Способ определения параметров центральной гемодинамики Советский патент 1992 года по МПК A61B6/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к радионуклидной клинической диагностике и может быть использовано в практической медицине и при научных исследованиях.

Раннее выявление и лечение заболеваний сердечно-сосудистой системы продолжаетоставатьсяпроблемойпервостепенной важности. В этом плане усовершенствование радионуклидных способов диагностики параметров центральной гемодинамики приобретает большое значение, так как они практически не имеют противопоказаний, не требуют подготовки больного, не травматичны, обладают большой информативностью, легко доступны

для понимания, могут выполняться в стационарных и амбулаторных условиях. Усилия специалистов направлены на повышение точности и информативности таких исследований.(.

Известен способ определения парапет- ров центральной гемодинамики. Способ за- ключается в том, что обследуемому внутривенно вводят радиофармпрепарат (РФП), например альбумин человеческой сыворотки (АЧС), меченный 131J или 99mjc активностью 0,5-1,5 МБк, с последующей регистрацией излучения из области сердца. Для этого перед введением РФП детектор радиографа устанавливают в четвертое межребёрье у левого края грудины перпен00

со

«л

ел

дикулярно передней стенке грудной клетки. Одновременно с введением препарата включают самописец, регистрирующий радиокардиограмму (РКП. Запись кривой ведут 30 с.

Зарегистрированную кривую используют для вычисления параметров центральной гемодинамики, причем анализ результатов исследования производят в следующей последовательности.

Выделяют кривую однократного прохода РФП через правые камеры сердца (РКГ- П). Для этого нисходящий участок первой волны РКГ аппроксимируют экспоненциальной зависимостью, а затем экстраполи- руют на большие значения времени.

Выделяют кривую однократного прохода РФП через левые камеры сердца (РКГ- Л). Для этого из суммарной РКГ вычитают РКГ-П, затем нисходящий склон получен- ной кривой аппроксимируют экепонентой и экстраполируют на большие значения времени.

Вычисляют параметры центральной гемодинамики: период полунакопления инди- кагора в правых камерах сердца (Тп 1/2, с), т.е. промежуток времени от момента начала кривой РКГ-П до момента достижения 50% уровня амплитуды,1 время достижения максимума первой волны (Тп, с), т.е. промежу- ток времени от момента начала кривой РКГ-П до момента достижения максимального значения,- константу опорожнения правых отделов сердца (Ал, ) т.е. показатель экспоненты, определяемый при аппрокси- мации нисходящего склона первой волны РКГ; время достижения максимума активности в левых камерах сердца (Тл, с), т.е. промежуток времени от момента начала кривой РКГ-Л до момента достижения максимума; константу опорожнения левых камер сердца (Ал. с ), т.е. показатель экспоненты, определяемый при аппроксимации нисходящего склона РКГ-Л 1.

Недостатками Способа являются его низкая точность и недостаточная информативность. Это связано с тем, что хотя определяемые показатели и несут информацию о процессах транспорта крови с индикато- ром в камерах сердца, но они не имеют четкой физиологической трактовки, зависят от показателей, характеризующих транспорт РФП в других отделах сердечно-сосудистой системы, от условий ввода препарата. Кроме того, вычисление констант опорожнения правых и левых камер сердца, являющихся наиболее важными из указанных показателей, связано с аппроксимацией нисходящих склонов экспериментальных кривых экспоненциальной зависимостью, но законность такой аппроксимации не может быть строго обоснована теоретически и не подтверждается экспериментальными данными. К тому же, способ не может быть реализован, если зарегистрирована не двугорбая кривая (с двумя выраженными пиками правых и левых камер сердца), а одногорбая (пики правых и левых камер сердца неразличимы), что встречается, как показывает опыт РКГ- исследований, довольно часто (до 25% случаев).

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения параметров центральной гемодинамики, согласно которому внутривенно вводят РФП, регистрируют излучение из областей сердца и верхней полой вены и вычисляют по полученным данным величины, характеризующие транспорт крови в правых, левых камерах и в сердце в целом. Кривые, зарегистрированные над областью сердца Nc(t) и над областью верхней полой вены M(t), анализируют следующим образом.

