СПОСОБ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРДЦА И ДИАГНОСТИКИ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОГО АНАЛИЗА Российский патент 2015 года по МПК A61B5/53 

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и предназначено для повышения точности диагностики хронической сердечной недостаточности (ХСН).

Наиболее близким аналогом является способ ранней диагностики хронической сердечной недостаточности человека (Патент РФ №2499553 МПК A61B 5/053, опубл. 27 ноября 2013 г. Авторы Мишланов В.Ю. и др.). Метод ранней диагностики хронической сердечной недостаточности человека основан на регистрации двух параметров электрического импеданса грудной клетки - модульного значения |Z| и угла φ - на частоте зондирующего переменного электрического тока 100 кГц биполярным методом, при условии наложения электродов на поверхность грудной клетки в III-VI межреберье по левой и правой парастернальным линиям. При этом диагностику сердечной недостаточности осуществляют путем расчета отношения |Z|/|φ| и его увеличения более чем в 5 раз.

Недостатками способа-прототипа являются ограниченный спектр диагностических возможностей, а именно невозможность диагностики систолической сердечной недостаточности, отсутствие оценки объемов камер, других структур сердца, что связано с позицией электродов на грудной клетке и применением исследования электрического импеданса только на одной частоте зондирующего переменного электрического тока.

Изобретение направлено на решение задачи повышения точности метода и расширения диагностических возможностей метода за счет диагностики систолической сердечной недостаточности и оценки структурно-функционального состояния сердца.

Поставленная задача решается с помощь признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как способ структурно-функционального исследования сердца и диагностики хронической сердечной недостаточности с помощью высокочастотного электроимпедансного анализа с применением биполярного метода измерения электрического импеданса грудной клетки и регистрацией средних величин модульного значения импеданса |Z| и фазового угла φ, расчетом отношения |Z|/|φ|, и отличительных существенных признаков, таких как измерение проводят при зондировании переменным электрическим током частотами 50, 100, 200 и 500 кГц, используют электрокардиографические электроды, диаметром 21 мм, первый из которых накладывают в III межреберье по левой парастернальной линии, а второй - последовательно в трех позициях: в первый раз - во II межреберье по левой стернальной линии (отведение 3-2), затем в III межреберье по правой парастернальной линии (отведение 3-3), затем в V или VI межреберье слева в проекции верхушечного толчка (отведение 3-5), и при снижении величины угла φ на частоте 200 кГц в отведении (3-2) менее 34° диагностируют легочную артериальную гипертензию, при увеличении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-3), более 15 диагностируют гипертрофию миокарда левого желудочка, при снижении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-5), менее 10 диагностируют дилатацию левого желудочка, при снижении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-5), менее 8 диагностируют снижение фракции выброса левого желудочка сердца менее 50% и соответствующую этим структурно-функциональным изменениям хроническую сердечную недостаточность.

Технический результат от вышеперечисленной совокупности существенных признаков - возможность структурно-функционального исследования сердца, диагностики хронической сердечной недостаточности и повышение ее точности.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Общие условия проведения диагностики:

- измерение электрического импеданса грудной клетки осуществляют биполярным методом (путем объединения токового и потенциального электродов или применения биполярных реографических приборов) Измерение проводят импедансным анализатором, имеющим соответствующие характеристики, например Медасс АВС-01 или другим («Устройство для измерения импеданса биологических сред» Патент РФ №2462185 от 19.07.2011 г. МПК A61B 5/08, опубл. 27.09.12 г. Авторы Судаков А.И., Шакиров Н.В., Зуев А.Л., Мишланов В.Ю.);

- электроды устанавливают на грудную клетку в проекции основных камер сердца и/или крупных сосудов справа и слева от грудины, например используют первую позицию электрода в III межреберье по левой парастернальной линии и различные позиции второго электрода - по стернальной линии слева во II межреберье (условное обозначение отведения - 3-2), по парастернальной линии справа в III межреберье (условное обозначение отведения - 3-3); в области верхушки сердца в V межреберье слева (условное обозначение отведения - 3-5).

- применяют круглые электроды из технической стали (диаметр 2,1 см) с присосками; измерение электрического импеданса осуществляют на частотах зондирующего переменного электрического тока от 50 до 500 кГц с одновременной регистрацией модульного значения импеданса |Z|, фазового угла φ и рассчитывают отношение |Z|/|φ|;

- рекомендуемая продолжительность измерения составляет не менее 1 минуты с определением не менее 576000 значений и усреднением полученных результатов.

