СПОСОБ РЕОАОРТОСИСТОЛОГРАФИИ Российский патент 2009 года по МПК A61B5/53 

Изобретение относится к медицине, а именно к методам исследования системы кровообращения, и может быть использовано для контроля и диагностики нарушения деятельности сердца и центральной гемодинамики у здоровых лиц и больных с различными заболеваниями.

Кровообращение, лежащее в основе жизни человека, обеспечивается работой сердца, при которой кинетическая энергия сердечного сокращения (систолы), выбрасывая кровь из левого желудочка в аорту и артерии, переходит в потенциальную энергию растяжения их стенок и пропульсивную функцию магистральных, органно-тканевых и микроциркуляторных артерий. В физиологии и клинике используется большое число методов их определения: качественных, количественных, визуальных и расчетных, прямых и опосредованных, инвазивных и неинвазивных, разовой, периодической и непрерывной регистрации, клинически адекватных и неадекватных. Среди них нашли применение реографические методы для контроля процессов центральной гемодинамики.

Известен способ тетраполярной грудной реографии (импеданскардиографии) для определения ударного объема сердца по В.Г.Кубичеку с соавт. По этому способу один измерительный электрод в виде ленты из металлической фольги располагают вокруг шеи пациента, второй такой же - вокруг груди на уровне мечевидного отростка. Токовые электроды (полоски) закрепляют кнаружи от измерительных и параллельно им [Каевицер И.М. Реокардиография / //. - М.: БМЭ, 1984. Т.22. С.555].

Известен способ тетраполярной грудной реографии в модификации Ю.Т.Пушкаря, при котором токовые электроды размещают на голове и левой голени (Каевицер И.М. Реокардиография. М.: БМЭ, 1984, Т.22, с.555).

По известному способу интегральной реографии тела М.И.Тищенко (1973) для измерения ударного объема сердца 2 спаренных электрода накладывают на оба предплечья и 2 таких же других - на обе голени [Тищенко М.И. Измерение ударного объема крови по интегральной реографии тела человека / М.И. Тищенко // Физиологический журнал СССР. 1973. LIX 8. С.1216-1222].

Недостатком указанных известных способов является отсутствие анатомических и гемодинамических оснований для трактовки получаемых реограмм, как графического отражения пульсирующего кровотока в левом желудочке или восходящей аорте, не связанного с другими пульсовыми волнами в сердце и магистральных сосудах. Предложения рассчитывать абсолютные величины УО путем сопоставления базового импеданса всего тела и его пульсового сдвига с привлечением дополнительных физиологических параметров каждого пациента, поправочных коэффициентов и математической подгонки к показателям эталонных прямых способов измерения УО, не обеспечивают адекватности реографических показателей и гемодинамических явлений и не утверждают диагностической значимости обоих способов [Симоненко В.Б. Функциональная диагностика / В.Б.Симоненко, А.В.Цоколов, А.Я.Фисун. - М.: Медицина, 2005. Гл.10. Реография. С.235]. Кроме того, УО сердца не является единственным и определяющим показателем работы сердца и центральной гемодинамики. Этот показатель не отражает энергию сердечного сокращения, с которой указанный объем вводится в кровообращение, и поэтому не является достаточным и полным для контроля сердечной деятельности и динамики кровообращения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является способ грудной реографии, предложенный Ю.Т.Пушкарем (1961), для анализа систолы желудочков сердца [Матвейков Г.П. Клиническая реография / Т.П.Матвейков, С.С.Пшоник. - Минск: «Беларусь», 1976. С.26-27]. Исследование проводят наложением одного электрода реографа размером 3×4 см в области грудины на уровне II межреберья, и второго, размером 6×10 см сзади, между IV-VI грудными позвонками.

На фиг.1 представлен сагиттальный разрез грудной клетки (МР-томограмма), где 1 - дуга аорты, 2 - грудная аорта, 3 - легочный ствол, 4 - грудина на уровне II межреберья, 5 - IV грудной позвонок, 6 - VI грудной позвонок. Можно видеть межэлектродное пространство между указанными костными образованиями и расположенные в нем анатомические образования [Роен Й.В. Большой атлас по анатомии / Й.В.Роен, Ч.Йокочи, Э.Лютьен-Дрекол. - Словакия «Внешсигма», 1998. С.229].

