СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПОДКОЖНЫХ ВЕН В ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНЕ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ ПО А.А. КАСАТКИНУ
METHOD OF SUBCUTANEOUS VEINS IMAGING IN INFRARED RADIATION SPECTRUM RANGE ACCORDING TO A A KASATKIN

Изобретение относится к медицине, а именно к области лучевой диагностики, анестезиологии и реанимации, и может быть использовано для визуализации функционирующих подкожных вен конечностей в процессе лечения тромбофлебитов или при выборе участка вены, наиболее пригодного для катетеризации.
Известен способ ультразвуковой визуализации перфорантных вен у больных с открытыми трофическими язвами нижних конечностей, включающий укладку пациента, накладывание на трофическую язву медицинского полимерного гелевого материала, выравнивание поверхности, введение ультразвуковых колебаний непосредственно через гелевый материал в область трофической язвы, использование ультразвукового аппарата с функцией цветного доплеровского картирования кровотока, регистрацию усиления кровотока в перфорантной вене при сжимании рукой икроножной мышцы ниже расположения ультразвукового датчика и регистрацию ретроградного кровотока при сжимании рукой икроножной мышцы выше расположения ультразвукового датчика (RU 2 302 204 С1).
Недостатком способа является сложность, низкая безопасность и низкая точность визуализации функционирующих подкожных вен конечностей вследствие необходимости применения в исследуемой области специального контактного геля, многократного прикладывания последовательно к каждому очередному исследуемому участку конечности специального датчика, необходимости оказания повышенного давления на датчик с целью плотного соприкосновения его с кожей для сохранения потока лучевой информации, способного быть погашенным воздушной средой при отсутствии соприкосновения датчика с кожей, необходимости многократного перемещения датчика с места на место, при котором происходит многократное механическое деформирование исследуемой области аналогично тому, как это происходит при пальпации, из-за отсутствия общей картины («венографии») венозного русла в исследуемой области, а также из-за механического сжимания мышц ниже и выше исследуемой области и ультразвукового воздействия на конечность. Дело в том, что ультразвуковое и давящее механическое воздействие датчика и рук на конечность в области исследования, а также выше и ниже нее с целью усиления нормального и ретроградного кровотока в венах при тромбофлебите конечностей и тромбоэмболической болезни или при ранних сроках беременности может вызвать отрыв тромба и/или эмбола из вен конечности, а также патологию плода. Причем оторванный тромб и/или эмбол перемещается потоком крови по вене к сердцу, а затем от сердца перемещается с выбрасываемой кровью в легочные артерии. В связи с этим возникает закупорка легочных артерий, ишемия и инфаркт соответствующей части легкого, потеря сознания и смерть пациента.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение безопасности и точности за счет бесконтактного получения информации в инфракрасном диапазоне спектра излучения охлажденной поверхности после притока к ней теплой крови.
Техническим результатом является повышение точности и безопасности, в частности снижение количества осложнений вследствие процедуры регистрации наполнения вен кровью.
Сущность предложенного способа визуализации подкожных вен в инфракрасном диапазоне излучения конечности, включающего укладку пациента, подготовку исследуемой поверхности, использование аппарата лучевой диагностики с функцией цветной регистрации наполнения вен кровью, регистрацию усиления кровотока в них при механическом воздействии на мягкие ткани конечности выше исследуемой области, заключается в том, что предварительно оказывают механическое воздействие в виде циркулярного сдавливания вплоть до прекращения оттока крови от исследуемого участка, затем опускают дистальную часть конечности в воду, подогретую до +42°C, вплоть до развития стойкой локальной тепловой гиперемии, оголяют исследуемую поверхность, прикладывают к ней пузырь со льдом вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии, вынимают конечность из воды, убирают пузырь со льдом, укладывают и фиксируют конечность в положении, обеспечивающем визуальное наблюдение за всей исследуемой поверхностью, в качестве аппарата используют тепловизор, регистрацию усиления кровотока осуществляют в инфракрасном диапазоне спектра излучения при прекращении механического сдавливания и при достижении максимального термоконтрастирования вен.
При этом предварительное оказание механического воздействия в виде циркулярного сдавливания конечности выше места исследовании вплоть до прекращения оттока крови от исследуемого участка обеспечивает прекращение оттока крови по венам, в том числе и в дистальном отделе конечности, что является необходимым условием эффективного согревания крови, находящейся в дистальном отделе конечности, при последующем опускании ее в подогретую воду.
Опускание дистальной части конечности в воду, подогретую до +42°C, вплоть до развития стойкой локальной тепловой гиперемии в условиях прекращения оттока крови по венам обеспечивает эффективное и безопасное повышение температуры крови в участке, от которого после восстановления оттока венозной крови в конечности теплая кровь начнет перемещаться в исследуемую холодную область и обеспечит визуализацию вен при тепловидении за счет усиления теплоотдачи. Дело в том, что нагревание воды до уровня +42°C является достаточным и, в то же время, безопасным уровнем гипертермии, поскольку исключает ожог. Такой предел нагревания наиболее важен при применении способа у пациентов с потерей сознания или при утрате чувствительности в дистальном отделе конечности.