Выделяют кривую Ni(t) первого прохода РФП через правые камеры сердца. Для этого первую волну кривой РКГ аппроксимируют гамма-образной зависимостью, которую затем экстраполируют на большие значения.

Затем выделяют кривую N2(1) первого прохода РФП через левые камеры сердца. Для этого из кривой Nc(t) вычитают кривую h(t), полученную кривую (до момента начала рециркуляции препарата) аппроксимируют гамма-образной зависимостью, которую затем экстраполируют на большие значения времени.

Далее выделяют кривую N(t) превого прохода РФП через сердце. Для этого суммируют кривые Ni(t) и N2(t), т.е. N(t) Ni(t) + N2(1). После этого вычисляют параметры центральной гемодинамики, характеризующие транспорт крови в правых, левых камерах и сердце в целом:

гч

t Ттот

,T jSL,T ST

I R о , I L с тот с

где TR, TL, Ттот - среднее время прохода РФП через правые, левые камеры и сердце в целом соответственно;

Т R;.Т L, Т тот - величины, характеризующие времена прохода РФП правой, левой камер и сердца в целом соответственно;

Si, 82. S - площади под кривыми Ni(t), №(t) и N(t) соответственно;

tm - момент времени, в который достигает максимума кривая M(t);

SR, SL, ST - соответственно вычисляют по формулам

SR Ni(t)dt; SL N2(t)-dt.

ST . ЈV- N(t)dt.

Известный способ позволяет несколько повысить точность и информативность за счет регистрации излучения над областью полой вены, позволяющей учесть характер входа препарата в сердце. Кроме того, способ позволяет получить физиологически более адекватную оценку процессов транспорта крови в сердце 2.

Однако известный способ не обеспечивает достаточно высокой точности и информативности. Это обусловлено в первую очередь тем, что при исследовании не учитывается легочный фон, чем вносится систематическая ошибка, а также возрастает случайная погрешность. Кроме того, необходимость двух аппроксимаций с последующей экстраполяцией вносит погрешность в определение информативных показателей. К тому же, способ может быть реализован только в том случае, если зарегистрирована кривая с двумя выраженными пиками (правых и левых камер сердца), и не может, если в зарегистрированной кривой пики правых и левых камер сердца неразделимы.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения параметров центральной гемодинамики, включающему внутривенное введение РФП, регистрацию излучения из областей сердца и верхней полой вены и вычисление по полученным данным величин, характеризующих транспорт крови и правых, левых камерах и в сердце в целом, вначале вводят РФП, фиксирующийся в капиллярах легких, затем РФП, проходящий через них, и регистра- цию ведут после каждого введения. При этом дополнительно регистрируют излучение из области правого легкого, а параметры центральной геодинамики вычисляют с учетом легочного фона.

Регистрация излучения из области правого легкого позволяет установить характер зависимости активности РФП, находящегося в легких, от времени, а введение РФП, фиксирующегося в капиллярах легких, позволяет найти коэффициент пропорциональности между этой кривой и легочным фоном в радиокардиограмме, т.е. определить легочный фон. Кроме того, учет легоч- 5 t эго фона при использовании РФП, фиксирующегося в капиллярах легких, позволяет выделить чистую (истинную) кривую правых камер сердца, а затем и разделить вклады правых и левых камер сердца в слу0 чае одногорбой РКГ.

В соответствии указанным с повышается точность и информативность способа. На фиг. 1-5 приведены кривые Ra(t), hi(t) и Из$. зарегистрированные соответственно

5 над верхней полой веной, сердцем и правым легким, и hc(t) - чистая кривая hi(t) правых камер сердца при использовании МАА; на фиг.4 и 5 - кривые Ri(t) и Ra(t) зависимости скорости счета от времени, зарегистриро0 ванные соответственно над сердцем и правым легким, с учетом фона, вносимого меченым МАА, а также кривые Rc(t), Rn(t), Rfl(t), зарегистрированные над сердцем, очищенные от легочного фона и выделенные

5 кривые правого и левого сердца, очищенные от легочного фона, соответственно.

Способ осуществляют следующим образом.

