СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВАСКУЛОГЕННОЙ ЭРЕКТИЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ
METHOD OF DIAGNOSING VASCULOGENIC ERECTILE DYSFUNCTION

Изобретение относится к медицине и физиологии, а именно к способам диагностики эректильной дисфункции сосудистого генеза, и может найти применение в андрологии, урологии и ангиологии.
В настоящее время наиболее распространенным способом оценки состояния артерий в пещеристой ткани полового члена является ультразвуковой метод измерения пост-окклюзионных изменений их диаметра, отражающих функциональное состояние эндотелия этих артерий (Мазо Е.Б., Гамидов С.И., Иремашвили В.В. «Эректильная дисфункция». М.: Мединформ, 2008; 240 с.).
К недостаткам этого способа можно отнести отсутствие точного критерия, по которому можно отделить умеренные изменения эндотелиальной функции артерий (дилатация артерий в ответ на увеличение напряжения сдвига на сосудистой стенке) от патологического снижения этой функции, и, как следствие, низкую точность при диагностике васкулогенной эректильной дисфункции.
Существенно и то, что ультразвуковые методы отличаются малой разрешающей способностью при измерении кровотока в глубоких артериях, располагающихся далеко от поверхности органа. Кроме того, ультразвуковые измерения кровотока зависят от взаимного положения оси излучатель-приемник, с одной стороны, и оси артерии, с другой. Различия в геометрии сосудистого русла у разных пациентов ограничивают точность оценок кровотока, получаемых ультразвуковыми методами.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ диагностики гемодинамики полового члена с помощью импедансной реофаллографии (Э.К.Емельянов «Артериальная эректильная импотенция. Диагностика. Влияние реконструктивных операций на аорте и подвздошных артериях на эректильную функцию». Автореф. дис. д.м.н. - Куйбышев, 1983. - 25 с.).
Для количественной оценки реограмм измеряли амплитудные и временные параметры кривой и, в частности, реографический индекс. После реконструктивных операций с включением в кровоток внутренних подвздошных артерий «на реофаллограмме регистрировали или нормальные, или резко деформированные комплексы с множеством дополнительных форм». Вместе с тем, в работе отсутствуют нормативные показатели реофаллографии, что делает невозможным сопоставление основных количественных показателей исследуемых.
Отсутствие нормативных показателей снижает точность диагностики и возможность использования в медицинской практике, т.к. способ может быть использован только при первичных изменениях гемодинамики полового члена.
Задачей изобретения является повышение точности диагностики васкулогенной эректильной дисфункции и возможность использования способа на различных стадиях эректильной дисфункции (ЭД).
Поставленная задача решается способом, заключающимся в том, что накладывают проволочные кольцевые неполяризующиеся хлорсеребряные электроды реографа: один - на корень пениса, а второй - на венечную борозду; полученную запись биоимпеданса подвергают преобразованию Фурье для получения амплитудного спектра колебаний биоимпеданса и при выявлении спектральных пиков высокочастотных пульсовых гармоник колебаний этого биоимпеданса в полосе частот 7-12 Гц шириной 0,1-0,3 Гц диагностируют васкулогенную эректильную дисфункцию.
Практически способ осуществляют следующим образом.
Система для реализации изобретения состоит из биполярного реографа (измерителя импеданса), аналого-цифрового преобразователя (АЦП), частота преобразования 16 кГц с прореживанием до частоты 160 Гц с помощью микропроцессора и компьютера. Исследуемому лицу накладывают проволочные кольцевые неполяризующиеся хлорсеребряные электроды измерителя импеданса реографа (измерителя импеданса) по биполярному принципу: один - на корень пениса, а другой - на венечную борозду. Сигнал, поступавший в ЭВМ (переменная составляющая биоимпеданса), фильтруют вычислительными методами с помощью фильтра Бесселя второго порядка в полосе 0.5-15 Гц. Для выполнения быстрого Фурье-преобразования запись биоимпеданса разбивают на блоки с длиной 12.8 сек. При вычислении амплитудного спектра применяют окно Ханнинга. Для анализа выбирают фрагменты записи без артефактов, вызываемых непроизвольными движениями. Такие фрагменты содержат от 1 до 4 блоков указанной длины. Амплитудные спектры отдельных блоков выделенного фрагмента экспериментальной записи усредняют. Финальный график Фурье-преобразования представляют как зависимость амплитуды периодической составляющей биоимпеданса от частоты этой составляющей. Пики на частотах гармоник пульсовой волны выявляют визуально. Определяют высоту пиков и их ширину на уровне 0.7 от высоты.
