СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО СОСУДИСТОГО РУСЛА
METHOD FOR RAPID ASSESSMENT OF FUNCTIONAL STATUS OF ARTERIAL BLOOD FLOW

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике состояния кровеносного сосудистого русла и, в частности, к экспресс-диагностике ранних проявлений атеросклероза.
На современном этапе доминирует мнение, что ключевым звеном патогенеза атеросклероза и гипертонической болезни является дисфункция сосудистого эндотелия, который является главной мишенью воздействия негативных факторов, формирующих патологию сосудистого русла. Именно оценке функции эндотелия в последние годы уделяется наибольшее внимание в аспекте ранней диагностики атеросклероза. Следует отметить, что в основе повышения артериального давления при ГБ лежит обязательное увеличение сосудистого сопротивления.
Известен «Способ индивидуальной количественной оценки риска развития клинических проявлений атеросклероза» по патенту RU 2385668 (опубликовано: 10.04.2010). Диагностическая оценка состояния сосудистого русла по данному известному способу проводится на основании комплекса многочисленных биохимических и функциональных тестов с последующим дискриминантным анализом полученных значений сдельных показателей и вычислением по всему массиву полученных данных весовых коэффициента для каждого показателя.
Этот способ достаточно сложен и мало оперативен. Сложность его практической реализации заключается в необходимости получения результатов большого набора различных исследований, поскольку, «…чем выше полнота проведенных исследований, тем выше достоверность полученной оценки риска развития клинических проявлений атеросклероза» (см.: описание к патенту RU 2385668).
Известен способ диагностики морфологических изменений крупных артерий по патенту RU 2288634, суть которого состоит в определении индекса жесткости (SI) по характеристикам усредненной объемной пульсовой кривой, регистрируемой на пальце верхней конечности фотоплетизмографическим методом после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина. В качестве показателя эластического компонента жесткости артерий принимают минимальное значение SI (SImin) из 4-х усредненных объемных пульсовых кривых, соответствующее максимальной дилатации артерий, и рассчитывают толщину комплекса интима-медия средних сегментов общих сонных артерий.
Недостатком этого известного способа является зависимость результата от исходного состояния обследуемого, поскольку индивидуальные показатели гемодинамики могут существенно отличаться, например, при гипотонии, спастических процессах в кистях рук, например, при вибрационной болезни и др. Известно, что показатель жесткости артерий в покое зависит от двух компонентов: эластического (непосредственно - морфологии артерий) и тонического (функционального, являющегося в значительной мере вариабельным) [Failla M., Grappiolo A., Emanuelli G. et al. Sympathetic tone restrains arterial distensibility of healthy and atherosclerotic subjects. J. Hypertens, 1999, Vol.17, p.1117-1123]. К недостаткам данного способа также следует отнести использование нитроглицериновой пробы, поскольку известны возможные побочные эффекты сублингвального приема нитроглицерина: головная боль, головокружение, тахикардия, тошнота, аллергические реакции и др.
Известны способы, см.: например, патенты RU 2371086, RU 2093077 и др. исследования поверхностных артерий с помощью ультразвука высокого разрешения, которые позволяют визуализировать внутренний диаметр крупных артерий (сонные, бедренные, плечевые и др.), а также оценивать морфологию сосудистой стенки по толщине комплекса интима-медия [см.: Reneman R.S., Hoeks A.P.G. Noninvasive vascular ultrasound: An asset in vascular medicine. Cardiovascular Research, 2000, Vol.45, p.27-35]. Ультразвуковой метод получил огромную популярность. Без него не обходится практически ни одна научная работа по изучению функции сосудистого эндотелия в нашей стране.
Однако применение ультразвуковой диагностики «…не является рутинной процедурой и требует дорогостоящего ультразвукового сканера высокого разрешения, фиксирующего устройства для датчика, к тому же тест относится к так называемым оператор-зависимым методам. Определение реактивности артерии, которая измеряется как прирост диаметра сосуда, составляющего доли миллиметра, вряд ли может быть точным, поскольку прирост диаметра сопоставим с погрешностью измерений» (см.: Власова С.П., Ильченко М.Ю., Казакова Е.Б. и др. Дисфункция эндотелия и артериальная гипертензия / Под ред. П.А.Лебедева. - Самара: ООО «Офорт», 2010. - 192 с. - цит. с.7).
Известен также способ оценки функционального состояния артериального сосудистого русла, в частности, плечевой артерии, изложенный в статье Полонецкого О.Л. и др. Импедансометрия плечевой артерии - мост к неинвазивной диагностике коронарного атеросклероза. - Достижения медицинской науки Беларуси. Республиканский научно-практический центр "Кардиология", 2011 (интернет-ресурс от 01.10.2012 http://med.by/dmn/book), включающий измерения электрического импеданса до и после создания гемодинамической нагрузки с последующим сопоставлением показателей.
Недостатком этого способа является сложность и, соответственно, невозможность его применения как экспресс-метода, в связи с использованием в качестве гемодинамической нагрузки ацетилхолиновой пробы, создаваемой при коронароангиографии по стандартной методике с использованием ангиографического комплекса INNOVA 3100 (США).
