СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
METHOD OF CONTROLLING STATE OF BLOOD VESSELS

Изобретение относится к способам контроля, измерения или регистрации каких-либо параметров организма человека для медицинских диагностических целей, а именно к способам контроля состояния кровеносных сосудов человека, и может быть использовано в медицине для диагностики и профилактики мигреней, язвенной болезни, вегетососудистой дистонии, различных тромбозов и др.
Известны способы рентгенографического (РГ) и ультразвукового (УЗ) контроля состояния кровеносных сосудов человека, связанные с визуализацией исследуемых сосудов.
Метод УЗ-исследования кровеносных сосудов (Кузнецов С.В., Сигина О.А., Карлова Н.А., Тюрин И.Е. Основы ультразвуковой диагностики. Санкт-Петербург, 1994 г.) стал широко использоваться в последнее время. Компьютерная обработка У3-сигналов позволяет получать изображение рассеивающих ультразвук объектов, в том числе и крупных кровеносных сосудов. Однако УЗ-метод не обладает достаточным разрешением, поэтому, во-первых, он не пригоден для мелких (периферических) артерий и, во-вторых, не позволяет отличить сжатый сосуд (в состоянии спазма) от несжатого.
Способ РГ контроля состояния кровеносных сосудов (Е.В.Перепадя, В.Е.Гажонова, А.В.Зубарев, И.Н.Ларионов, В.Б.Бошков. "SonoAce-International," №17, с.72-83, 2008 г., статья доступна на сайте: http//www.medison.ru/si/art275.htm) позволяет обнаруживать закупоренные сосуды и судить о степени сжатия сосудов. Согласно этому способу, в кровь вводят контрастное вещество (обычно сульфат бария), которое обеспечивает высокое поглощение рентгеновского излучения, что и позволяет видеть кровеносный сосуд на рентгеновском снимке. РГ способ обладает более высоким, по сравнению с УЗ методом контроля, разрешением и позволяет достаточно надежно оценивать состояние кровеносных сосудов, в том числе и артериол, кроме самых мелких периферических сосудов (капилляров), но этот способ, во-первых, вреден для пациента, а во-вторых, требует сложной аппаратуры и квалифицированных специалистов.
Известны термометрические способы контроля состояния кровеносных сосудов.
В способе, описанном в книге «Физиология человека», под редакцией Р.Шмидта и Г.Тевса. М., «Мир», том 2, с.563, 1996 г., об изменениях местного кровотока предложено судить по величине теплопроводности тканей. Для этого используют два термоэлектрических элемента, представляющих собой биполярные электроды. Один из них при помощи электрического тока подогревают до постоянной температуры, немного большей температуры окружающих тканей. Об изменениях кровотока судят по разнице температур между нагретым и ненагретым электодами (температура последнего такая же, как и у исследуемой ткани). При увеличении кровотока эта разница снижается, так как тепло быстрее проводится от нагретого элемента. Оба элемента можно вмонтировать в игольчатый термощуп, позволяющий измерять кожный и мышечный кровоток у человека. Недостатком данного способа является, во-первых, необходимость применения стабилизированного источника тепла, используемого для подогрева одного из электродов, что усложняет конструкцию измерительного устройства, и, во-вторых, невозможность контролировать отдельный кровеносный сосуд - контролируются лишь ткани, содержащие множество мелких сосудов.
В патенте RU 2194435, МПК A61B 5/01, опубл. 20.12.202 для оценки функционирования сосудистой системы предлагается измерять теплоемкость и время релаксации температурного поля локальной зоны биологических объектов при тепловом воздействии на поверхность объекта источника тепла. Разработано специальное устройство для осуществления этого способа. Недостатком данного известного способа является необходимость применения специального источника тепла, используемого для поддержания в локальной зоне биологического объекта определенной температуры, превышающей температуру биологического объекта, что усложняет конструкцию измерительного устройства. Кроме того, способ не позволяет контролировать отдельный кровеносный сосуд - исследуются лишь ткани, содержащие множество мелких сосудов.
В российских патентах №2319438, №2330603 и №2330604, МПК A61B 5/01, опубл. 20.03.2008 и 10.08.2008 предложен способ комбинированной термометрии для диагностики посттромботической болезни, варикозной болезни и острого венозного тромбоза вен нижних конечностей, сочетающий глубинную термометрию в микроволновом диапазоне и поверхностную ИК-термометрию кожи. Для осуществления способа используют диагностический комплекс РТМ-01-РЭС, позволяющий регистрировать температуру тканей по их естественному тепловому излучению в микроволновом диапазоне. Согласно этому способу в 12 симметричных точках, расположенных по задней поверхности обеих голеней пациента, в положении лежа и стоя последовательно регистрируют глубинную температуру внутри тканей на глубине от 4 до 6 см и поверхностную инфракрасную температуру. Недостатками данного способа являются большое количество обрабатываемой информации и сложность применяемого оборудования.
