Способ определения функционального состояния миокарда левого желудочка Советский патент 1991 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине, а именно к способам диагностики функционального состояния внутренних органов, точнее сердца.

Целью изобретения является повышение точности и ускорение определения функционального состояния миокарда левого желудочка.

Способ иллюстрируется чертежами (фиг.1 и 2).

Способ осуществляют следующим образом.

Во время кардиохирургической операции на открытом сердце после вскрытия гру- дины и перикарда в полость левого желудочка сердца вводят катетер для измерения внутриполостного давления. На эпи- кардиальной поверхности миокарда левого желудочка выбирают зону, свободную от видимых атеросклеротических, ишемических и других патологических изменений. В этой

зоне в миокард левого желудочка на 1 /2 его толщины внедряют датчик интрамиокарди- ального давления (фиг, 1), которым может быть либо заполненная несжимаемой жидкостью пункционная игла 0 1,0-1,2 мм с торцовыми и боковыми отверстиями, либо катетер того же диаметра с эластичным сферическим баллончиком на конце, либо какой-нибудь другой датчик давления достаточно малых (не более 1/10 толщины стенки миокарда) размеров. В этой же зоне на эпикардиальной поверхности размещают датчики деформаций, которые представляют собой тонкую пластину, закрепленную на игольчатых опорах, установленных в миокарде. На пластине имеется тензодатчик, соединенный по мостовой схеме с измерительным устройством. Датчик предварительно калибруют и тарируют, в качестве измерителя деформации могут быть исполь- зованы какие-либо другие контактные или

о ел ю о

ю

бесконтактные устройства, позволяющие определять перемещение эпикардиальной поверхности миокарда левого желудочка, На .аорту устанавливают измеритель расход крови, в качестве которого используют электромагнитный расходомер Лотос-5 либо какой-нибудь другой датчик, позволяющий регистрировать объемную или линейную скорость потока крови по известному сечению аорты в зоне установки датчика.

Все описанные выше параметры визу- зльноотобоажаются на многоканальном самописце типа Mingog.rat или на каком-нибудь другом графическом устройстве, позволяющем синхронизировать, ка- либровать и тарировать поступающие с датчиков электрические сигналы. Эти же сигналы могут быть использованы в качестве входных в автоматизированной системе сбора и переработки кардиохирургической информации типа Симфония, а также в другой информационной либо информационно-поисковой автоматизированной системе.

В ходе подготовки к кардиохирургиче- ской операции,на этапах дооперационной и интраоперационной диагностики опреде- пяют и уточняют характерные размеры левого желудочка сердца (фиг.1): длину от оснооамия до вершины (большая ось), дмз метр ь основании (малая ось), сте ки в зоне измерения интрамиокардиального давления и конечно-диастолический объем полос,и левого желудочка. Далее в программируемое устройство (например, мик- рокалькулятор МК-54, МК-61, ПЭВМ ДВК-2м либо любое другое устройство), где имеются программы вычислений по формулам

ст Р

лж

(к-ну

FT - ( R - Н )

R3

2 ( R - Н/2 )J

+ Pv

в.1()+

V0

Ес

а

Ј

где 2R - наружный диаметр фиброзного кольца клапанов;

Н - толщина стенки миокарда;

Рлж- внутриполостное давление в левом55 желудочке;

Рим - йнтрамиокардиальное давление;

Ј - деформация эпикардиальной поверхности миокарда;

5 0

5 0

5 0 5

0

5

0

5

А V - расход крови по аорте;

Vo - объем полости левого желудочка в конце фазы систолы,

вводят все измеренные величины в моменты времени, соответствующие интересующим точкам сердечного цикла. Сравнивают Рим с Рлж по номограммам (фиг.2). Полученные результаты характеризуют жесткост- ные и сократительные свойства мышечных волокон миокарда сердца оперируемого больного.

Пример. После вскрытия грудины и перикарда измерены размеры левого желудочка, мм:

L -92

R -31

Н 15

V0 85 см3.

Установлены да-чики деформаций, расходомера, внугрижелудочкового и интрамиокардиального давлений, подключены к самописцу.

В качестве примера расчеты проводили в точках А и В сердечного цикла. Точка А соответствует концу фазы наполнения, а точка В взята в фазу изоволюмического сокращения.

По тариповочным таблицам, индивидуальным для каждого датчика, определяют

а)для точки А

давление в левом желудочке Рлж 0,2 г/мм2; интрамиокарди альное давление Рим 0,04 г/мм2; деформация эпикардиальной поверхности

Ј 0,035;

б)для точки В

давление в левом желудочке Рлж 0,8 г/мм2: йнтрамиокардиальное давление Рим 0,13 г/мм2; деформация эпикардиальной поверхности

С 0,035.

