СПОСОБ ОЦЕНКИ ДИАСТОЛИЧЕСКОГО КРОВОТОКА В МАТОЧНЫХ АРТЕРИЯХ ПО ПАРАМЕТРАМ СФИГМОГРАММЫ
METHOD OF ESTIMATING DIASTOLIC BLOOD FLOW IN UTERINE ARTERIES BY SPHYGMOGRAM PARAMETRES

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и перинатологии, и найдет применение для прогнозирования развития беременности в пренатальном периоде.
Реализация этого способа позволит надежно определить нормальное развитие беременности или различные отклонения, связанные с недостаточностью кровоснабжения плода и организма матери в целом.
Способ основан на гемодинамическом анализе сердечно-сосудистой системы и оценке важной роли пульсовых волн в кровоснабжении организма.
Пренатальная диагностика представляет значительные трудности. В качестве методов пренатальной диагностики используют определение экскреции и секреции гормонов, иммунологические (патенты РФ №№2013772, 2014598).
Однако эти методы трудоемки, дорогостоящи, не всегда могут быть использованы в широкой практике.
Этих недостатков лишен метод доплерографического исследования в маточных артериях, который позволяет судить об изменениях системной материнской гемодинамики и качестве кровотока в системе мать-плацента-плод.
Прототипом изобретения выбран способ диагностики угрожающего состояния плода (А.Н.Стрижаков и др. Ультразвуковая диагностика в акушерской клинике. М.: Медицина, 1990, с.96-97). Сущность способа, выбранного в качестве прототипа, заключается в том, что с целью ранней диагностики гемодинамических нарушений в системе мать-плацента-плод используют плацентарный коэффициент, который вычисляют по формуле
где ПК - плацентарный коэффициент;
ап
СДО - систолодиастолическое отношение в артерии пуповины;
мА
СДО - систолодиастолическое отношение в маточной артерии.
Данный показатель позволяет выявлять отклонения от нормативных параметров и составляет в 16-18 недель 0,11 и в конце беременности 0,292.
К недостаткам прототипа следует отнести трудоемкость, т.к. осуществление способа требует исследование кровотока не только в маточной, но и в артерии пуповины, а также возможность неверной диагностики, обусловленной тем, что точность получаемых результатов, как указывают сами авторы метода, зависит от тщательного соблюдения определенных методических правил.
Указанные недостатки устраняются в предлагаемом изобретении.
Задача изобретения - упрощение диагностики, повышение надежности определения диастолического кровотока в маточных артериях.
Для достижения этой задачи предварительно на основании новых исследований кровообращения в сердечно-сосудистой системе и оценки важной роли пульсовых волн в кровоснабжении организма [А.Я.Альпин, P.M.Абрамова, Т.В.Лужбинина. Пульсовые волны, рефракция и саморефракция в природе и технике. XXXV Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сборник докладов. - Северодвинск: ГРЦАС; Севмашвтуз, 2007. - Стр.54-89] установлены наиболее важные параметры формы сфигмограммы (см. фиг.1), влияющие на кровоток в маточных артериях. В указанной работе также устранены некоторые противоречия между теорией движения крови, пульсовых волн в сосудистой системе и экспериментальными данными. Например, в них пульсирующее давление крови в крупных и средних сосудах по мере удаления от сердца увеличивается, а теоретически оно должно уменьшаться; у стенок этих сосудов образуется слой медленно движущейся крови, а теоретически там скорость должна резко возрастать [К.Каро, Т.Педли, Р.Шротер, У.Сид. Механика кровообращения. «Мир», М., 1981].