Задачей заявляемого изобретения является создание простого и надежного способа контроля состояния кровеносных сосудов человека, обладающего высокой чувствительностью и удобного для массового повседневного индивидуального использования.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом контроля состояния кровеносных сосудов конечности, включающим измерение температуры, в котором температуру измеряют на поверхности кожи в двух точках: для определения состояния мелких артериол руки в точке пульса на запястье и в точке, расположенной на тыльной стороне запястья у основания кисти руки, для артерий руки - подмышкой и в точке пульса на запястье, для артерий нижней конечности - в точке подколенной ямки и в точке пульса на щиколотке, для мелких артериол стопы - в точке пульса на щиколотке и в точке, расположенной на стопе возле большого пальца, рассчитывают разность температур между точками и при значении разности выше 2,5°С при диагностике состояний мелких артериол руки и артерий нижней конечности, выше 3°С для артерий руки и выше 5°С для мелких артериол стопы диагностируют сжатие сосуда.
Разность между температурами кожной поверхности в указанных точках является надежным критерием состояния исследуемого кровеносного сосуда, а именно степени его сжатия, так как даже незначительное сжатие сосуда приводит к заметному уменьшению кровоснабжения в нем - резко уменьшается объем крови, протекающей через сосуд за единицу времени, в результате снижается температура в тканях вдоль сосуда.
Хотя разность температур двух участков кожи связана с несколькими причинами: температурой протекающей по сосудам крови, скоростью теплоотвода в окружающую среду, характеристиками тепловыделения в тканях, но все эти параметры зависят от кровоснабжения, то есть от степени сжатия сосудов (при условии нормальных показаний величины артериального давления, так как качество кровоснабжения зависит также от величины артериального давления, но при стрессе, а также у пациентов, страдающих вегетососудистой дистонией или язвенной болезнью, при обострении сжатие сосудов наблюдается обычно при нормальном артериальном давлении).
Так, скорость теплоотвода в окружающую среду - скорость остывания крови в сосуде - определяется отношением S/V, где S - площадь поверхности сосуда, V - объем сосуда; для цилиндрических сосудов S/V=4/D, где D - диаметр кровеносного сосуда, то есть при сжатии сосуда скорость остывания крови в нем будет заметно возрастать.
Скорость тепловыделения в тканях определяется, в первую очередь, количеством кислорода в них, а кислород доставляется кровью. При сжатии сосудов уменьшается величина кровоснабжения, и, следовательно, снабжение тканей кислородом, что приводит к заметному уменьшению скорости тепловыделения во всех точках вдоль сосуда и понижению температуры в тканях, тем более заметному, чем длиннее сосуд (например, на конечностях).
Таким образом, возрастание разности температур в исследуемых точках однозначно свидетельствует об увеличении степени сжатия сосуда, то есть о нарушении нормального кровоснабжения в нем, что говорит либо об уже имеющемся заболевании, либо о возможности его развития.
Незначительное увеличение указанной разности температур от нормы может наблюдаться уже при бытовом дискомфорте и легко купируется самыми простыми мерами. При стрессовых нагрузках разность температур возрастает, сохранение ее в течение длительного времени следует воспринимать как сигнал опасности, так как длительный стресс может привести к различным заболеваниям, в частности прямая связь между длительностью и интенсивностью стрессовой нагрузки, с одной стороны, и количеством появляющихся язв на слизистой желудка, с другой, в последнее время установлена экспериментально (Аймашева Н.П., Маленюк Е.Б., Манухина Е.Б., Виегант Ф., Микоян В.Д., Кубрина Л.Н., Ванин А.Ф., Малышев И.Ю. Антистрессорный эффект адаптации к физической нагрузке: роль оксида азота. // Доклады академии наук. 1998, том 362, №3, с.421-423).
Измерение температуры кожной поверхности можно осуществлять любым известным способом с использованием достаточно чувствительного датчика температуры, пригодного для локальных измерений на поверхности кожи (например, кремниевый диод КД 512) и соединенного с электронным блоком для индикации температуры (например, широко распространенные мультиметры с жидко-кристаллическим дисплеем). Такие мультиметры позволяют измерять сопротивление диода с точностью до 1 Ом, а изменение температуры на 1°С вызывает изменение указанного сопротивления не меньше, чем на 3-4 Ом; следовательно, можно надежно измерять изменение температуры с точностью до 1/3-1/4°С, тогда как даже небольшой бытовой дискомфорт вызывает понижение температуры в точках окончания сосуда не меньше, чем на 0,5°С.
