Способ оценки жесткости аорты Российский патент 2024 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, но также может применяться в функциональной диагностике, терапевтической практике, профилактической медицине, гериатрии для персонификации оценки сердечно-сосудистого риска (ССР) на основе показателей неинвазивной артериографии.

В настоящее время жесткость (ригидность) аорты и крупных артерий является независимым фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, прогностически даже более значимым, чем «классические» среднесуточное артериальное давление или уровень холестерина крови, и может использоваться в качестве прогностического маркера субклинического повреждения сердца.

Доказано, что раннее старение сосудов характеризуется качественными изменениями артериальной стенки (ремоделированием) и проявляется увеличением жесткости сосудов. Это приводит к нарушению их демпфирующей функции, повышению скорости распространения прямой и отраженной пульсовых волн, что является причиной увеличения центрального амплификационного давления в результате возвращения основной отраженной волны к основанию аорты во время систолы.

Характеристики жесткости артериальной системы сегодня признаются экспертами ранними доклиническими признаками поражения органов- мишеней (см. Брояка Н.А., Сенчихин В.Н., Лямина С.В., Коростова Е.А., Лямина Н.П. Артериальная ригидность - надежный маркер эндотелиальной дисфункции на начальных этапах развития артериальной гипертонии. Артериальная гипертензия. 2008;14(4):336-340. doi:10.18705/1607-419X-2008- 14-4-336-340; Кобалава Ж.Д., Котовская Ю.В., Ахметов Р.Е. Артериальная ригидность и центральное давление: новые патофизиологические и лечебные концепции. Артериальная гипертензия. 2010; 16(2): 126-133. doi: 10.18705/1607- 419Х-2010-2-). В связи с этим возможность определить указанные характеристики неинвазивным способом имеет особое значение в ранней персонифицированной диагностике ССР.

Известны способы определения артериальной (аортальной) ригидности, которые включают автоматическое определение параметров жесткости аорты, а именно скорости распространения пульсовой волны, показателя увеличения аорты (индекс аугментации), систолического и диастолического кровяного давления в плечевой артерии и в аорте, с последующей оценкой показателей и заключением врача о степени кардиоваскулярного риска (см. патент RU №2338458, МПК А61В 5/022, А61В 5/0205, А61В 5/024, А61В 5/0285, G01L 23/10, дата публикации 20.11.2008 г. и см. заявку WO №2013110929, МПК А61В 5/02, А61В 5/026, А61В 5/0285, дата публикации 01.08.2013 г.).

Недостатком указанных аналогов является трудоемкость оценки полученных параметров, требующих присутствия опытного специалиста.

В качестве ближайшего аналога принят способ оценки жесткости аорты при помощи определения расчетных индексов на основе показателей артериографии и анализ полученных результатов (см. патент RU №2718278, МПК А61В 8/04, дата публикации 01.04.2020 г.).

Недостатком ближайшего аналога является отсутствие дополнительной градации в диапазоне контрольных значений расчетных индексов, в результате чего отсутствует и возможность индивидуализации оценки жесткости аорты.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа оценки жесткости аорты.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в повышении объективности оценки жесткости аорты при возможности ее индивидуализации.

Поставленная задача решается тем, что способ оценки жесткости аорты, включающий проведение неинвазивной артериографии, определение расчетных индексов на основе показателей артериографии и анализ полученных результатов отличается тем, что в качестве показателей неинвазивной артериографии используют скорость распространения пульсовой волны по аорте СПВА в м/с, индекс аугментации ИА в %, длительность периода изгнания левого желудочка ПИЛЖ в мин, частоту сердечных сокращений ЧСС в уд/мин, а также систолический ИПС и диастолический ИПД индексы площади сердечного цикла в %, а в качестве расчетных индексов используют индекс периода изгнания левого желудочка ИПИ в мс, корригированный по частоте сердечных сокращений и определяемый по формуле