Суть новой рефракционной теории движения крови в сосудах заключается в том, что пульсовая волна:
- формируется в основном в аорте и уносит 10-25% энергии, вырабатываемой сердцем;
- распространяется вдоль потока крови практически без потерь на трение о стенки сосудов;
- взаимодействуя со стенками сосудов, способствует поступательному движению крови практически без потерь на трение о стенки, что сохраняет энергию давления крови для преодоления сопротивления в капиллярах;
- преобразует на своем пути волновую энергию в дополнительную энергию давления перед капиллярами;
- вопреки хаотическому переплетению капилляров, способствует однонаправленному движению в них крови, исключая там ее застой и закупорку;
- образует отраженную пульсовую волну, способствующую улучшению кровообращения в сосудах внутренних органов в паузе между пульсациями сердца и, являющуюся единственным источником важной волновой энергии для его сосудов.
Все это в разной степени относится к людям со здоровой сердечно-сосудистой системой и к больным.
Разработанная теория позволяет определить связь между особенностями формы пульсовой волны, записанной сфигмографом, и достаточностью кровотока в артериях, через которые снабжаются кровью различные органы человека, а также установить причины, если кровоток недостаточный.
На фиг.1 изображена пульсовая волна и ее характеристики, которые регистрируются при измерении.
Там, а так же в формулах, обозначено:
А - начало анакротической фазы;
С - конец части анакротической фазы большой мощности;
К - конец анакротической фазы;
М - конец катакротической фазы (иницизура);
D - начало 1-й дикротической фазы;
N - конец 1-й дикротической фазы;
В - конец дикротической фазы;
О - точка пересечения между точками М и N (точка, показывающая возможное промежуточное положение дикротической фазы при условии кажущегося отсутствия отраженной волны).
АК - анакротическая фаза;
KM - 1-я катакротическая фаза;
DN - 2-я катакротическая фаза;
MD - 1-я дикротическая фаза;
AC - крутая часть анакротической фазы;
СК - пологая часть анакротической фазы;
1
α - угол подъема крутой части анакротической фазы;
2
α - угол подъема пологой части анакротической фазы;
3
α - угол спада 1-й катакротической фазы;
4
α - угол подъема 2-й катакротической фазы;
β - средний угол подъема анакротической фазы;
1
Н - давление в конце крутой части анакротической фазы;
2
Н - максимальное давление в систоле;
3
Н - минимальное давление в катакротической фазе;
4
Н - максимальное давление 1-й дикротической волны;
5
Н - минимальное давление 2-й дикротической волны;
6
Н - максимальное давление 2-й дикротической волны;
7
Н - давление в момент закрытия аортального клапана;
8
Н - промежуточное давление в дикротической фазе при условии кажущегося отсутствия отраженной волны.
1
1
Индексы при этих интервалах соответствуют индексам давлений, которые достигаются в конце этих интервалов. Например, Аа - интервал времени быстрого повышения давления в систоле, H - давление в конце этого интервала времени.
Приведенные на фиг.1 давления и интервалы времени после снятия сфигмограммы вычисляются следующим образом.
2
2
Величина Н является базовым давлением, равным разности систолического и диастолического давлений, измеренных тонометром. Все остальные давления на фиг.1 вычисляются пропорционально величине Н в масштабе рисунка на оси давлений.
Величина интервала АВ является базовым временем и равна времени сердечного цикла, определяемого по пульсу. Величины интервалов времени на фиг.1 вычисляются пропорционально величине АВ в масштабе рисунка на оси времени.
Известно, что важной характеристикой состояния сердечно-сосудистой системы является скорость пульсовой волны, поскольку эта скорость однозначно характеризует жесткость сосудов. Кроме того, в указанной выше рефракционной теории движения крови, установлены и другие зависимости, в которых скорость пульсовой волны влияет на кровоснабжение организма. Поэтому указанная скорость входит в число основных параметров предлагаемого способа и ее можно определить по известным методам. Например, с помощью одновременной регистрации сфигмограммы и кардиограммы прибором «Пульс» (И.С.Явелов и Е.В.Колпаков. Компьютерный анализатор пульсовой волны и электрической активности сердца «Пульс». Медицинская техника №4, 2004).
