. Surgery 1970; 67(6): 907-917.

2. Burgess H.J. Estimating cardiac autonomic activity during sleep: impedance cardiography, spectral analysis and Poincare plots. Clin Neuro-physiol. 2004; 115(1): 19-28.

3. Kubicek W.G., Karnegis J.H., Patterson R.P., Wutsoe D.A., Mattson R.H. Development and evaluation of an impedance cardiac output system. Aerospace Medicine. 1966; 37: 1208-1212.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. Одновременно пациенту измеряют амплитудные значения ЭКГ и реограммы в начальной фазе систолы, при этом сократительную способность левого желудочка оценивают по величине интервала времени между характерными точками на ЭКГ и реограмме. При этом первую точку определяют по максимуму первой производной на восходящем фронте R-зубца ЭКГ. Вторую точку - по максимуму второй производной реограммы, запись реограммы выполняют в точках на поверхности туловища, расположенных на границе рукоятки тела грудины на уровне второго реберно-грудинного сочленения. Токовые электроды располагают на лбу и одной из ног. Способ позволяет повысить точность и надежность оценки сократимости левого желудочка сердца человека при наблюдении динамики ее изменения при нагрузочных тестах. 2 ил.

Способ оценки сократимости левого желудочка сердца человека, заключающийся в том, что одновременно измеряют амплитудные значения ЭКГ и реограммы в начальной фазе систолы, при этом сократительную способность левого желудочка оценивают по величине интервала времени между характерными точками на ЭКГ и реограмме, отличающийся тем, что первую точку определяют по максимуму первой производной на восходящем фронте R-зубца ЭКГ, вторую - по максимуму второй производной реограммы, запись реограммы выполняют в точках на поверхности туловища, расположенных на границе рукоятки тела грудины на уровне второго реберно-грудинного сочленения, при этом токовые электроды располагают на лбу и одной из ног.