ИПИ = 1,65 × ЧСС + ПИЛЖ

и соотношение ИПС/ИПД в условных единицах, далее в комплексе анализируют значения СПВА, ИА, ИПИ и ИПС/ИПД и в случае, когда СПВА ≤ 9,7 м/с, ИА ≤ -10%, ИПС/ИПД = 0,85 - 0,95 уел. ед. и ИПИ = 405-425 мс делают вывод о нормальной жесткости аорты, в случае, когда 9,7 м/с < СПВА ≤ 12 м/с, -10% < ИА ≤ 10%, 0,95 усл. ед. < ИПС/ИПД ≤ 1 уел. ед. и ИПИ > 425 мс делают вывод о повышенной жесткости аорты, в случае, когда СПВА > 12 м/с, ИА > 10%, ИПС/ИПД > 1 уел. ед. делают вывод о наличии патологических изменений механических свойств аорты.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признаки «в качестве показателей неинвазивной артериографии используют скорость распространения пульсовой волны по аорте СПВА в м/с, индекс аугментации ИА в %, длительность периода изгнания левого желудочка ПИЛЖ в мин, частоту сердечных сокращений ЧСС в уд/мин, а также систолический ИПС и диастолический ИПД индексы площади сердечного цикла в %» описывают показатели с размерностью, которые регистрируют при неинвазивной артериографии и используют для определения расчетных индексов.

Скорость распространения пульсовой волны по аорте (СПВА) является независимым предиктором ишемической болезни сердца и инсульта у бессимптомных, практически здоровых субъектов, а также является надежным индикатором сердечно-сосудистого риска и все чаще используется в клинической практике (см. Гурфинкель Ю.И., Кацэ Н.В., Парфенова Л.М., Иванова И.Ю., Орлов В.А. Сравнительное исследование скорости распространения пульсовой волны и эндотелиальной функции у здоровых и пациентов с сердечно-сосудистой патологией. Российский кардиологический журнал. 2009;(2):38-43). Более того, это также связано с субклиническим атеросклерозом коронарных артерий независимо от общепринятых факторов риска, включая индексы артериального давления. Было показано, что увеличение СПВА предсказывает сердечно-сосудистую смертность у людей с терминальной стадией заболевания почек, гипертонии, сахарного диабета и среди населения в целом (см. Фазылов Н-М., Орозматов Т.Т., Сабиров И.С., Хасанова Ш.Ш., Сабирова А.И. Показатели жесткости артерий, как параметры прогноза развития сердечно-сосудистых осложнений. The Scientific Heritage. 2021; (65-2), 48-54. doi: 10.24412/9215-0365-2021-65-2-48-54).

Индекс аугментации ИА отражает сумму сопротивления артериальной системы, прежде всего ее самого дистального сегмента, потоку крови.

Признаки «в качестве расчетных индексов используют индекс периода изгнания левого желудочка ИПИ в мс, корригированный по частоте сердечных сокращений и определяемый по формуле

и соотношение в условных единицах» описывают расчетные индексы и формулы для определения их значений.

Признаки «в комплексе анализируют значения СПВА, ИА, ИПИ и ИПС/ИПД и в случае, когда , , ИПС/ИПД=0,85-0,95 уел. ед. и ИПИ = 405-425 мс делают вывод о нормальной жесткости аорты, в случае, когда 9,7 м/с < СПВА ≤ 12 м/с, -10% < ИА ≤ 10%, 0,95 уел. ед. < ИПС/ИПД ≤ 1 уел. ед. и ИПИ > 425 мс делают вывод о повышенной жесткости аорты, в случае, когда СПВА > 12 м/с, ИА > 10%, ИПС/ИПД > 1 уел. ед. делают вывод о наличии патологических изменений механических свойств аорты» описывают особенности оценки жесткости аорты.

Соотношение ИПС/ИПД характеризует изменение значения систолической коронарной перфузии.

При патологических состояниях, сопровождающихся увеличением жесткости аорты, соотношение индексов коронарной перфузии (ИПС/ИПД) смещается в сторону ИПС, приближаясь к значению «1» или даже превышая ее, удлиняется ИПИ из-за ухудшения условий коронарной перфузии, что характеризует выраженные нарушения жесткости аорты и повышение уровня кардиоваскулярного риска при комплексной оценке.