Измеренные величины модульного значения электрического импеданса соответствуют диаметру крупных легочных сосудов, аорты или камер сердца - основных проводников электрического тока - и зависят от их изменений в кардиоцикле. Величина угла φ отражает электрическую емкость различных компонентов грудной клетки, прежде всего плевральных листков и перикарда, состоящих из плотной волокнистой соединительной ткани, а также зависит от толщины миокарда желудочков и клеточного состава тканей. Увеличение модульного значения электрического импеданса |Z| соответствует уменьшению площади поперечного сечения проводника электрического тока - крупного кровеносного сосуда или камеры сердца, согласно известному физическому закону, выражаемому формулой:

|Z|=X_L+X_C+ρ*L/S,

где X_L - индуктивное реактивное сопротивление, X_C -емкостное реактивное сопротивление, ρ - удельное активное электрическое сопротивление, L - длина межэлектродного расстояния, S - площадь поперечного сечения проводника электрического тока.

Способ осуществляют следующим образом. Пациент находится в положении лежа на спине. Электроды диаметром 2,1 см с присосками для электрокардиографического исследования, изготовленные из технической стали, смачивают проточной водой и накладывают на поверхность грудной клетки в проекции крупных сосудов или камер сердца, например первый электрод - по левой парастернальной линии в III межреберье, а второй - во II межреберье слева от грудины (отведение 3-2), или по парастернальной линии в области III межреберье справа от грудины (отведение 3-3), или в проекции верхушки сердца в V или VI межреберье слева (отведение 3-5). Начинают регистрацию электрического импеданса при частоте зондирующего переменного электрического тока малой мощности 50, 100, 200, 500 кГц и записывают полученные через 1 минуту средние значения |Z| и |φ|, рассчитывают отношение |Z|/|φ|. При снижении величины угла φ на частоте 200 кГц в отведении (3-2) менее 34° диагностируют легочную артериальную гипертензию, при увеличении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-3), более 15 диагностируют гипертрофию миокарда левого желудочка, при снижении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-5), менее 10 диагностируют дилатацию левого желудочка, при снижении отношения |Z|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении (3-5), менее 8 диагностируют снижение фракции выброса левого желудочка сердца менее 50% и соответствующую этим структурно-функциональным изменениям хроническую сердечную недостаточность.

Пример 2

Обследовано 24 больных кардиологическими заболеваниями, из них 10 мужчин, 14 женщин, 3 имели изолированную артериальную гипертензию 2 степени, 16 - сочетанное течение артериальной гипертензии 2-3 степени и стенокардии напряжения 2-3 функциональных классов, 5 - изолированную стенокардию напряжения 2 функционального класса. Всем больным выполнено эхокардиографическое исследование, а также высокочастотный электроимпедансный анализ кардиогемодинамики. Результаты обработаны с помощью пакета компьютерных программ Statistica 8.0. Методом корреляционного анализа установлены достоверные взаимосвязи между величиной модуля угла φ, измеренного в отведении (3-2) на частоте зондирующего переменного тока 200 кГц, и средним давлением в легочной артерии, r=-0,98, р=0,0027; между величиной отношения |Ζ|/|φ|, измеренных в отведении (3-3) на частоте 200 кГц, и величинами толщины межжелудочковой перегородки и задней стенки левого желудочка, r=0,61, р=0,0159, и r=0,71, р=0,0030, соответственно; между величиной отношения |Ζ|/|φ|, измеренных в отведении (3-5) на частоте 200 кГц, и величинами конечного систолического размера левого желудочка, конечного диастолического размера левого желудочка, конечного систолического объема левого желудочка, конечного диастолического объема левого желудочка, массой миокарда левого желудочка и индексом массы миокарда левого желудочка, а также величиной фракции выброса левого желудочка (r=-0,69, р=0,0046; r=-0,60, р=0,0187; r=-0,67, р=0,0081, r=-0,64, р=0,0133, r=-0,58, р=0,0226, r=-0,60, р=0,0173, r=0,79, р=0,0004, соответственно). Чувствительность (частота выявления заболевания) эталонного метода диагностики хронической сердечной недостаточности составила 95,8%, нового способа - 100%. Приведенный пример показывает, что новый способ диагностики сердечной недостаточности превосходит эталонный метод по частоте выявления заболевания при сопоставлении с эхокардиографическим методом, что объясняется одновременной регистрацией совокупности признаков, а именно снижения величины угла φ на частоте 200 КГц в отведении 3-2 менее 34° и/или увеличения отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-3, более 15, и/или снижения отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-5, менее 10.