Пациента укладывают на топчан. Пер0 вый датчик радиографа размещают над сердцем, второй размещают над областью верхней полой вены, третий датчик - над правым легким. Пациенту внутривенно вводят РФИ, фиксирующийся в капиллярах лег5 ких, например макроагрегат альбумина (МАА), меченный 131J 131 или 99тТс в общепринятом количестве (порядка 1 МБк). Включают радиограф. Регистрацию производят в течение 1 мин с интервалом времени

0 4 с. После этого пациенту вводят РФП, проходящий через капилляры легких, например альбумин сыворотки крови, меченый Тс или I или 99mTc d общепринятом количестве (порядка 1 МБк). Включают радиограф.

5 Регистрацию производят в течение 1 мин с интервалом времени 4 с. После этого пациенту вводят РФИ, проходящий через капилляры легких, например альбумин сыворотки крови, меченный 99тТс или I, в общепри0 нятом количестве (порядка 1 МБк). Регистрацию производят в течение 30-40 с с интервалом времени 0,3-0,4 м. Полученные зависимости скорости счета потока излучения от времени используют для вычисления

5 параметров центральной гемодинамики следующим образом.

Определяют показатели накопления МАА в областях сердца Hi (первый датчик) и легких Нз (третий детектор). При этом Hi и Нз определяют как средние ординаты кривых, зарегистрированных над сердцем и правым легким, т.е. hi(t) и hs(t) соответственно, через 30 с после инъекции МАА.

Определяют чистую кривую hc(t) правых камер сердца при использовании МАЛ, т.е. из кривой hi(t) вычитают легочный фон. Учет вклада легочного фона в кривую hi(t) производят по формуле

hc(t) hi(t)-h3(t)Hi/H3.

Производят учет фона, вносимого меченым МАА в кривые, зарегистрированные после введения меченого альбумина. Вычитание фона производят в соответствии с формулами

Rj(t) - (t) - Hi: RsM - (t) - Нз, где. R i(t) и R 3(1) - кривые зависимости скорости счета от времени, зарегистрированные соответственно над сердцем и над правым легким, a Ri(t) и Rs(t) - кривые с вычтенным фоном, обусловленным накоплением в легких МАА.

Затем производят учет легочного фона в кривую Ri(t), зарегистрированную над сердцем, т.е. фона, связанного с пребыванием части альбумина в той области легких, которая находится в поле зрения детектора, установленного над сердцем, по формуле

Rc(t) Ri(t)-R3(t) -Hi/H3l где Rc(t) - кривая, зарегистрированная над сердцем, очищенная от легочного фона.

Выделяют кривую правого сердца Rn(t) из очищенной от фона общей кривой радй- окардиограммы. С этой целью используют чистую кривую hc(t) правых камер сердца, полученную с использованием МАА, приведенную к началу кривой РКГ и умноженную на отношение активности введенного альбумина (А2) и активности введенного МАА (Ai). Таким образом, Rn(t) hc(t) -A2/Ai (знак х) означает, что кривая hc(t) приведена к началу кривой РКГ, то есть совмещены начальные точки этих кривых после выхода их из шумовой дорожки),.

Выделяют кривую Рулевых камер сер- дца из общей РКГ. Для этого из очищенной от фона кривой Rc(t) радиокардиограммы вычитают кривую Rn(t) правых камер сердца, т.е.

Rn(t)Rc(t)-Rn(t).

Определяют параметры центральной гемодинамики, характеризующие транспорт крови правых, левых камер и сердца в целом

,. SOR . t SOL .«. So . tR -R7W tL R ra tTOT W$3

T«-iЈ -fЈ

т -Sl

где tR, tu tior- среднее время прохода РФП в левых, правых камерах и сердце в целом соответственно;

TR, TL, Ттот - величины, характеризующие время прохода РФП правых, левых камер и сердца в целом соответственно;

SOR, SOL. So - площади под кривыми однократного прохода РФП через правые, левые камеры и сердце в целом соответственно;

R2(tm) - максимальное значение кривой R2(t), зарегистрированной над верхней полой веной; t .

SIR, Sit, Si - вычисляют по формулам

SIR- (t)dt;

SiL Rfl(t)dt;

Si- ./ffRcWdt.

Примеры реализации способа сведены в табл.1. Во всех приведенных примерах использовали радиограф РИХ-5М. Исследование проводили в положении пациентов лежа на спине, один из датчиков располагали над сердцем, второй - над правым легким, третий - над верхней полой веной.