Контрольные значения СПВА, ИА, ИПИ и ИПС/ИПД определяли на основе известных данных и результатах исследований авторов (см. Невзорова В.А., Бродская Т.А., Голотина О.В., Шекунова О.И. Сердечно-сосудистая дисфункция при хронической обструктивной болезни легких и ишемической болезни сердца (функционально-метаболические параллели). Монография - Владивосток: Дальнаука, 2015. - 160 с. ISBN 978-5-8044-1548-9; User’s manual. TensioClinic TensioMed Arteriograf and TensioMed Program. TensioMed: 2017; 48 p. http://www.tensiomed.com/download/manual_arg_bt_en.pdf; Alhakak A.S., Teerlink J.R., Lindenfeld J. and all. The significance of left ventricular ejection time in heart failure with reduced ejection fraction. European Journal of Heart Failure. 2021; 23(4): 541-551. doi:10.1002/ejhf.2125).

Заявляемый способ осуществляют на стандартном оборудовании в несколько этапов.

1. Проведение неинвазивной артериографии, например на артериографе TensioClinic ТL1 («TensioMed», Венгрия) с регистрацией ее показателей.

Неинвазивная артериография не требует специальной подготовки пациента и проводится по стандартной методике.

В процессе проведения неинвазивной артериографии регистрируют следующие показатели:

- скорость распространения пульсовой волны по аорте СПВА в м/с;

- индекс аугментации ИА в %;

- длительность периода изгнания левого желудочка ПИЛЖ в мин;

- частоту сердечных сокращений ЧСС в уд/мин;

- систолический ИПС и диастолический ИПД индексы площади сердечного цикла в %.

2. Определение расчетных индексов на основе показателей неинвазивной артериографии.

Индекс периода изгнания левого желудочка ИПИ в мс, корригированный по частоте сердечных сокращений, определяют по формуле ИПИ = 1,65 × ЧСС + ПИЛЖ,

где ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин;

ПИЛЖ - длительность периода изгнания левого желудочка, мин.

Вторым расчетным индексом является соотношение ИПС/ИПД, выраженное в условных единицах.

3. Анализ полученных результатов.

В комплексе анализируют значения СПВА, ИА, ИПИ и ИПС/ИПД и в случае, когда СПВА ≤ 9,7 м/с, ИА ≤ -10%, ИПС/ИПД = 0,85 - 0,95 уел. ед. и ИПИ = 405 - 425 мс делают вывод о нормальной жесткости аорты, в случае, когда 9,7 м/с < СПВА ≤ 12 м/с, -10% < ИА ≤ 10%, 0,95 уел. ед. < ИПС/ИПД ≤ 1 уел. ед. и ИПИ > 425 мс делают вывод о повышенной жесткости аорты, в случае, когда СПВА > 12 м/с, ИА > 10%, делают вывод о наличии патологических изменений механических свойств аорты.

Сущность способа поясняется клиническим примером.

Одними из трудных в клинической практике считаются ситуации оценки ССР у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Согласно данным исследований, ХОБЛ признается заболеванием, при котором возрастает риск сердечно-сосудистых осложнений, более того, ХОБЛ признается экспертами клинической «моделью» преждевременного старения. Также известно, что оценка ССР у пациентов с ХОБЛ затруднена в силу ряда причин (см. Невзорова В.А., Захарчук Н.В., Бродская Т.А., Сарафанова Н.С., Гулиев А.А. Оценка сердечно-сосудистого риска при хронической обструктивной болезни легких с использованием показателей спирометрии. Сибирское медицинское обозрение. 2018. Т. 110. № 2. С. 18-24. DOI: 10.20333/2500136-2018-2-18-24).

Авторы провели обследование 86 человек с заболеванием ХОБЛ и 35 человек сопоставимого возраста без соматических заболеваний.

Критериями включения в исследование пациентов с ХОБЛ были:

- наличие ХОБЛ I, II, III стадии в периоды ремиссии и обострения заболевания;

- возраст от 45 до 70 лет;

- получение информированного согласия на участие в исследовании.

