СПОСОБ УСИЛЕННОЙ НАРУЖНОЙ КОНТРПУЛЬСАЦИИ СЕРДЦА
METHOD FOR ENHANCED EXTERNAL COUNTERPULSATION

Изобретение относится к медицинской технике, медицине, а именно к терапии, и может быть использовано для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. В структуре инвалидизации и летальности от сердечно-сосудистых заболеваний среди социально-значимой возрастной группы населения ишемическая болезнь сердца (далее: ИБС) удерживает доминирующее положение и широко распространена во всем мире. Вспомогательным методом лечения ИБС является усиленная наружная контрпульсация [1-6, 8-11]. Усиленная наружная контрпульсация - метод синхронизированного лечебного периодического воздействия на ткани нижних конечностей и малого таза пациента манжетами со сжатым воздухом. Усиленная наружная контрпульсация (УНКП) - безоперационный метод лечения ишемической болезни сердца и ряда других заболеваний сердечно-сосудистой системы, связанных с атеросклеротическим поражением артериального русла. Также этот метод широко применяется в спортивной медицине для восстановления функционального состояния организма до/после физических нагрузок, повышая при этом их переносимость.
Патент на использование в медицинской практике метода усиленной контрпульсации впервые был получен в 1995 году [6, 9]. Сегодня УНКП активно применяется во многих медицинских центрах США, Индии, Китая, Японии и европейских странах - Германии, Испании и некоторых других, в том числе и в России [6, 7, 9].
Принцип действия УНКП
Сердечная мышца кровоснабжается в фазу расслабления (диастолы). Именно в фазу диастолы сокращаются манжеты, которые увеличивают диастолическое (нижнее) давление в кровеносной системе. И оно становится выше систолического (верхнего). Такого никогда не происходит в организме человека. Это повышает кровоснабжение сердечной мышцы в 4 раза и заставляет открываться и образовываться новым сосудам в сердечной мышце, увеличивая их количество на данном участке в несколько раз.
Во время сеанса из-за многократного улучшения кровоснабжения сердечной мышцы увеличивается сократимость сердца и снижается степень сердечной недостаточности. После рекомендуемого комплекса сеансов УНКП в сердечной мышце образуется большое количество новых сосудов, что и обуславливает эффект от процедур в течение нескольких лет.
УНКП реализуется путем обжатия нижних конечностей и ягодиц с помощью компрессионных манжет. Манжеты голеней, бедер и ягодиц последовательно надуваются, создавая ретроградную волну давления крови в артериях. Моменты начала обжатия регулируются относительно сердечного цикла таким образом, чтобы волна давления достигала дуги аорты в момент диастолы. Увеличение давления в устье аорты в диастолическую фазу приводит к усилению кровотока по коронарным сосудам. Схематическая иллюстрация работы компрессионных манжет в различные фазы сердечного цикла показана на фиг. 1.
Одновременное опорожнение (сдув) всех манжет происходит перед началом систолы. Результатом такого воздействия является уменьшение механической работы сердца. Фактически компрессионное воздействие на гемодинамику оказывается в противофазе с работой сердца, отчего метод получил свое название - наружная контрпульсация. Синхронизация компрессионного воздействия с сердечным циклом осуществляется на основе электрокардиографического (ЭКГ) сигнала, а наблюдение за гемодинамическими эффектами - с помощью сигнала фотоплетизмограммы [7]. Стандартный курс состоит из 30-35 сеансов по 60 мин в день.
Высокая эффективность метода для лечения ишемической болезни сердца (ИБС) и сердечной недостаточности доказана мировой клинической практикой. Использование наружной контрпульсации повышает также выносливость к физическим нагрузкам.
Эффективность УНКП
В настоящее время доказано, что процедура наружной контрпульсации оказывает положительное влияние при сердечно-сосудистых заболеваниях: у 80% пациентов с сердечной недостаточностью, которым был проведен курс усиленной наружной контрпульсации, произошло стойкое снижение класса сердечной недостаточности на 1-2 ед. Доказано, что наружная контрпульсация приводит к выраженному улучшению «качества жизни» больных, увеличивает переносимость физических нагрузок. Эффект курса наружной контрпульсации сохраняется в течение длительного времени. Количество медицинских учреждений во всем мире, использующих метод наружной контрпульсации, постоянно расширяется.
Недостатки известного способа УНКП
Усиленная наружная контрпульсация - это метод эффективный с медицинской точки зрения и эффективный с точки зрения ее технической реализации и практического применения. Однако имеются и определенные недостатки. Причина их заключается в значительном количестве циклов процедуры УНКП. Действительно, разовая процедура в течение 1 часа содержит 70×60=4200 сжатий и опорожнений манжет. Месячный цикл применения потребует 4200×30=126000 (сто двадцать шесть тысяч) циклов УНКП. Каждый цикл УНКП сопровождается хлопающим звуком и активными давящими воздействиями. Все это создает негативный фон для больного даже во время разовой процедуры. К тому же чисто технически компрессионные манжеты быстро изнашиваются, что требует постоянного контроля. Определенным физическим нагрузкам подвергается и сердце больного.
Раскрытие изобретения
Известен способ усиленной наружной контрпульсации, в котором QRS импульсы ЭКГ используют для синхронизации циклов надувания и опорожнения компрессионных манжет, которые формируют лечебные периодические импульсы давления на ткани нижних конечностей и малого таза пациента.
В связи с недостатками известного способа УНКП, перечисленными выше, предлагается способ УНКП, отличающийся тем, что импульсы ЭКГ пропускают сначала через делитель частоты в два или большее число раз, а сигнал с выхода делителя частоты используют для синхронизации циклов надувания и опорожнения компрессионных манжет.