В примере 1 приведено исследование пациента С., 31 г., практически здорового, добровольца. Значения tR , tL , trot. TR, TL, Ттот составили соответственно 5,7; 6,1; 11,1; 5,7; 15,9; 11,6с, что представляет собой нормальное значение этих величин.

В примере 2 описано исследование, проведенное больному К., 34 г. (амб.), наблюдающемуся в ХОХБ по;поводу первичной гипертензии. Для установления степени нарушения центральной гемодинамики назначено исследование предлагаемым способом. У пациента была зарегистрирована одногорбая кри.вая. Исследование показало увеличение значений определяемых показателей, а именно tR 7,9 с; tL 6,5 с. trot 13,8 с, TR 6,5 с, TL 19,4 с, Ттот 14,9 с. Увеличение показателей транспорта РФП в правых камерах сердца по сравнению с нормой можно объяснить их дилятацией, незначительное увеличение этих показателей в левых камерах сердца - уменьшением притока крови из малого круга кровообращения, В силу указанных причин увеличились показатели и для сердца в целом.

В примере 3 представлено исследование больной Т., 42 лёт (амб.). состоящей на учете у эндокринолога ХОКБ по поводу диффузного токсического зоба 3-й степени тиреотоксикоза средней тяжести. Для

определения нарушений центральной гемодинамики (диагностики тиреотокеического сердца) назначено исследование по предлагаемому способу..-

За 2 мес до исследования больная прекратила прием лекарственных препаратов, поскольку готовилась к исследованию йодо- накопительной функции щитовидной железы. Исследование показало уменьшение значения определяемых показалей: tR 4,6 с, T.L 4,9 с, trot 9.5 с, TR 4,5 с, Т| 12.7, Ттот 9.3 с:

Уменьшение времени транзита РФП в правых и левых камерах сердца, а следовательно, и в сердце в целом вызвано увеличением минутного объема (МО) в связи с интенсификацией обмена веществ, повлекшего увеличение числа сердечных сокращений..

Для получения сравнительных данных при использовании известного и предлагаемого способов были проведены исследования одному и тому же больному в динамике. Это б-ной, 56 лет (и.б. 3704), 14 лет наблюдаемый по поводу ревматизма. Два года назад установлен порок сердца - стеноз левого атриовентрикулярного клапана. Недостаточность кровообращения 1 ст. Рентгенологически незначительное увеличение левого предсердия и правого желудочка., легкие без изменений.

Исследование по известному способу дало следующие результаты: TR 7,7 с; ti 9,8 с; tioT 17,5 с; TR 7,6 с; TL 29,2 с; Ттот- 18,4с.

Проведенное в то же время исследование по предлагаемому способу: tR 6,9 с; ti 6,3 с; trot 13,2 с; TR 6.7 с; TL 21,8 с; Ттот 13,9 с.

Результаты исследования по предлагаемому способу более достоверны, так как учтен легочный фон, вносящий как случайную, так систематическую погрешность. В связи с. этим полученные значения информативных параметров несколько меньше.

После этого б-ной не лечился, дважды перенес ангины. К настоящему времени состояние значительно ухудшилось.

На основании клинико-инструменталь- ного обследования отмечено прогрессиро- вание процесса с присоединением аортального стеноза и развитием недостаточности кровообращения II А степени.

Повторное обследование.по известному способу: tR 8,2 с; tt 10,1 с; trot 18,3 с; TR 8,0 с; TL 29,8 с; Ттот 18,9 с.

Проведенное в то же время повторное обследование по предлагаемому сгшсобу: TR 8,1 с; ti 10,2 с; 18,3 с; TR 7,9 с; TL 27,1 с; Ттот 17.5с,

Из результатов обследования по предлагаемому способу следует, что дальнейшая дилятация левого предсердия и правого желудочка и присоединение дилятации левого 5 я элудочка нашли свое отражение при повторном исследовании. В то же время, несмотря на явное ухудшение центральной гемодинамики, при исследовании по известному способу этого выявлено не было.