Расход крови по аорте составил за рассматриваемый цикл Д V 56 см3. Далее рассчитывают по формулам и получают: Для точки А - а 0,1024 г/мм2 Ј 0,1103

Есек 0,928 г/мм2; Для точки В - а 0,3796 г/мм2 Ј 0,1103

Есек 0,928 г/мм2.

Таким образом, получают один из основных параметров механических свойств миокарда - секущий модуль упругости, определяющий его жесткостные свойства.

Затем для имеющегося соотношения R/H (в нашем случае R/H 2,0)по номограммам, представленным на фиг.2, находят значение х -параметра, определяющего сократительное состояние миокарда. В точке А 1,0, что характеризует отсутствие сократительных деформаций в точке А - точке участка наполнения, определяемого пассивными свойствами миокарда. В точке В х 0-65, что определяет величину сокращения мышечных волокон миокарда в данной точке фазе сердечного цикла, равную 35%.

Известно, что различные патологические изменения ткани миокарда приводят : изменениям пассивных жесткосгных свойств. Так, атеросклеротические изменения приводят к увеличению модуля упруго РР1/

сти Е , а изменения в зоне ишемии - х уменьшению модуля упругости Есек. Таким образом, по изменению модуля упругости, рассчитанного в фазу наполнения по предлагаемому способу, судят о величине патологических изменений миокарда.

Известно, что степень сокращений миокарда зависит от его состояния и различных инотропных факторов, например от терапевтического воздействия лекарственных препаратов, стимулирующих или снижающих сердечную деятельность. Рассчитанный параметр % , определяющий сократительную способность миокарда, дает количественную оценку изменения сокращения мышечных волокон, По

--сече

совокупности параметров Е и % до и после операции судят о результатах хирургического вмешательства. Например, уменьшение % от 0,65 до 0,30 при неизменном Есек приводит к увеличению сокращения мышечных волокон с 35 до 70%, что указывает на стимуляцию работы сердца.

Таким образом, способ дает возможность получения количественных оценок таких важнейших характеристик миокарда, как жесткость и сократимость, которые позволяют судить о состоянии и изменениях сердечной мышцы.

Формула изобретения Способ определения функционального состояния миокарда левого желудочка сердца путем оценки его жесткостных и сократительных свойств,отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа и его ускорения, измеряют наружный диаметр фиброзного кольца митрального клапана, длину оси левого желудочка от фиброзного кольца до его вершины, толщину стенки миокарда на расстоянии 1 /3 - 1 /2 ДЛИНУ оси желудочка от фиброзного кольца, затем синхронно ,на протяжении сердечного цикла измеряют внугрипс/юстно дазпеч

э левом жс.., интрамиояардиэлъкое давлеи /е в зо;-.е измере.-w толщины при пзгружения датчика в миокард, рлв- ной пс/юэике ею толщины, расход WOOBW no аорте и ефоэмацию заккзрд ал сй -юверхности в зоне измерения имтрамио .ар- диального давления s окружном относительно большой оси желудочка направлении, затем рассчитывают напряжения g мышечных в о л о к н а х а из

соотношения

1Яг.ю:

R3 - ( R - h ) 3

(

и деформации Ј мышечных волокон из соотношения

4(

Vvo + ДУ

Vc

- 1 ) + Ј 3

где 2R - наружный диаметр фиброзного кольца;

Н - толщина стенки миокарда;

Рлж - внутриполостное давление а левом желудочке;

Рим - иктрамиокардизльное давление;

g - окружная деформация эпикзрдиальной поверхности миокарда;

Д V - расход крови по аорте;

V0 - конечно-систолический объем полости левого желудочка, при этом жесткостные свойства мышечных волокон рассчитывают по отношению напряжений к деформациям на протяжении фазы диастолы

45

реек « СЈ

а степень сокращения мышечных волокон миокарда - в зависимости от соотношения 50 давления в левом желудочке и интрамио- кардиального давления в его стенке.

гЪ

г

Алина оси ле&ого.. хелуаочка от фир- аозиого кольца до Ъершины

измеритель интрамиокардийль- ного давления

измеритель днутригкел удочкоЬо- го да&ления

Фиэ.1

Изобретение относится к медицине, точнее к экспериментальной и клинической кардиохирургии и представляет новый способ определения функционального состояния миокарда левого желудочка сердца в условиях кардиохирургической операционной. Способ основан на использовании дан- ных интраоперационных измерений, которые позволяют получить качественно и количественно механические свойства мышечной ткани левого желудочка сердца не- травматическим путем,что ранее не применялось в кардиодиагностике. 2 ил.

.ого

Давление tMtoH ниуйтяе flarfre/hit J

Фп.г