Недостатками прототипа являются большой базовый импеданс, обусловленный прохождением зондирующего тока через кости (грудину и позвоночник), а также расположение в межэлектродном электрическом поле не только восходящей и нисходящей грудной аорты, но и легочного ствола с правой главной легочной артерией. Очевидно, что получаемая таким методом грудная реоаортограмма имеет комплексную анатомо-физиологическую основу и содержит бессистемную неоднородную информацию.

Авторы предлагают способ реоаортосистолографии для реографической регистрации и оценки систолического выброса левого желудочка сердца в аорту путем анализа пульсовых колебаний импеданса на участке дуги аорты в цепи переменного тока реографа.

Техническим результатом заявленного способа является повышение эффективности контроля за сердечной деятельностью и аортальной гемодинамикой за счет следующего.

1. Выбора в качестве объекта исследования наиболее информативного, ключевого участка системы кровообращения - дуги аорты, на протяжении которого в физиологическом единстве кинетическая энергия сердечных сокращений переходит в потенциальную энергию аортоартериальной пропульсии.

2. Способа включения дуги аорты в электрическую цепь реографа через поверхностно расположенные ригидные участки отходящих от дуги аорты артерий относительно малого калибра с исключением других артериальных ветвей и тканей тела. При этом колебания импеданса между электродами определяются, главным образом, пульсовыми изменениями поперечного сечения грудной аорты в ее самом эластичном участке.

3. Определения 3 реографических наиболее значимых и выразительных показателей сердечно-артериального механизма кровообращения, отражающих переход кинетической энергии сердечного выброса в потенциальную энергию аортоартериального сопротивления.

Технический результат достигается тем, что в цепь переменного тока реографа включают просвет дуги аорты между истоками брахиоцефального ствола и левой подключичной артерии путем наложения электродов в точке пульсации правой общей сонной и левой плечевой артерий.

Для иллюстрации способа даны фиг.2-6.

На фиг.2 дана схема расположения электродов РГ при реоаортосистолографии (а - шейный электрод, 6 - плечевой электрод…).

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование проводят в лежачем или сидячем положении пациента. Используют стандартные электроды из набора для ЭКГ. Первый электрод с площадью 1,5×1,5 см. после смазывания электропроводящим гелем крепят (фиг.2а) по передней поверхности шеи по ходу правой общей сонной артерии у внутреннего края грудино-ключично-сосковой мышцы на уровне VI шейного позвонка. Второй электрод размером 2×3 см, размещенный на стандартном ЭКГ-прижиме, накладывают на внутреннюю поверхность в/3 левого плеча, в точке пульсации плечевой артерии(фиг.2б) и два электрода на предплечья для записи ЭКГ. Записывают 3 кривых - основная, дифференциальная и ЭКГ. Запись РАСГ проводят при задержке дыхания после вдоха и выдоха.

Наблюдение I. Обследуемый О., 26 лет, регистрационный №6, клинически здоров.

РАСГ от 26.12.07 (фиг.3). Обозначения:

I - основная кривая реограммы

II - дифференциальная кривая

III - ЭКГ

Интервалы РАСГ:

1. Кардиальный

2. Аортальный

3. Артериальный

Конфигурация основной кривой РАСГ характеризуется высокой первой волной с различной степенью наклона ее восходящей части к горизонтали, заостренной или несколько сглаженной вершиной, отсутствием дикротического зубца и раздвоения нисходящей части, но с ее расширением на разной высоте, с непостоянным небольшим подъемом в ее конце.

Дифференциальная кривая отличается высотой своей первой волны. В ее очертании наиболее значимыми являются следующие точки: К - самая низкая точка нисходящей части I волны, А - вершина второй, малой волны и М - непостоянная конечная микроциркуляторная волна разной величины.