Критериями исключения являются:

- наличие цереброваскулярных заболеваний (инсульт, транзиторная ишемическая атака);

- заболевания сердца (клинически выраженная ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда в анамнезе, коронарная реваскуляризация, хроническая сердечная недостаточность IIБ и III стадии, редкие заболевания миокарда);

- устойчивая форма фибрилляции предсердий;

- гипертоническая болезнь;

- атеросклероз аорты;

- сахарный диабет;

- беременность и период лактации;

- онкологические заболевания;

- тяжелая почечная или печеночная недостаточность;

- эндокринная патология;

- злоупотребление алкоголем;

- острые и хронические воспалительные заболевания в фазе обострения;

- лица старческого возраста, не способные понять цели и задачи исследования;

- отказ от участия в исследовании.

Пациенты с ХОБЛ разделены на 3 подгруппы: I группа - 32 пациента (37,2%) с I стадией, II - 33 пациента (38,4%) со II стадией, III - 21 пациент (24,4%) с III стадией болезни.

Результаты исследований приведены в таблице 1

Таблица 1

Характеристики жесткости аорты

у пациентов с ХОБЛ и лиц контрольной группы

Характеристика ХОБЛ Ι ст.
n = 32 ХОБЛ ΙΙ ст.
n = 33 ХОБЛ ΙΙΙ ст.
n = 21 Контроль
n = 35 СПВА, м/с 6,16±0,7 10,24±1,2* 7,5±1,5 6,2±1,1 5,9±0,5 8,2±1,8*,° 7,7±1,4 ИА, % -73,4±6,7* -15,2±6,1* -45,5±6,5 -40,9±8,1 -62,7±6,4*,° -25,9±5,2*,° -36,7±5,5° ИПС / ИПД 0,945±0,05 0,984±0,15* 1,51±0,02* 0,862±0,15 0,964±0,08 0,894±0,12* 1,088±0,1*,° ИПИ, мс 416,5±9,7 423,8±11,6* 432,1±12,8* 404,8±9,1 417,7±10,5 413,9±8,3 417±10,8*,°

Примечания

В верхней строке представлены показатели в период обострения ХОБЛ, в нижней - в период ремиссии.

Достоверность различий при р<0,05:

* - между каждой из групп пациентов и контролем;

° - между периодом обострения и ремиссии.

При комплексном анализе показателей неинвазивной артериографии и расчетных индексов установлено, что жесткость аорты закономерно повышается при I и II стадиях заболевания, но существенно снижается, приближаясь к нормальным значениям, у большинства пациентов в III стадии (см.табл.1).

Авторы провели сравнительный анализ механических свойств аорты (которые включают показатели неинвазивной артериографии и расчетные индексы) с клиническими характеристиками пациентов и данными трансторакальной ультразвуковой эхокардиографии и пришли к выводу, что на первых этапах увеличение жесткости объясняется усилением «агрессивности» патогенетических факторов ХОБЛ, а снижение СПВА в III стадии - гемодинамической составляющей, в том числе нарастающей гиподинамией миокарда.

К такому заключению авторы пришли, рассмотрев взаимосвязи морфофункционального состояния миокарда и механических свойств аорты.

СПВА незначительно зависела от прогрессивно нарастающего уровня гипоксемии (r = -0,28 (р>0,05)), но была связана с нарушением диастолической функции левого желудочка (ЛЖ) - соотношением скоростей трансмитрального кровотока (Е/А) и удлинением индекса периода изгнания (r = -0,57 и r = -0,49 (р<0,05)), а так же индексом массы миокарда ЛЖ (r = 0,61 (р<0,05)).

Показатель насосной функции сердца (функция выброса левого желудочка) был положительно связан с СПВА (r = 0,37 (р<0,05)).

Интегрирующий показатель производительности сердца - сердечный индекс тесно коррелировал с СПВА (r = 0,88 (р<0,01)).

Таким образом, повышение жесткости аорты при ХОБЛ взаимосвязано с повышением жесткости миокарда ЛЖ. Более того, функциональное состояние миокарда во многом определяет динамику изменения СПВА в процессе прогрессирования ХОБЛ.