Дефицит кровоснабжения полового члена, обусловленный склеротическими изменениями сосудистого русла, лежит в основе многих распространенных патологических состояний и заболеваний. Одним из таких заболеваний является васкулогенная эректильная дисфункция. Особая сложность лечения этого вида патологии связана с тем, что в ее основе могут лежать не только сосудистые нарушения, но и нейрогенные, гормональные или психогенные причины. Подход к выбору стратегии лечения определяется видом патологии (сосудистой, нейрогенной или гормональной), лежащей в основе ЭД. Заявляемое изобретение позволяет выявить сосудистую патологию полового члена при ЭД на основе нового способа.
На фиг.1 показаны спектры здорового испытуемого (а) и пациента с васкулогенной ЭД (б). Записи отфильтрованы полосовым двухполюсным фильтром Бесселя в диапазоне 0.5-15 Гц. Длина анализируемого фрагмента записи составляет 12.8 сек, что соответствует точности по частоте 0.1 Гц. В норме спектр биоимпеданса пениса содержит три выраженные пульсовые гармоники C1, C2 и C3 (фиг.1, а). При этом отсутствуют гармоники с более высокими частотами. Напротив, у пациентов с сосудистой ЭД первые три гармоники резко снижены, что свидетельствует о сниженном кровотоке (фиг.1, б).
В наших исследованиях зарегистрировано принципиально новое явление: у пациентов с васкулогенной ЭД наблюдали спектральные пики в спектрограмме биоимпеданса полового члена, расположенные в области 7-12 Гц на частотах, соответствующих C6-C10 гармоникам пульсовой волны (фиг.1, б).
Данный феномен объясняется тем, что высокочастотные спектральные пики отражают резонансное возбуждение радиальных колебаний артерий пениса у пациентов с ЭД сосудистого генеза. Следующие факты свидетельствуют в пользу такого предположения. В норме структура пульсовой волны, измеренная методом спектрального анализа вариаций биоимпеданса, представляет собой ряд из нескольких пиков (от 4 до 10 в зависимости от исследуемого органа) с последовательно уменьшающейся высотой и с увеличивающейся шириной (Schuhfried О, Wiesinger G, Kollmitzer J, Mittermaier C, Quittan M. Fourier analysis of impedance rheography for peripheral arterial occlusive disease. Eur J Appl Physiol 2003; 89 (3-4):384-386.; Нестеров А.В., Гаврилов И.Ю., Селектор Л.Я., Мудрая И.С., Ревенко С.В. Фурье-анализ вариаций биоимпеданса пальца человека. Бюлл. эксп. биол. мед., 2010; 150 (7):31-37.).
При этом ширина пика, измеряемая на уровне 0.7 его высоты, пропорциональна номеру гармоники. Эта величина отражает нестабильность частоты сердцебиения и для первой гармоники составляет 0.05-0.1 Гц. Соответственно, ширина высокочастотных (C6-C10) гармоник пульсовой волны должна быть 0.3-1.0 Гц. Таким образом, если происхождение высокочастотных (ВЧ) гармоник биоимпеданса полового члена связано с особенностями приходящей пульсовой волны, то их высота должна быть много меньше высот 3-5 гармоник, а ширина - больше ширины пиков низкочастотных гармоник. Действительно, в норме спектрограмма биоимпеданса полового члена состоит максимум из пяти пиков последовательно снижающейся высоты и увеличивающейся ширины, а пики (гармоники) более высоких порядков отсутствуют (фиг.1, а).
При сосудистой ЭД обнаруживаются ВЧ-гармоники, причем их высота и ширина не соответствуют структуре приходящей пульсовой волны. Действительно, ширина этих высокочастотных пиков, измеряемая на уровне 0.7 высоты, составляет только около 0.2±0.1 Гц, что соответствует ширине C2-C3 гармоник пульсовой волны. Кроме того, высота высокочастотных пиков у пациентов с ЭД сосудистого генеза составляет 0.4-0.6 миллиом, что превышает высоту гармоник меньших порядков (третьей, четвертой и пятой). Такая спектральная структура биоимпеданса указывает на резонансное возбуждение высокочастотных колебаний пенильных артерий у пациентов с сосудистой ЭД. Как известно, атеросклероз снижает растяжимость артерий и ухудшает их вязко-эластичные свойства [Barenbrock M, Spieker C, Kerber S, Vielhauer C, Hoeks AP, Zidek W, Rahn KH. Different effects of hypertension, atherosclerosis and hyperlipidaemia on arterial distensibility. J Hypertens. 1995; 13(12 Pt 2): 1712-1717.; Yokobori AT Jr, Ichiki M, Ohuchi H, Kobayashi T, Satoh T, Kinoshita Y. The proposal of noninvasive quantitative diagnostic method of the atherosclerosis and the clarification of organ correlation of atherosclerosis and oxygen metabolism. Biomed Mater Eng. 2004; 14(3):241-249]. Снижение вязкости (соответственно, увеличение жесткости) улучшает добротность осциллятора [Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Механика, М.: Наука, 1965; 204 с.], позволяя малым возмущениям вызывать колебания заметной амплитуды. При резонансе, возникающем под действием одного и того же внешнего возмущения, ширина пика резонансной кривой прямо пропорциональна вязкости и обратно пропорциональна амплитуде колебаний. Таким образом, снижение вязкости (увеличение жесткости) артериальной стенки при развитии атеросклероза должно приводить к увеличению амплитуды резонансных колебаний и к сужению соответствующих спектральных пиков [Bunn A E and Guelke R W. Transverse resonance in fluid-filled tubes with visco-elastic walls. Phys. Med. Biol. 1980; 25:942-945].