Из уровня техники известен способ оценки функционального состояния артериального сосудистого русла, включающий регистрацию изменений электрического импеданса рук в процессе создания гемодинамической нагрузки, которую создают в положении обследуемого стоя путем поднятия рук вертикально вверх, выдержки их в этом положении и возвратом в исходное положение опущенными вдоль тела (Бессараб А.В. и др. Аппаратура для биоимпедансной диагностики функционального состояния организма в режиме реального времени // НМЖ. - 2008. - №4. - С.30. - 1, 2 колонки, рис.4).
Недостатком этого способа является отсутствие нормирования временных параметров гемодинамической нагрузки и количественного показателя функционального состояния артериального сосудистого русла, кроме того, в известном способе требуется применение скоростных методов оцифровки и математической обработки сигналов, что усложняет реализацию способа.
В основу настоящего изобретения положена задача нормирования временных параметров гемодинамической нагрузки и получения количественной оценки функционального состояния артериального сосудистого русла для раннего выявления развития атеросклероза в режиме экспресс-диагностики.
Согласно изобретению это достигается тем, что при осуществлении способа оценки функционального состояния артериального сосудистого русла, включающего регистрацию изменений электрического импеданса рук в процессе создания гемодинамической нагрузки, которую создают в положении обследуемого стоя путем поднятия рук вертикально вверх, выдержки их в этом положении и возвратом в исходное положение опущенными вдоль тела, период времени нахождения обследуемого в положении с вертикально поднятыми руками составляет 30 секунд, а после возвращения рук в исходное положение фиксацию величины электрического импеданса производят через 10 секунд и определяют индекс восстановления (ИВ) по формуле
1
2
ИВ=|Δ|/|Δ|, где
1
- |Δ| - модуль разности величин электрического импеданса рук, измеренных в их исходном положении и через 30 секунд выдержки вертикально поднятыми вверх,
2
- |Δ| - то же, измеренных в вертикальном положении и через 10 секунд после возврата в исходное положение;
при величинах ИВ≤1 констатируют норму, а при ИВ>1 - наличие атеросклеротических изменений, о выраженности которых судят по величине превышения нормы.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Эффективность заявляемого способа объясняется высокой чувствительностью импедансометрии к изменениям кровенаполнения исследуемой зоны тела, в данном случае рук, нарушения кровообращения которых, связанные с развитием склеротических изменений в плечевой артерии, отражаются на величинах импеданса и отчетливо выявляются при функциональных пробах (см. например, Лебединский К.М. Анестезия и системная гемодинамика. (Оценка и коррекция системной гемодинамики во время операции и анестезии). СПб: Человек, 2000. - 200 с.). Кроме того, известно, что: «По мере накопления данных о тесной связи нарушения вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии с атеросклерозом коронарных артерий стала очевидной возможность и целесообразность использования реакции эндотелия плечевой артерии в качестве вполне приемлемого суррогатного маркера коронарного атеросклероза, особенно на начальных стадиях развития заболевания» (см.: интернет-ресурс от 01.10.2012 http://med.by/dmn/book). Это свидетельствует о возможности применения заявляемого способа для оценки функционального состояния артериального сосудистого русла в целом. Использованная в заявляемом способе постуральная проба (положение рук) выгодно отличает этот способ своей физиологичностью, простотой и оперативностью выполнения. При этом 30 секундная экспозиция рук в вертикальном положении выбрана из следующих соображений: во-первых, это время достаточно для создания заметных сдвигов кровенаполнения рук, во-вторых, такой период нагрузки несложно выдержать даже в преклонном возрасте, в-третьих, время ровно 30 секунд, а не 29 или 31, облегчает работу оператора, проводящего обследование. Время фиксации величины электрического импеданса рук после их возврата в исходное положение - 10 секунд - определено экспериментально. Было установлено, что при данной функциональной нагрузке уже через 20 секунд после возврата в исходное положение практически у всех возрастных групп наблюдается полное восстановление кровенаполнения и выявить патологию по предложенному индексу восстановления (ИВ) не представляется возможным. Следует отметить, что при непрерывной регистрации импеданса возможна оценка динамики изменений кровенаполнения во всех временных точках функциональной пробы.
1
2
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема измерения электрического импеданса при наложении электродов на дистальные участки предплечий обеих рук (по Л.А. Кедрову, 1941); на фиг.2 - то же при наложении спаренных электродов на дистальные участки предплечий и голеней (по М.И. Тищенко, 1968); на фиг.3 показана диаграмма показателей |Δ| и |Δ|, полученных при проведении апробации заявляемого способа для различных возрастных групп.
На чертежах обозначены: 1 - пациент, 2 - электроды, 3 - прибор для измерения электрического импеданса участков тела.
Способ экспресс-оценки функционального состояния артериального сосудистого русла осуществляется следующим образом.