Псевдонормальный уровень СПВА при III стадии ХОБЛ может объясняться ухудшением насосной функции миокарда ЛЖ. Значения ИПС / ИПД и ИПИ имеют тенденцию к увеличению от I к III ст. ХОБЛ, что характеризует повышение жесткости аорты, ухудшение условий коронарной перфузии, а также нарушение систолической функции сердца. При тяжелой ХОБЛ складываются и другие условия, способные влиять на снижение скорости распространения пульсовой волны в аорте, такие как повреждение эндотелия, увеличение вязкости крови, уменьшение венозного возврата к сердцу, механическое влияние прогрессирующей эмфиземы, а также, по данным некоторых авторов, критическое нарушение механических свойств аорты вплоть до аневризматизации (см. Невзорова В.А., Бродская Т.А., Голотина О.В., Шекунова О.И. Сердечно-сосудистая дисфункция при хронической обструктивной болезни легких и ишемической болезни сердца (функционально-метаболические параллели). Монография - Владивосток: Дальнаука, 2015. - 160 с. ISBN 978-5-8044-1548-9). Описанные изменения являются важными факторами повышения риска кардиоваскулярных осложнений у данной категории пациентов.

Из массива изучаемых показателей неинвазивной артериографии индекс ИПС/ИПД наиболее тесно коррелировал с уровнем гипоксемии (r = -0,84; р<0,01), тяжестью (r = 0,72; р<0,01) и длительностью (r = 0,67; р<0,01) заболевания, что ставит его в разряд дополнительных информативных критериев тяжести ХОБЛ и высокого кардиоваскулярного риска.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии и функциональной диагностике, и может быть использовано для проведения неинвазивной оценки жесткости аорты. Проводят неинвазивную артериографию и определяют значение следующих показателей: скорость распространения пульсовой волны по аорте СПВА в м/с, индекс аугментации ИА в %, длительность периода изгнания левого желудочка ПИЛЖ в мин, частота сердечных сокращений ЧСС в уд./мин, а также систолический ИПС и диастолический ИПД индексы площади сердечного цикла в %. На основании полученных данных рассчитывают индекс периода изгнания левого желудочка ИПИ и соотношение ИПС/ИПД. При СПВА ≤9,7 м/с, ИА ≤-10%, ИПС/ИПД=0,85-0,95 усл. ед. и ИПИ=405-425 мс делают вывод о нормальной жесткости аорты. При 9,7 м/с <СПВА≤ 12 м/с, -10%<ИА≤10%, 0,95 усл. ед.<ИПС/ИПД ≤1 усл. ед. и ИПИ>425 мс делают вывод о повышенной жесткости аорты. А при СПВА>12 м/с, ИА>10%, ИПС/ИПД>1 усл. ед. делают вывод о наличии патологических изменений механических свойств аорты. Способ позволяет повысить объективность неинвазивной оценки жесткости аорты за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 1 табл.

Способ оценки жесткости аорты, включающий проведение неинвазивной артериографии, определение расчетных индексов на основе показателей артериографии и анализ полученных результатов, отличающийся тем, что в качестве показателей неинвазивной артериографии используют скорость распространения пульсовой волны по аорте СПВА в м/с, индекс аугментации ИА в %, длительность периода изгнания левого желудочка ПИЛЖ в мин, частоту сердечных сокращений ЧСС в уд./мин, а также систолический ИПС и диастолический ИПД индексы площади сердечного цикла в %, а в качестве расчетных индексов используют индекс периода изгнания левого желудочка ИПИ в мс, корригированный по частоте сердечных сокращений и определяемый по формуле

ИПИ=1,65×ЧСС+ПИЛЖ,

и соотношение ИПС/ИПД в условных единицах, далее в комплексе анализируют значения СПВА, ИА, ИПИ и ИПС/ИПД и, в случае, когда СПВА ≤9,7 м/с, ИА ≤-10%, ИПС/ИПД=0,85-0,95 усл. ед. и ИПИ=405-425 мс, делают вывод о нормальной жесткости аорты, в случае, когда 9,7 м/с<СПВА≤12 м/с, -10%<ИА≤10%, 0,95 усл. ед.<ИПС/ИПД ≤1 усл. ед. и ИПИ>425 мс, делают вывод о повышенной жесткости аорты, в случае, когда СПВА>12 м/с, ИА>10%, ИПС/ИПД>1 усл. ед., делают вывод о наличии патологических изменений механических свойств аорты.