Для надежной изоляции датчика от окружающей среды диод можно наклеить на торец деревянного стержня, тогда при измерении температуры путем прижатия датчика к поверхности кожи он изолируется от окружающего воздуха кожей и древесиной стержня. Такой датчик быстро (за 20-30 секунд) принимает температуру кожи в данной точке. Для разных случаев применения предлагаемого способа возможны различные модификации измеряющего устройства:
универсальный прибор - датчик + мультиметр, приборы для постоянного ношения на запястье или на щиколотке больной ноги и т.д. Прибор для запястья может быть выполнен в виде наручных часов с датчиками температуры, встроенными в браслет часов с разных сторон запястья.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Измеряют температуру кожной поверхности в двух точках:
а) в точке 1 - подмышкой и в точке 2 - в точке пульса на запястье;
б) в точке 2 - в точке пульса на запястье и в точке 3 - на тыльной стороне запястья у основания кисти руки;
в) в точке 4 - под коленом (в подколенной ямке) и в точке 5 - в точке пульса на щиколотке (над пяткой с внутренней стороны стопы);
г) в точке 5 - в точке пульса на щиколотке и в точке 6 - на стопе возле большого пальца.
Рассчитывают разность температур между указанными точками. Разность температур между точками 1 и 2 говорит о степени сжатия артерий руки, разность температур между точками 2 и 3 свидетельствует о состоянии мелких артериол, отводящих кровь от основной артерии руки к окружающим тканям и коже. Увеличение разности температур между точками 4 и 5 указывает на ухудшение кровоснабжения в нижней конечности, между точками 5 и 6 - на ухудшение кровоснабжения в стопе.
Следует подчеркнуть, что диагностическое значение для контроля состояния сосудов имеют именно разности температур, но не сами эти температуры, которые могут снижаться (или повышаться) по каким-то причинам. Кроме того, в норме температуры в указанных точках характеризуются возрастными и индивидуальными различиями, зависящими от длины сосуда, глубины его расположения под кожей, состояния капилляров кожи в зоне измерения.
Примеры реализации способа.
Было обследовано 32 человека, составляющих три группы:
1-я группа - контрольная - из 16 здоровых людей, не имеющих жалоб на самочувствие и не испытывающих дискомфорта в момент измерения;
2-я группа - 10 человек - также состоящая из здоровых людей, но на момент измерения испытывающих дискомфорт по одной из следующих причин: были голодны, замерзли, были переутомлены, ощущали нервное или эмоциональное напряжение;
3-я группа - 6 человек, имеющих хронические заболевания: 2 человека - язвенная болезнь желудка, 2 человека - язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки, 2 человека - вегетососудистая дистония, проявляющаяся в виде приступов головной боли, развивающихся вследствие переутомления или голода.
Пример 1.
Измерялась температура на поверхности кожи в точке пульса на запястье (точка 2) и на тыльной стороне запястья у основания кисти руки (точка 3) и рассчитывалась разность температур между точками 2 и 3.
А. Исходя из данных, полученных при измерениях в 1-й (контрольной) группе обследованных, формировалось представление о значении разности температур между точками 2 и 3 в условиях нормы - в этой группе данное значение не превышало 2,5°С:
2
3
у 8 человек из 1-й группы: Т=34°С, Т=32,5°С, ΔТ=1,5°С;
2
3
у 3 человек из 1-й группы: Т=34°С, Т=31,5°С, ΔТ=2,5°С;
2
3
у 5 человек из 1-й группы: Т=33°С, Т=31°С, ΔT=2,0°С.
Б. Измерение разности температур между точками 2 и 3 у лиц из 2-й группы:
2
3
2
3
у 3-х замерзших человек из 2-й группы: Т=28°С, Т=23°С, ΔТ=5°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: Т=34°С, Т=32,5°С, ΔТ=1,5°С;
2
3
2
3
у 2-х замерзших человек из 2-й группы: Т=29°С, Т=24°С, ΔТ=5°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: Т=33,5°С, Т=32°C, ΔТ=1,5°С;
2
3
2
3
у 4-х человек из 2-й группы, испытывающих чувство голода: Т=34°С, Т=30,5°С, ΔТ=3,5°С, через 30 мин после приема пищи: Т=34°С, Т=32°С, ΔТ=2°С;
2
3
2
3
у 1 человека из 2-й группы, испытывающего чувство голода: Т=34°С, Т=31°С, ΔТ=3°С, через 30 минут после приема пищи: T=34°С, Т=32,5°С, ΔТ=1,5°С.
Для всех лиц из 2-й группы характерным было возвращение к нормальным значениям разности температур между точками 2 и 3 после устранения причин, вызвавших дискомфорт.
В. Измерение разности температур между точками 2 и 3 у лиц из 3-й группы.
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом язвенная болезнь желудка: Т=34°С, Т=31,5°С, ΔТ=2,5°С. Состояние ремиссии.