После предварительного осмотра пациента (1) врачом, измерения у него артериального давления, роста и массы тела, полученные параметры вводятся в базу данных. На пациента накладывают электроды (2) соответственно применяемой в конкретном измерительном приборе (3) схеме (фиг.1 или фиг.2). Все измерения электрического импеданса производят в положении пациента стоя. Измерения начинают с исходного положения - руки опущены вдоль тела, затем пациенту предлагают поднять обе руки вертикально вверх, максимально возможно вытянув их, выдержать их в таком положении 30 секунд, после чего дают команду пациенту опустить руки в исходное положение. При использовании измерительного прибора, обеспечивающего непрерывную регистрацию импеданса, например, реограф 4-РГ-01 и др., запись производят в течение всего периода проведения функциональной пробы и еще не менее 10 секунд после возврата рук в исходное положение. Далее анализируют результат, сопоставляя изменения электрического импеданса рук на этапах выполнения функциональной пробы. При использовании современных приборов (аппаратно-программных комплексов), например, импедансометра типа «Диамант», измерения проводят на отдельных временных этапах функциональной нагрузочной пробы. Первое измерение проводят в исходном положении рук вдоль тела, второе измерение - спустя 30 секунд после поднятия рук вертикально вверх и третье измерение - через 10 секунд после возврата рук в исходное положение. Далее определяют модуль разности между величинами электрического импеданса рук в исходном положении и через 30 секунд их выдержки поднятыми вертикально вверх (|Δ1|), т.е. между первым и вторым измерениями. Также определяют модуль разности величин электрического импеданса между вторым и третьи измерениями (|Δ2|), т.е. разности величин импеданса при вертикальном положении рук и через 10 секунд после их возврата в исходное положение. Индекс восстановления (ИВ) определяют по формуле ИВ=|Δ1|/|Δ2| и при величинах ИВ<1 констатируют норму, а при ИВ>1 - наличие атеросклеротических изменений, о выраженности которых судят по величине превышения нормы.
Апробация заявляемого способа была проведена на клинической базе (кабинет функциональной диагностики) кафедры пропедевтики внутренних болезней Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова на группе добровольцев из 30 человек разных возрастных групп. Обследуемые были разделены на три возрастных группы по 10 человек: 1 группа - 20-25 лет, 2-я - 40-45 лет и 3-я - 60-65 лет. Апробация проведена в соответствии с требованиями Федерального закона Российской Федерации от 21 ноября 2011 г. N 323-ФЗ "Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации". Исследования проводили с использованием прибора КМ-АР-01, комплектация "ДИАМАНТ-АСТ" (Регистрационное удостоверение №ФСР 2008/03201), позволяющего производить измерения электрического импеданса тела с автоматическим определением электрического эквивалента количества внеклеточной, внутриклеточной и общей жидкости в единицах объема. Для анализа использовали показатель количества внеклеточной жидкости в миллилитрах (мл). Измерения проводили по схеме фиг.2 сначала в исходном положении рук вдоль тела, второе измерение - спустя 30 секунд после поднятия рук вертикально вверх и третье измерение - через 10 секунд после возврата рук в исходное положение. Определяли показатели |Δ1| и |Δ2| (фиг.3) и вычисляли индекс восстановления (ИВ) по формуле: ИВ=|Δ1|/|Δ2|. Результаты полученного индекса для трех возрастных групп представлены в таблице 1.
Таблица 1
Количество обследованных (n)
Возраст, лет
ИВ, М±m
Количество обследованных, имеющих ИВ≤1, %
10
20-25
0,99±0,003*
70
10
40-45
1,13±0,04
36,3
10
60-65
1,16±0,04
10
Примечание: * - р<0,05
По полученным данным возрастная группа 20-25 лет достоверно отличается по величинам ИВ от двух других групп. Сравнение по критерию Фишера % обследованных, имеющих ИВ≤1, показала существенные различия между всеми группами. Следует отметить, что в 1-й группе (молодежь 20-25 лет) ИВ соответствовало норме не в 100% случаев, а только в 70%, т.е. заявляемым способом выявились признаки начальной стадии атеросклероза у нескольких человек 24-25 лет при отсутствии каких-либо клинических проявлений. Это еще раз подтверждает известный тезис, что в настоящее время атеросклероз «молодеет» и ранняя его диагностика все более актуальна.
Таким образом, приведенные результаты подтверждают возможность достижения с помощью заявляемого способа положительного эффекта, соответствующего поставленной задаче изобретения - нормирование временных параметров гемодинамической нагрузки и получение количественной оценки функционального состояния артериального сосудистого русла для обеспечения возможности раннего выявления развития атеросклероза в режиме экспресс-диагностики.
Заявляемый способ отличает простота реализации: время измерения импеданса - в пределах 1-й минуты, все исследование, включая дополнительные манипуляции - в пределах 5-6 минут. Способ в полной мере соответствует принципам экспресс-диагностики. Кроме того, его применение не требует дорогостоящей аппаратуры и может быть практически осуществлено в отделениях функциональной диагностики медицинских учреждений, в большинстве своем, оснащенных необходимой для этого медицинской техникой. Все это обеспечивает заявляемому изобретению соответствие условию патентоспособности «промышленная применимость».