Для оценки гемодинамической информации, отраженной в показателях РАСГ, важно их сопоставление с частотой сердечных сокращений и цифрами артериального давления. При ее трактовке следует учитывать, что хотя в электрическую цепь реографа включаются сонная и плечевая артерии, они отличаются высоким модулем упругости, так что пульсовые колебания просвета эластической дуги аорты, а следовательно, ее электрического сопротивления, накладываясь на соответствующие графы этих артерий, перекрывают их, и на реограмме рисуют циклические изменения электрического сопротивления именно в дуге аорты. Дуга аорты по своей позиции и физическим свойствам является как бы естественным мембранным манометром, через колебания давления и ширину просвета представляющим меняющееся соотношение силы систолического выброса и аортоартериального сопротивления. Весь систолический выброс крови в аорту проходит между электродами РГ и в конфигурации РАСГ отражается не только объемные, но и энергетические характеристики систолической волны. Как известно, кинетическая энергия, в том числе и систолического потока, выражается в формуле Σ=mV² (m - масса крови и V - скорость волны). Ввиду циклических изменений скорости от 0 и до 0 и даже до отрицательных величин ее с достаточным основанием можно заменить на усредненную величину - максимальное ускорение - а. При этом формула кинетической энергии переходит в формулу S-m·а, что означает силу сердечных сокращений (II закон Ньютона). Этот интегральный показатель энергии систолического выброса на РАСГ находит отражение в величине и ускорении расширения дуги аорты, что на основной кривой представлено в высоте и наклоне восходящей части I (кардиальной) волны. Максимальное ускорение систолической волны (расширения дуги аорты), - один из двух компонентов кинетической энергии систолы, представляет энергетику сокращения миокарда левого желудочка сердца в высоте I дифференциальной волны [Рашмер Р. Динамика сердечно-сосудистой системы (перевод с английского) / Р.Рашмер. - M.: Медицина, 1981. Гл. II-III].

Конечный участок нисходящего колена I волны дифференциальной кривой часто продолжается ниже изолинии, становится отрицательным, отражая ретроградное движение - отток крови из дуги аорты, что совпадает со снижением кровенаполнения в соответствующем интервале основной реограммы. Это второй интервал на обеих кривых РГ. Гемодинамической основой этого интервала является переход кинетической энергии, силы систолического выброса в потенциальную энергию растянутой аорты, аортальное сокращение (фиг.3, 4).

Далее на катакроте основной реограммы появляется выступ, расширение, как бы наложение второй волны. Соответственно, на дифференциальной кривой появляется положительная вторая волна, пик которой совпадает с выступом на основной кривой. Эта точка на обеих кривых РАСГ является отражением артериального сопротивления в его количественном соотношении к сопротивлению аортальному, это относительный показатель артериального тонуса.

На фиг.3 отмечены следующие интервалы реоаортосистолограммы:

а) Кардиальный - от начала до вершины основной кривой и соответственно - от начала восходящей до конца нисходящей положительной части I волны дифференциальной кривой. Он характеризует кинетическую энергию систолической волны.

б) Аортальный - от вершины до точки расширения на катакроте I волны основной кривой, что соответствует отрицательной части I волны дифференциальной кривой. Он представляет потенциальную энергию сокращения растянутой грудной аорты.

в) Артериальный - занимает нисходящую часть I основной волны от ее расщепления или расширения до конца цикла и соответствует второй и последующим нерегулярным мелким волнам дифференциальной кривой. Он отражает колебания артериального сопротивления.

Наблюдение 2. Обследуемая Б. 18 лет. Дата обследования 28/12/07.

Регистрационный №8 (фиг.4), клинически здорова.

На фиг.4 приведены основные графические показатели центральной гемодинамики по данным РАСГ, измеряя которые, получают:

Кардиоаортальный индекс - максимальная высота (вершина) I волны основной кривой в калибровочных дециомах.

Индекс систолического ускорения - высота первой волны дифференциальной кривой в Ом/с.

Артериальный индекс - высота артериальной волны основной кривой РГ соответственно пику второй дифференциальной волны в дециомах.

Цифры АД и ЧСС на момент РАСГ являются относительными поправочными прямо пропорциональными коэффициентами к индексам РАСГ.

Примеры использования способа реоаортосистолографии при обследовании больных в клинических ситуациях.

Наблюдение 3. Больной Д., 56 лет, ИБ №1-9188, поступил 22.11.07 DS.