На фиг.2 изображен сдвиг фаз (R-A) между кардиограммой и сфигмограммой. По этому сдвигу фаз определяем фактическую скорость пульсовой волны по формуле
где
М - расстояние от сердца до места, где регистрируется пульсовая волна.
Принимаем в среднем для женщин М=0,7 м
для мужчин М=0,77 м.
Из сфигмограммы вычисляем следующие параметры по формулам:
3
ctgα - 1-й показатель периферического сопротивления;
- 2-й показатель периферического сопротивления;
- относительная величина дикротической волны (показатель качества кровоснабжения коронарных сосудов и качества кровоснабжения в период диастолы всех, кроме сосудов ног, периферических сосудов);
- показатель своевременности закрытия аортального клапана;
tgβ - показатель мощности пульсовой волны;
- показатель постоянства мощности пульсовой волны;
4
8
H-H - абсолютная величина дикротической волны;
- острота пульсовой волны. Чем ближе эта величина к 1, тем острее форма сфигмограммы в конце систолы. Это понятие близко к понятию показателя постоянства мощности пульсовой волны.
- относительная скорость пульсовой волны,
норм
где а - скорость пульсовой волны в норме.
При среднем сердечном выбросе сердца V=0,07 л условная систолическая мощность, которая примерно равна мощности затраченной сердцем на создание пульсовой волны
сp
где p - среднее систолическое давление;
Т - время систолы.
Используя сфигмограмму, получим
2
где Н - систолическое давление в мм рт.ст.;
Показателем качества кровоснабжения коронарных сосудов и качества кровоснабжения в период диастолы всех (кроме сосудов ног) периферических сосудов может служить вектор Умова-Пойтинга отраженной пульсовой волны (удельный поток мощности отраженной пульсовой волны)
2
где р - систолическое давление в [Па], соответствующее Н [мм рт.ст.].
Вместо вектора Умова-Пойтинга можно определять плотность энергии отраженной пульсовой волны
Поставленная задача решается тем, что в динамике проводят сфигмографическое обследование беременных и определяют остроту пульсовой волны, 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления, относительную величину дикротической волны, скорость распространения пульсовой волны. Нормой является уменьшение скорости распространения пульсовой волны, 1-го и 2-го показателя периферического сопротивления, увеличение показателя остроты пульсовой волны и относительной величины дикротической волны с увеличением срока беременности. Остальные указанные выше параметры также могут быть использованы.
Если показатели остроты пульсовой волны, относительной величины дикротической волны увеличиваются, а 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления и скорость распространения пульсовой волны уменьшаются, то это указывает на хороший уровень диастолического кровотока в маточных артериях.
Способ высоко информативен, прост, может широко использоваться в акушерской практике.
Проведенные нами исследования позволили установить по параметрам сфигмограммы особенности показателей кровотока в маточной артерии и закономерности его изменения с ростом неосложненной беременности.
Подробное описание способа и примеры его выполнения.
Указанные сфигмографические исследования проводились компьютерным анализатором пульсовой волны и электрической активности сердца «Пульс», разработанным в Институте машиноведения РАН.
Исследование проводят в положении сидя. На предплечья обеих рук накладывают клеммы одного отведения ЭКГ, на область пульсации левой лучевой артерии устанавливают датчик регистрации пульсовой волны. Сигналы ЭКГ и пульсовой волны поступают в компьютер, где проводится их обработка. После получения изображения пульсовой волны, проводят расстановку 7 маркеров, характеризующих основные моменты изгиба сфигмограммы. Показатель остроты пульсовой волны, 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления, относительную величину дикротической волны, скорость распространения пульсовой волны вычисляют по приведенным выше формулам.
Если показатели остроты пульсовой волны, относительной величины дикротической волны увеличиваются, а 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления и скорость распространения пульсовой волны уменьшаются, то это указывает на хороший уровень диастолического кровотока в маточных артериях.