Таким образом, наполнение и сжатие надувных манжет синхронизируется импульсами QRS сердца не на основной частоте, а на поделенной в 2,3 или в большее число раз. Деление частоты импульсов QRS в два и три раза иллюстрируется фиг. 2.
Блок-схема предлагаемого способа УНКП при использовании дополнительного деления частоты иллюстрируется фиг. 3. На фиг. 3 сверху показана блок-схема известного способа УНКП. Блок-схема предлагаемого способа УНКП показана на фиг. 3 снизу.
На фиг. 3 приняты следующие обозначения: ЭКГ - исходный кардиосигнал; ДЧ - делитель частоты импульсов ЭКГ; УК - управитель компрессора - устройство, реализующее надувание и опорожнение компрессионных манжет; КМ - компрессионные манжеты.
Все перечисленные выше недостатки УНКП уменьшаются, то есть повышается комфортность процедуры, уменьшается износ оборудования. Возникает вопрос медицинского характера: не будет ли такая процедура УНКП менее эффективной с точки зрения лечения ИБС. В первом приближении ухудшение качества УНКП не должно происходить. Основная причина этого в физических и механических свойствах сердца. При использовании УНКП коронарное кровенаполнение увеличивается, что улучшает работу сердца при ИБС. Интенсивное кровенаполнение не спадает мгновенно, оно длится несколько секунд ввиду механической инерционности движения крови и упругой пульсации сосудов. Поэтому необязательно подпитывать процесс усиленного кровообращения за счет УНКП ежесекундно при каждом сокращении сердца. Можно осуществлять подпитку на поделенной частоте сокращений с частотой, меньшей в два или большее число раз, то есть использовать поделенную частоту импульсов в 2, 3 и большее число раз. Этот вопрос, естественно, требует дальнейших исследований врачами на статистически достоверных контингентах больных ИБС.
Результаты экспериментального исследования
Предлагаемый способ УНКП был исследован на работоспособность и применимость в медицинской системе. В качестве делителей частоты были использованы импульсные делители частоты типа делителей числа импульсов, применяемых в импульсной технике и радиоэлектронике. Экспериментальные исследования показали работоспособность предлагаемого способа УНКП и возможность его применения в медицинской практике.
Для оценки эффективности предлагаемого способа УНКП в реальной медицинской практике, очевидно, нужны дальнейшие клинические исследования. Эти исследования относятся уже к компетенции врачей-кардиологов. Более детально, исследование медицинских проблем УНКП при использовании синхронизации надувных манжет с поделенной частотой в два и большее число раз - это прерогатива врачей-кардиологов, причем чрезвычайно интересная.
Отметим возможность использования предлагаемого способа УНКП для больных ИБС, осложненных тахиаритмиями до (150-200) уд./мин. При обычном способе УНКП с синхронизацией на основном ритме ЭКГ такое применение невозможно из-за инерционности компрессионных манжет. При использовании предлагаемого способа УНКП ритм надувания и опорожнения компрессионных манжет снижается до более низкого уровня в 2-3 раза ниже, что позволяет использовать их для лечения ИБС, осложненной тахиаритмией. Еще раз отметим, что более детальное исследование медицинских проблем УНКП при использовании синхронизации надувных манжет с поделенной частотой в два и большее число раз - это прерогатива врачей-кардиологов.
Литература
1. Беленков Ю.Н. Применение метода усиленной наружной контрпульсации в медицинской практике. Современное состояние проблемы // В сб. «Усиленная наружная контрпульсация».
2. Бокерия Л.А., Ермоленко М.Л., Байрамукова М.Х. Наружная контрпульсация - эффективный метод лечения рефрактерной стенокардии // Бюллетень НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - 2005. - т. 6. с 6-9.
3. Бокерия Л.А., Шаталов К.В., Свободов А.А. Системы вспомогательного и заместительного кровообращения //М.; 2000; 196 с.
4. Бухтияров И.В., Рыженков С.П., Мухин В.А., Матюшев Т.В., Сударев A.M., Андронов И.А. Влияние метода наружной контрпульсации на гемодинамические эффекты при постуральных воздействиях. Материалы Седьмой научно-практической конференции "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы". г. Москва, 2005 г., стр. 340-343.
5. Достиев А.Р. Неинвазивные методы вспомогательного кровообращения. Дис.. д-ра мед. наук. - М., 1997.
6. Османова А.В., Кудаев М.Т., Махмудова Э.Р. Способ лечения стенокардии напряжения. Пат. РФ №2479299.
7. Сударев A.M., Киласев М.Б., Толпекин В.Е., Коротич Е.В., Лазарева О.В. Первая отечественная система усиленной наружной контрпульсации. 4 всероссийский съезд трансплантологов памяти В.И. Шумакова 9-10 ноября 2008 г., Тезисы докладов. г. Москва. Стр. 89.
8. Шумаков В.И., Толпекин В.Е. Наружная контрпульсация: опыт НИИ трансплантологии и искусственных органов // Кардиология; 2005; 2:4-6.
9. Шумаков В.И., Молодцов В.М., Толпекин В.Е., Мелемука И.В. Хубутия М.Ш. Способ вспомогательного кровообращения и устройство для его реализации. Пат. РФ №2112492.
10. Хубутия М.Ш., Шумаков В.И., Толпекин В.Е. и др. Наружная контрпульсация - метод неивазивного вспомогательного кровообращения // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2004; 2; 17-19.
11. Birtwell W., Soroff Н., Wall М. et al. Assisted circulation: an improved method for counterpulsation // Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs. - 1962. - vol. 8. - P. 35-42.