Атеросклероз, ИБС, полная блокада правой ножки пучка Гиса, хроническая сердечная недостаточность I ст. артериальная гипертония 2 ст. Атеросклеротическая окклюзия левой подвздошной артерии, ишемия левой н/к 3 ст. Реомониторинг методом РАСГ в процессе операции аортобедренного шунтирования (фиг.5).

Этапы операции

1. Исходная РАСГ на операционном столе. Премедикация

2. Интубация, искусственная вентиляция

3. Задержка вентиляции для записи РАСГ

4. Лапаротомия, Х-пережатие брюшной аорты

5. Задержка вентиляции РАСГ

На операционном столе после премедикации регистрируется существенное исходное снижение эффективности сердечной деятельности с уменьшением всех 3 индексов РАСГ, что следует связать, прежде всего, со снижением кинетической энергии систолы, и, в значительной мере - с повышением аортоартериального сопротивления.

Реопоказатели центральной гемодинамики оставались стабильными в течение периода регистрации РАСГ. При пережатии брюшной аорты существенных сдвигов гемодинамики не зарегистрировано.

Наблюдение 4. Больной Е., 17 лет, ИБ №9729, поступил 16/12/07 DS.

Воспалительная опухоль малого таза с перфорацией толстой кишки, разлитой перитонит. Резекция опухоли, кишки, сигмостома. Повторная лапаротомия, резекция кишок. Двусторонняя пневмония, острая почечная недостаточность, септический шок. АД 102/54 мм рт.ст. на фоне инотропной поддержки дофамином, сопорозное состояние. РАСГ 28.12.07 (фиг.6).

Задержка дыхания для записи РАСГ невозможна. Тем не менее, на полученной реограмме регистрируется достаточно высокая энергия сердечных сокращений - высокие индексы кардиоаортальный и систолического ускорения при высокой тахикардии (110 уд/мин). Отсутствие артериальной волны на основной кривой свидетельствует о резком снижении артериального тонуса, артериального сопротивления.

Заявленное изобретение позволяет

1. Регистрировать и оценивать реографические показатели ведущего механизма центральной гемодинамики - кинетическую энергию систолического выброса, переходящую в потенциальную энергию аортальной и артериальной пропульсии в ключевом участке сердечно-сосудистой системы - на протяжении дуги аорты.

2. Снизить до минимума базовый импеданс между электродами реографа и регистрировать пульсовые колебания внутрисосудистого импеданса, что повышает информативность реографического исследования гемодинамики.

3. Проводить не только одноразовые и повторные исследования, но и продолжительную непрерывную регистрацию основных показателей центральной гемодинамики при динамическом контроле клинических состояний или последствий лечебных вмешательств.

4. Благодаря методической простоте и комфортности для больных и персонала проводить исследования в амбулаторных условиях и при диспансеризации населения.

Изобретение относится к области медицины, а именно к методам исследования системы кровообращения. Измеряют пульсовые колебания сопротивления переменному электрическому току реографа в аорте. При этом дугу аорты включают в цепь зондирующего тока, наложением одного электрода на шее в точке пульсации правой общей сонной артерии и второго - в верхней трети левого плеча в проекции левой плечевой артерии. При гемодинамическом анализе реоаортосистолограммы выделяют кардиальный, аортальный и артериальный интервалы и проводят визуальную оценку и количественное измерение кардиоаортального, артериального индексов и индекса систолического ускорения в калибровочных величинах электрического сопротивления и ускорения его изменений. Способ расширяет арсенал средств для исследования системы кровообращения. 6 ил.

Способ реоаортосистолографии путем измерения пульсовых колебаний сопротивления переменному электрическому току реографа в аорте, отличающийся тем, что включают дугу аорты в цепь зондирующего тока наложением одного электрода на шее в точке пульсации правой общей сонной артерии и второго - в верхней трети левого плеча в проекции левой плечевой артерии, а при гемодинамическом анализе реоаортосистолограммы выделяют кардиальный, аортальный и артериальный интервалы и проводят визуальную оценку и количественное измерение кардиоаортального, артериального индексов и индекса систолического ускорения в калибровочных величинах электрического сопротивления и ускорения его изменений.