Пример 1.
Беременная Д-ва, 24 лет, карта беременной №87.
Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,6, в 30 нед. - 0,667;
относительная величина дикротической волны 0,0952-0,1286;
2-й показатель периферического сопротивления 0,2217-0,1948;
1-й показатель периферического сопротивления 0,5079-0,2941;
скорость пульсовой волны 4,76 м/с - 4,13 м/с.
Исход: роды в срок, мальчик, 3400,0, 51 см, по шкале Апгар 8 баллов.
Пример 2.
Беременная П-ая, 27 лет, карта беременной №203.
Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,5, в 30 нед. - 0,667;
относительная величина дикротической волны 0,0985-0,1571;
2-й показатель периферического сопротивления 0,2113-0,1739;
1-й показатель периферического сопротивления 0,4202-0,3142;
скорость пульсовой волны 5,17 м/с - 3,08 м/с.
Исход: роды в срок, мальчик, 3700,0, 52 см, по шкале Апгар 9 баллов.
Пример 3.
Беременная Б-ва, 22 лет, карта беременной №321.
Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,556, в 30 нед. - 0,667;
относительная величина дикротической волны 0,1408-0,1771;
2-й показатель периферического сопротивления 0,3803-0,2753;
1-й показатель периферического сопротивления 0,4286-0,3944;
скорость пульсовой волны 3,86 м/с - 3,71 м/с.
Исход: роды в срок, девочка, 3300,0, 50 см, по шкале Апгар 8 баллов.
Сфигмографическое обследование 70 беременных в 10-12 и 30-32 недели физиологической беременности, закончившейся рождением детей в удовлетворительном состоянии, выявило в 98,7% случаев нормальные показатели кровотока в маточных артериях, в 0,5% случаев был увеличен 1-й показатель периферического сопротивления, в 0,4% случаев была снижена величина дикротической волны, в 0,3% случаев изменений остроты пульсовой волны не было отмечено, в 0,1% случаев имело место изменение одновременно двух показателей по сравнению с исходными.
Разработанный нами способ оценки диастолического кровотока в маточных артериях по его параметрам соответствует всем требованиям, предъявленным скрининговым методикам:
- быть недорогостоящим и простым;
- быть безопасным;
- иметь высокую диагностическую эффективность.
Благодаря высокой информативности и простоте выполнения данный способ может широко использоваться в акушерской практике в качестве скринингового обследования, что позволит своевременно и качественно оценить состояние диастолического кровотока в маточных артериях, определить рациональную тактику ведения беременности и тем самым оказать влияние на перинатальную и материнскую заболеваемость и смертность, открывая новые перспективы по их снижению.
Для оценки диастолического кровотока в маточных артериях по параметрам сфигмограмм в настоящем изобретении выбран способ, при котором выбирают и вычисляют следующие параметры формы сфигмограмм (см. фиг.1), влияющие на качество кровоснабжения организма, в том числе и на диастолический кровоток в маточных артериях:
1. Остроту пульсовой волны, равную . Этот показатель оценивают как способность мышц левого желудочка сохранять высокую мощность в течение всего периода систолы;
3
2. 1-й показатель периферического сопротивления, равный ctgα, и 2-й показатель периферического сопротивления, равный . Эти показатели оценивают как величины, пропорциональные сопротивлению сосудистой системы оттоку из нее крови;
3. Относительную величину дикротической волны, равную  Этот показатель оценивают как параметр, способствующий улучшению диастолического кровотока в периферических артериях (в том числе и в маточных), а также в капиллярах;
4. Скорость пульсовой волны. Этот показатель оценивают как параметр, с ростом которого ухудшается кровоснабжение организма, в том числе и в маточных артериях, и наоборот.
Приведенные выше параметры, как показывают проведенные исследования, дают достоверную оценку качеству кровотока в маточных артериях. Описанный метод достаточно прост и может быть рекомендован для массового клинического обследования беременных.