Возбуждение заметных высокочастотных колебаний биоимпеданса пениса указывает на возбуждение механических колебаний в артериях с ухудшенными вязко-эластичными свойствами, что может быть результатом атеросклероза. При обследовании нормальных испытуемых были выявлены малые по высоте (менее 0.25 миллиом) и относительно большие по ширине (0.5-0.8 Гц) спектральные высокочастотные пики. В соответствии с теорией колебания диссипативного осциллятора [Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Механика, М.: Наука, 1965; 204 с.], такие колебания характеризуют резонанс осциллятора с малой добротностью (соответствует меньшей жесткости артерий). По-видимому, у таких обследуемых имеет место сужение пенильных артерий, которое обнаруживается в виде малых по высоте и широких высокочастотных пиков в спектрограмме. При дальнейшем развитии склеротического процесса эти пики уменьшаются по ширине и увеличиваются по высоте, достигая в максимуме 0.4-0.6 миллиом и ширины менее 0.3 Гц (измеренной на уровне 0.7 высоты пика). Наличие нескольких высокочастотных пиков в спектрограмме полового члена свидетельствует о склеротических изменениях в артериях разных диаметров, поскольку резонансная частота тем выше, чем меньше диаметр сосуда с вязко-эластичными стенками [Bunn A E and Guelke R W. Transverse resonance in fluid-filled tubes with visco-elastic walls. Phys. Med. Biol. 1980; 25:942-945].
Таким образом, даже наличие одного высокочастотного пика в спектрограмме биоимпеданса полового члена свидетельствует о патологии определенного уровня артерий. Заявляемый метод дает качественную оценку состояния кровеносных сосудов полового члена. Наличие в амплитудном спектре пенильного биоимпеданса пиков в области частот 7-12 Гц, характеризующихся высотой более 0.4 миллиом и шириной (на уровне 0.7 высоты) менее 0.3 Гц, является признаком сосудистой дисфункции полового члена.
Нами проведены исследования регионарной гемодинамики полового члена у 48 мужчин (14 - здоровых добровольцев (группа контроля) и у 34 пациентов с эректильной дисфункцией) с помощью предложенного способа. Необходимо отметить, что всем испытуемым выполнялось эходоплерографическое исследование полового члена в покое, а также оценивались гормональные, неврологические и психогенные характеристики.
Клинический пример
Больной С. 47 лет, диагноз: эректильная дисфункция. Обследован в клинике в связи с ослаблением эрекции, невозможностью достижения необходимой для коитуса ригидности полового члена. При изучении гормонального статуса отклонений от возрастной нормы не выявлено. В ходе неоднократных эхографических исследований с доплерографией полового члена, а также при фармакологических нагрузочных тестах не было обнаружено патологических изменений в сосудистом русле наружных половых органов и простаты. При этом не были выявлены и нарушения периферической иннервации тазовых органов, промежности и нижних конечностей.
С целью оценки состояния сосудистой системы полового члена выполнено измерение вариаций биоимпеданса полового члена с последующим их анализом с помощью преобразования Фурье. В результате исследования отмечено снижение высоты трех первых пульсовых гармоник C1, C2 и C3 амплитудного спектра, появление высокочастотных пиков в спектрограмме биоимпеданса полового члена, расположенных в области 7-12 Гц на частотах, соответствующих C7-C10 гармоникам пульсовой волны. Выявленные характеристики биоимпеданса полового члена подтвердили предположение о развивающихся склеротических изменениях в пенильных артериях и пещеристых телах.
В комплексной терапии назначены препараты, улучшающие реологические свойства крови (антиагреганты и антикоагулянты), вазоактивные средства, вазодилатирующие препараты, а также средства, улучшающие нервную проводимость и тем самым потенцирующие вазомоторную активность периферических сосудов.
Предложенное консервативное лечение привело к значительному улучшению эректильной функции у всех обследуемых, которым был поставлен диагноз васкулогенной эректильной дисфункции.
Способ по изобретению повышает точность диагностики и возможность ее проведения на всех стадиях нарушения гемодинамики полового члена.