Оголение исследуемой поверхности после эффективного нагревания дистальной ее части обеспечивает своевременное начало эффективного охлаждения исследуемой области за счет воздушной среды комнатной температуры. Прикладывание к оголенной поверхности пузыря со льдом вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии обеспечивает эффективное и безопасное охлаждение исследуемой области, необходимое для последующей эффективной визуализации подкожных вен при заполнении их теплой кровью.
Вынимание конечности из горячей воды только после возникновения холодовой гиперемии в исследуемой области и одновременное удаление пузыря со льдом обеспечивает достижение максимальной разницы температур тканей в областях локальной гипо- и гипертермии без чрезмерного удлинения процедур термовоздействий.
Последующее укладывание и фиксирование конечности в положении, обеспечивающем визуальное наблюдение за всей исследуемой поверхностью, обеспечивает высокую точность визуализации вен.
Использование тепловизора в качестве аппарата лучевой диагностики обеспечивает высокую безопасность способа за счет бесконтактного метода исследования, а также за счет возможности получения цветного изображения на экране кинокамеры, на экране компьютера, а также в виде цветного венографирования в цифровом и бумажном видах.
Регистрация усиления кровотока в венозном русле, осуществляемая с помощью тепловизора в инфракрасном диапазоне спектра излучения при прекращении механического сдавливания, обеспечивает своевременное выявление начинающегося согревания подкожных вен, происходящего при заполнении их порцией теплой крови, движущейся из дистальной части конечности в сторону сердца через холодную область. Своевременное выявление начала согревания вен в холодной области необходимо для последующего усиления внимания к оценке ее состояния в инфракрасном диапазоне спектра излучения и для подготовки к точной и качественной регистрации (качественному фотографированию) в наиболее информативный момент, обеспечивающий наиболее качественную визуализацию подкожных вен в исследуемой области.
В связи с тем, что в норме кровь, текущая по венам конечностей человека, имеет температуру окружающих ее тканей, визуализация подкожных вен конечностей с помощью тепловизора без дополнительных искусственных термовоздействий оказывается недостаточно информативной. Дело в том, что для качественной визуализации вен в инфракрасном диапазоне спектра излучения необходимо наличие существенной разницы температурных режимов вен и тканей, их окружающих. Такая разница температур может быть создана путем разнонаправленных локальных термовоздействий на них, а именно - путем предварительного нагревания дистального отдела конечности и крови, находящейся в нем, с одной стороны, и с другой стороны, путем отсроченного охлаждения кожи, подкожно-жировой клетчатки и вен, заполненных кровью и расположенных в исследуемой области. Дело в том, что при восстановлении оттока венозной крови в исследуемой области происходит автоматическая замена холодной крови на теплую, что в считанные секунды согревает вены, но не успевает согреть всю подкожно жировую клетчатку и кожу предплечья в силу существенного превалирования их общего количества и площади над венозной сетью.
Разница (контраст) температурных режимов крови, находящейся внутри подкожных вен, и подкожно-жировой клетчатки, окружающей вены, обеспечивает качественную визуализацию вен в инфракрасном диапазоне излучения, поскольку заполняющая собой вены теплая кровь производит интенсивное инфракрасное излучение во все стороны, включая поверхность конечности.
В связи с этим нами вводится новое понятие «термоконтрастирование» сосудов, что означает изменение их температуры по сравнению с температурой окружающих тканей. В качестве «термоконтрастирующего» безопасного средства, придающего венам (в данном случае) новое физическое свойство (термоконтрастность), мы предлагаем использовать нагретую (в данном случае) или холодную кровь, поскольку термоконтрастирование может быть достигнуто и за счет введения охлажденной крови в сосуды нагретой области.
Способ осуществляют следующим образом. Просят пациента снять обувь, носки и/или повязку и закатать штанину (при исследовании вен нижних конечностей при тромбофлебите нижних конечностей и трофических язвах), закатать рукав (при исследовании вен верхних конечностей). Затем накладывают на выбранную конечность выше предполагаемого исследуемого места жгут или манжетку от аппарата, предназначенного для измерения величины артериального давления, и пережимают циркулярно с их помощью конечность вплоть до исчезновения артериального пульса на периферии, после чего величину циркулярного давления снижают до той, которая не пережимает артерии, но полностью пережимает вены.
После этого просят опустить дистальный отдел конечности в воду, нагретую до +42°C, на одну - две минуты вплоть до развития в ней стойкой тепловой гиперемии. Оголяют избранную поверхность, прикладывают к ней пузырь со льдом вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии, вынимают дистальный конец конечности из горячей воды, убирают пузырь со льдом, укладывают конечность на стол (при исследовании верхней конечности) или на кушетку (при исследовании нижней конечности) и фиксируют конечность в положении, обеспечивающем визуальное наблюдение за всей исследуемой поверхностью. Вслед за этим с помощью тепловизора начинают наблюдение в инфракрасном диапазоне излучения за выбранной поверхностью, прекращают механическое сдавливание вен, восстанавливая венозный отток, наблюдают за процессом постепенного повышения температуры и «проявления» вен, регистрируя, окончательно оценивая и используя результат визуализации при достижении максимального термоконтрастирования вен, например посредством фотографирования, выбора и/или осуществления процедуры катетеризации выбранного участка вены либо обозначения на коже маркером линий проекции вен в световом и инфракрасном диапазонах спектров излучения.