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом язвенная болезнь желудка: Т=33°С, Т=28°С, ΔТ=5°С. В течение дня не удалось добиться уменьшения разности температур с помощью таких мер, как прием пищи, отдых, согревающие процедуры. На следующий день в поликлинике у пациента было диагностировано обострение язвенной болезни, хотя других симптомов, кроме обнаруженной необычно высокой разности температур между точками 2 и 3, самим пациентом отмечено не было.
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки: Т=34°С, Т=31,5°С, ΔТ=2,5°С. Состояние ремиссии.
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки: Т=34°С, Т=32°С, ΔТ=2°С. Состояние ремиссии.
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом вегетососудистая дистония жалоб нет: Т=33,5°С, Т=31,5°С, ΔТ=2°С.
2
3
2
3
У 1 человека из 3-й группы с диагнозом вегетососудистая дистония состояние, которое сам пациент определил как «начало приступа головной боли»: Т=34°С, Т=29°С, ΔТ=5°С. После приема пищи и согревания улучшение состояния, приступ головной боли не развился, термометрические показания: Т=34°С, Т=33°С, ΔТ=1°С.
Пример 2.
Измерялась температура на поверхности кожи в точке 1 - подмышкой и в точке 2 - в точке пульса на запястье и рассчитывалась разность температур между точками 1 и 2.
1
2
А. Исходя из данных, полученных при измерениях в 1-й (контрольной) группе обследованных, формировалось представление о значении разности температур между точками 1 и 2 в условиях нормы - в этой группе данное значение не превышало 3°С. (Усредненный результат большого количества измерений: T=36,6°С, T=34°С, ΔТ=2,6°С).
Б. Измерение разности температур между точками 1 и 2 у лиц из 2-й группы:
1
2
1
2
у 3-х замерзших человек из 2-й группы: T=36,6°С, T=32,6°С, ΔТ=4°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: T=36,6°С, Т=34°С, ΔТ=2,6°С;
1
2
1
2
у 2-х замерзших человек из 2-й группы: T=36,6°С, Т=32,8°С, ΔТ=3,8°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: T=36,6°C, Т=33,8°С, ΔТ=2,8°С.
Пример 3.
Измерялась температура на поверхности кожи в точке 4 - под коленом (в подколенной ямке) и в точке 5 - в точке пульса на щиколотке (над пяткой с внутренней стороны стопы) и рассчитывалась разность температур между точками 4 и 5.
4
5
А. Исходя из данных, полученных при измерениях в 1-й (контрольной) группе обследованных, формировалось представление о значении разности температур между точками 4 и 5 в условиях нормы - в этой группе данное значение не превышало 2,5°С. (Усредненный результат большого количества измерений: Т=32°С, Т=29,5°С, ΔT=2,5°С).
Б. Измерение разности температур между точками 4 и 5 у лиц из 2-й группы:
4
5
4
5
у 3-х замерзших человек из 2-й группы: Т=32°С, Т=28,5°С, ΔТ=3,5°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: Т=32°С, Т=29,5°С, ΔТ=2,5°С;
4
5
4
5
у 2-х замерзших человек из 2-й группы: T=32°C, Т=28°С, ΔТ=4°С, через 30 мин после согревания горячим чаем в теплом помещении: Т=32°С, T=29°C, ΔТ=3°С.
Пример 4.
Измерялась температура на поверхности кожи в точке 5 - в точке пульса на щиколотке и в точке 6 - на стопе возле большого пальца и рассчитывалась разность температур между точками 5 и 6.
Все измерения в точках 5 и 6 проводились у единственного пациента, относящегося к 3-ей группе с диагнозом вегетососудистая дистония, в разных состояниях, как при нормальном, так и при плохом самочувствии.
Особенность точки 6 состоит в том, что ее температура может принимать весьма низкие значения, особенно в условиях «замерзания ног». Достаточно, например, 30 минут работы за письменным столом в помещении при комнатной температуре, чтобы температура в точке 6 опустилась до 22-24°С, то есть едва превышала температуру окружающего воздуха.
Приводим из большого количества данных наиболее часто повторяющиеся значения термометрических измерений в указанных точках при хорошем самочувствии пациента:
5
6
Т=29,5°С, Т=25,5°С, ΔТ=4,0°С;
5
6
Т=29°С, Т=24,5°С, ΔТ=4,5°С;
5
6
Т=28°С, Т=23°С, ΔТ=5°С.
Исходя из полученных данных, за норму принято значение ΔТ=5°С.
Термометрические измерения в этих точках у пациента при плохом самочувствии - головная боль - давали значения ΔТ>5°С.
Таким образом, предложен простой и надежный способ контроля состояния кровеносных сосудов человека, обладающий высокой чувствительностью и пригодный для повседневного или (при необходимости) постоянного индивидуального использования.