0 Таким образом, точность предлагаемого способа, а следовательно, и точность диагностики при его использовании выше, чем при использовании известного способа. Для экспериментальной проверки пред5 лагаемого Способа 11 пациентам (3 - практически здоровы, 4 - с митральным стенозом с гипертензией малого круга, 3-е диффузным токсическим зобом, 1 -с хроническим бронхитом) было проведено трех-че0 тырехкратное исследование по предлагаемому и известному способу. Для каждого пациента по результатам исследований оценивали величину случайной погрешности о для каждого из информативных

5 параметров как по известному, так и по предлагаемому способам. Результаты вычислений сведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что в большинстве случаев и в среднем а по предлагаемому спо0 собу меньше а по известному способу/Для проверки достоверности разницы между известным и предлагаемым способом использовали метод однофакторного дисперсионного анализа. Расчетное значе5 ние F - параметра для crtR , OIL . OtroT °TR . °TL . °Ттот составило соответственно 5,05; 10,71; 14.80; 6.79; 14,68; 15,97. Табличные значения для F для 1 и 20 степеней свободы при уровне значимости

0 о,01 равняется 8.10, а при уровне значимости 0,05-4,35. Таким образом, Рэксп. Ртеор., т.е. можно считать доказанным, что (7по предлагаемому способу меньше сг по известному способу.

5

Поскольку а является мерой случайной поспешности, т.е. определяет величину точности исследований, приведенные результаты доказывают более высокую точность

® предлагаемого способа по сравнению с известным. Возможность определения параметров центральной гемодинамики пациентам, РКГ у которых является как двугорбой, так и одногорбый, свидетельству5 ет о большей информативности предлагаемого способа по сравнению с известным, с помощью которого исследования могут быть проведены только при .двугорбой радиокардиограмме.

Фор м у л а изобретения

Способ определения параметров центральной гемодинамики путем внутривенного введения радиофармпрепарата, регистрации излучения из областей сердца и верхней полой вены и вычисления по полученным данным параметров центральной гемодинамики, характеризующих транспорт крови в правых и левых камерах и сердца в целом, отличающийся тем, «иге, с целью повышения точности способа, вводят радиофармпрепарат, фиксирующийся в капиллярах легких, затем радиофармпрепарат, проходящий через них, регистрацию проводят после каждого введения, дополнительно регистрируют излучение из. области правого легкого, а параметры центральной гемодинамики вычисляют с учетом легочного фона.

Изобретение относится к медицине, а именно радионуклидной диагностике, и может быть использовано для определения параметров центральной гемодинамики. Цель - повышение точности способа. Способ определения параметров центральной гемодинамики заключается в том, что пациенту внутривенно вводят радиофармпрепарат (РФП), фиксирующийся в капиллярных легких, затем РФП, проходящий через них, и после каждого введения ведут регистрацию излучения в отдельности из областей сердца, верхней полой вены и правого легкого. Затем полученные кривые используют для определения величин, характеризующих транспорт крови в правых, левых камерах и сердце в целом, учитывая при этом легочный фон. 5 ил., 2 табл.

мени, с

Продолжительность регистрации, с

Отбор в шприц препарата, проходящего через легкие:

Вид препарата Активность, МБк

Регистрация скорости счета по второму препарату:

Величина интервала времени, с

Продолжительность регистрации, с

Анализ полученных кривых:

Средняя высота плато п МАА, имп/с:

над сердцем (Н)

над правым легким %)

Площадь под чистой кривой (с вычтенным легочным фоном), имп:

правого сердца (S левого сердца (Sol)

0,3 60

0,3 60

99гц ДТПА- Тс

.1,0

ДТПА- Тс 1,2

о,з

60

0,3 60

11ч 280

129 302

617

507

ч93 52ч

общей кривой однократного, прохода (S0

Максимальная скорость счета, зарегистрированная над верхней полой веной ) , имп/с

Значение параметра, имп/с, для:

правого сердца

левого сердца общей кривой однократного прохода St

Значения искомых параметров, с:

1124

1017

78

107

2219 6655

Таблиц 1

ц//пЖ

с/и/л

t/(4/ti

Vut 5

Редактор С.Пекарь

Техред М.Моргентал

Заказ 711ТиражПодписное

, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

(tj

Фиг. 5

Корректор О.Кравцова