Пример 1. Пациентка Р., 20 лет, поступила в отделение реанимации и анестезиологии с 9-недельной беременностью с диагнозом «Закрытая травма живота, груди и поясничной области. Перелом 4-х ребер слева, разрыв левого купола диафрагмы, разрыв левой почки. Кровопотеря 2-й степени». С целью инфузионно-трансфузионной терапии в день госпитализации было решено произвести визуализацию, выбор и катетеризацию вены известным способом. Однако применение способа не позволило решить поставленную задачу. Из-за потери крови, сниженного системного артериального давления и ожирения (масса тела пациентки 122 кг), визуализация вен и выбор участка вены для установки катетера с помощью ультразвуковой визуализации, включающей укладку пациента, накладывание на выбранное место медицинского полимерного гелевого материала, выравнивание поверхности, введение ультразвуковых колебаний непосредственно через гелевый материал в исследуемую область, использование ультразвукового аппарата с функцией цветного доплеровского картирования кровотока, регистрацию усиления кровотока в вене при сжимании рукой скелетной мышцы ниже расположения ультразвукового датчика и регистрацию ретроградного кровотока при сжимании рукой скелетной мышцы выше расположения ультразвукового датчика, были невозможны, поскольку известный способ выдавал информацию о венах в виде отдельных размытых фрагментов с нечетким указанием мест расположения их в предплечье. Кроме этого, известный способ не дал обобщенной итоговой информации в виде «карты» или «фотографии» («венографии») предплечья с достаточной точностью проекции вен на всей исследуемой поверхности и с точным изображением вен на всем их протяжении от кисти до локтевого сгиба. Из-за невозможности с помощью известного способа установления точной проекции подкожных вен левого предплечья на всем их протяжении от кисти до локтевого сгиба не удалось выбрать участок вены и не удалось ввести катетер.
В связи с этим решено было применить заявленный способ. Для этого оголили всю левую руку пациентки, наложили на левое плечо манжетку от аппарата марки AT-10 (Apexmed), предназначенного для измерения величины артериального давления, и пережали с его помощью плечо вплоть до исчезновения артериального пульса на левой лучевой артерии. Для этого создали давление 100 и 60 мм рт.ст. После этого величину циркулярного давления снизили до 50 мм рт.ст. и убедились в появлении артериального пульса на лучевой артерии. Затем опустили левую кисть в пластиковый контейнер с водой, имеющей температуру +42°C, удерживали в нем кисть 70 секунд вплоть до ее покраснения. После этого приложили на всю сгибательную поверхность левого предплечья пузырь со льдом на 180 секунд вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии, вынули кисть из горячей воды, протерли ее салфеткой, убрали пузырь со льдом, уложили левое предплечье тыльной стороной на стол, подложили под него валики для фиксации и с помощью тепловизора марки NEC ТН91ХХ (Япония), соединенного с компьютером, начали наблюдение в инфракрасном диапазоне излучения в диапазоне температур +26 - +38°C за состоянием сгибательной поверхности левого предплечья. Через 5 секунд выпустили полностью воздух из манжеты, наложенной на левое плечо, продолжили непрерывное наблюдение с помощью тепловизора за предплечьем и через 3 секунды увидели появление «волны» красноватого цвета, заполняющей собой подкожные вены, окруженные тканями синего цвета. Постепенно вены все более и более краснели и все более и более контрастно «проявлялись» на фоне тканей, окружающих вены, сохранявших синий цвет. При этом первоначально вены стали «проявляться» в виде отдельных изолированных друг от друга отрезков красноватого цвета разной длины и формы, увеличиваясь по мере увеличения продолжительности наблюдения, увеличиваясь в длине и сливаясь друг с другом в отдельные непрерывные линии. Процесс слияния отдельных отрезков завершился через 45 секунд после удаления воздуха из манжеты. При этом было констатировано достижение максимального термоконтрастирования вен и к этому времени легко и четко был выявлен без ответвлений прямой участок вены предплечья длиной около 8 см. Для его канюлирования была вновь накачена воздухом манжета до положительного давления, равного 50 мм рт.ст., и под контролем тепловизора в инфракрасном диапазоне излучения холодный катетер (при комнатной температуре +24°C) марки "Вазофикс браунюля" фирмы «Braun» с маркировкой 18 G был введен в выбранный участок вены с первого раза. Доказательством успешного канюлирования вены явилось появление темно-вишневой крови в контрольной камере катетера. Тут же к порту катетера была подключена инфузионная система, заполненная 400 мл раствора 0,9% натрия хлорида, и начато инфузионное введение данного препарата. Введение первых 100 мл раствора за 30 минут с момента начала инфузии подтвердило вливание в выбранную вену и отсутствие признаков инфильтрирования клетчатки, окружающей вену. Введенный катетер был успешно использован на протяжении 3-х суток.