Пример 3

Пациент А., 57 лет. Диагноз: ИБС, постинфарктный кардиосклероз (2009), коронарное шунтирование (2 шунта, 2009). Осл.: Хроническая сердечная недостаточность 3 ф.к. (по классификации NYHA). Рост 169 см, вес 65 кг, ИМТ 22,8. Измеренные методом высокочастотного анализа кардиогемодинамики значения электрического импеданса грудной клетки составили: в отведении (3-2) на частоте 200 кГц угол φ=63,9°, в отведении (3-3) на частоте 200 кГц отношение |Z|/|φ|=15,1, в отведении (3-5) на частоте 200 кГц соотношение |Z|/|φ|=13,9. Эхокардиографическим методом 21.12.2013. выявлено: СрДЛА=16 мм рт.ст., ТЗСЛЖ=1,4 см, ЗСЛЖ=1,2 см; КСР ЛЖ=44 мм, КСР ЛЖ=32 мм, КСО ЛЖ=41 см³, КДО ЛЖ=88 см³, ММЛЖ=215,1 г, ИММЛЖ=112 г/м², ФВ ЛЖ=53%. Заключение: легочная артериальная гипертензия не выявлена, признаки концентрической гипертрофии левого желудочка, сократительная способность левого желудочка удовлетворительная.

Пример 4

Пациент А., 78 лет; диагноз: ИБС, нарушение ритма сердца по типу перманентной тахисистолической формы фибрилляции предсердий. Осл.: хроническая сердечная недостаточность 3 ф.к. (по классификации NYHA). Рост 169 см, вес 69 кг, ИМТ 24,2. Измеренные методом высокочастотного анализа кардиогемодинамики значения электрического импеданса грудной клетки составили: в отведении (3-2) на частоте 200 кГц угол φ=62,1°, в отведении (3-3) на частоте 200 кГц отношение |Z|/|φ|=9,3, в отведении (3-5) на частоте 200 кГц отношение |Z|/|φ|=9,2. Эхокардиографическим методом 21.12.2013. выявлено: СрДЛА=24 мм рт.ст., ТЗСЛЖ=0,9 см, ЗСЛЖ=0,8 см; КСР ЛЖ=55 мм, КСР ЛЖ=75 мм, КСО ЛЖ=159 см³, КДО ЛЖ=294 см³, ММЛЖ=297,5 г, ИММЛЖ=151,1 г/м², ФВ ЛЖ=48,8%. Заключение: легочная артериальная гипертензия не выявлена, дилатация левого желудочка, сократительная способность левого желудочка снижена.

Представленные примеры демонстрируют взаимосвязи клинической картины заболевания, сопровождающегося клиническими признаками хронической сердечной недостаточности, эхокардиографическими данными о наличии структурно-функциональных нарушений и измененными результатами электроимпедансных характеристик кардиогемодинамики.

Из описания и практического применения настоящего изобретение специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения Данное описание и примеры рассматриваются как материал иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. Способ заключается в проведении диагностики хронической сердечной недостаточности. Диагностику проводят с использованием высокочастотного электроимпедансного анализа. Проводят биполярные измерения электрического импеданса грудной клетки с регистрацией средних величин модульного значения импеданса |Ζ| и фазового угла φ, расчетом отношения |Ζ|/|φ|. При этом измерения проводят при зондировании переменным электрическим током частотами 50, 100, 200 и 500 кГц. Используют электрокардиографические электроды диаметром 21 мм. Первый электрод устанавливают в III межреберье по левой парастернальной линии. Второй - последовательно в трех позициях. В первый раз второй электрод устанавливают во II межреберье по левой стернальной линии, отведение 3-2. Затем - в III межреберье по правой парастернальной линии, отведение 3-3. После этого - в V или VI межреберье слева в проекции верхушечного толчка, отведение 3-5. При этом при снижении величины модуля угла φ на частоте 200 кГц в отведении 3-2 менее 34°, и/или увеличении отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-3, более 15, и/или снижении отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-5, менее 10 диагностируют хроническую сердечную недостаточность. Способ повышает точность диагностики за счет измерения и одновременной регистрации указанных параметров. 4 пр.

Способ диагностики хронической сердечной недостаточности с помощью высокочастотного электроимпедансного анализа с применением биполярного метода измерения электрического импеданса грудной клетки и регистрацией средних величин модульного значения импеданса |Ζ| и фазового угла φ, расчетом отношения |Ζ|/|φ|, отличающийся тем, что измерение проводят при зондировании переменным электрическим током частотами 50, 100, 200 и 500 кГц, используют электрокардиографические электроды диаметром 21 мм, первый из которых устанавливают в III межреберье по левой парастернальной линии, а второй - последовательно в трех позициях: в первый раз - во II межреберье по левой стернальной линии, отведение 3-2, затем в III межреберье по правой парастернальной линии, отведение 3-3, затем в V или VI межреберье слева в проекции верхушечного толчка, отведение 3-5, и при снижении величины модуля угла φ на частоте 200 кГц в отведении 3-2 менее 34°, и/или увеличении отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-3, более 15, и/или снижении отношения |Ζ|/|φ|, измеренных на частоте 200 кГц в отведении 3-5, менее 10 диагностируют хроническую сердечную недостаточность.