способ неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза

Формула изобретения

Способ неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза, включающий определение индекса жесткости (SI) по характеристикам усредненной объемной пульсовой кривой, регистрируемой на пальце верхней конечности фотоплетизмографическим методом, отличающийся тем, что в качестве показателя жесткости артерий принимают среднее значение SI 4-х пульсовых кривых, зарегистрированных через 2, 3, 4 и 5 мин после приема нитроглицерина (81 нг), рассчитывают вероятность атеросклероза коронарных артерий по формуле:

AKA=1-LOGIT(u),

где AKA - вероятность атеросклероза коронарных артерий;

LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u)/(exp(u)+1);

u=-8,589502611+0,5721214639·SI _НГ+0,09478676238·возраст+1,185888399·пол;

SI_НГ - усредненное значение SI 4-х пульсовых кривых, получаемых через 2, 3, 4 и 5 мин после приема нитроглицерина, м/с;

возраст - возраст обследуемого,годы;

пол - 1 для мужчин и 0 для женщин,

и вероятность атеросклероза коронарных артерий принимают очень низкой при значениях теста менее или равно 0,07, низкой - при значениях от 0,08 до 0,35, относительно низкой - при значениях от 0,36 до 0,50, относительно высокой - при значениях от 0,51 до 0,75, высокой - при значениях от 0,76 до 0,92 и очень высокой - при значениях более или равно 0,93.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к медицине и может быть использовано для неинвазивной диагностики атеросклероза коронарных артерий.

Известен инвазивный ангиографический метод диагностики атеросклеротических изменений коронарных артерий, основанный на катетеризации коронарной артерии с последующим введением рентгенконтрастного вещества и измерением внутреннего диаметра артерии. Коронарная ангиография позволяет визуализировать атеросклеротические бляшки изменяющие внутренний диаметр сосуда и считается «золотым стандартом» по выявлению стенозирующих атеросклеротических поражений артерий.

Данный метод имеет существенные недостатки, к которым относятся: инвазивный характер исследования, что может приводить к серьезным осложнениям (кровотечения, сосудистые аневризмы, острые нарушения кровотока по коронарным артериям, тяжелые нарушения сердечного ритма); наличие определенных показаний и противопоказаний к проведению исследования; возможность проведения исследования только в условиях специализированного центра; необходимость высокой квалификации врача, проводящего исследование; высокая стоимость оборудования, расходных материалов и, соответственно, самого исследования. Указанные недостатки делают невозможным использование данного метода в качестве скринингового для выявления коронарного атеросклероза в общей популяции.

Известны методы определения эластичности (жесткости) артерий по характеристикам пульсовой волны [Никитин Ю.А., Лапицкая И.В. Артериальная жесткость: показатели, методы определения и методологические трудности. Кардиология 2005; 45(11):113-120]. Данные методы основаны на положении, что артерии теряют эластические свойства (растяжимость) с возрастом и при развитии морфологических изменений сосудистой стенки при атеросклерозе, гипертрофии мышечной оболочки, что ведет к увеличению скорости распространения пульсовой волны [Bramwell J.C., Hill A.V. Velocity of transmission of the pulse wave and elasticity of arteries. Lancet, 1922; Vol.1, p.891-892]. В исследованиях продемонстрирована тесная связь между повышением скорости распространения пульсовой волны по сосудам и коронарным атеросклерозом [Imanishi R. et al. High brachial-ankle pulse wave velocity is an independent predictor of the presence of coronary artery disease in men. Hypertens Res 2004; 27(2):71-78; McLeod A.L. et al. Non-invasive measures of pulse wave velocity correlate with coronary arterial plaque load in humans. J Hypertens 2004; 22(2):363-368; Lim H.E. et al. Aortic pulse wave velocity as an independent marker of coronary artery disease. Blood Press 2004; 13(6):369-375; Covic A. et al. Aortic pulse wave velocity and arterial wave reflections predict the extent and severity of coronary artery disease in chronic kidney disease patients. J Nephrol 2005; 18(4):388-396]. Однако данные исследования ограничиваются демонстрацией корреляционных связей, а четкие количественные критерии диагностики коронарного атеросклероза не предлагаются.

Существует метод определения жесткости крупных артерий, основанный на фотоплетизмографической регистрации изменений объема кровотока в пальце верхней конечности, связанных с прохождением пульсовой волны, использующий в качестве индекса жесткости (SI) артерий скорость распространения пульсовой волны, рассчитываемую путем деления роста пациента на время между пиками прямой и отраженной пульсовых волн (т.е. между первым и вторым пиками объемной пульсовой кривой) [Millasseau S.C. et al. Determination of age-related increases in large artery stiffhess by digital pulse contour analysis. Clinical Science 2002; 103:371-377].

В качестве прототипа была использована предложенная нами модификация приведенного метода, позволяющая определять морфологию крупных артерий (патент РФ № 2288634, опубл. в БИ № 34, 2006). Согласно этому методу регистрацию пульсовых кривых производят через 2, 3, 4, 5 минут после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина. В качестве показателя жесткости артерий, использующегося в расчетах, принимают минимальное значение SI из 4-х полученных пульсовых кривых, соответствующее максимальной дилатации артерий (SI_min). На основании полученного показателя рассчитывают толщину комплекса интима-медия средних сегментов общих сонных артерий.

Данные о наличии связи между показателем жесткости артерий, определяемым с помощью фотоплетизмографии, и коронарным атеросклерозом отсутствуют.

Задачей изобретения является разработка способа диагностики атеросклероза коронарных артерий при помощи метода фотоплетизмографии.

Поставленная задача решается тем, в способе неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза в отличие от способа диагностики морфологических изменений крупных артерий, в качестве показателя жесткости артерий принимают среднее значение SI 4-х пульсовых кривых, зарегистрированных через 2, 3, 4 и 5 минут после приема нитроглицерина (SI_НГ), рассчитывают вероятность атеросклероза коронарных артерий по формуле:

AKA=1-LOGIT(u), где

AKA - вероятность атеросклероза коронарных артерий;

LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u)/(exp(u)+1);

u=-8,589502611+0,5721214639×SI _НГ+0,09478676238×возраст+1,185888399×пол;

SI_НГ - усредненное значение SI 4-х пульсовых кривых, получаемых через 2, 3, 4 и 5 минут после приема нитроглицерина (м/с);

возраст - возраст обследуемого (годы);

пол - 1 для мужчин и 0 для женщин,

и вероятность атеросклероза коронарных артерий принимают очень низкой при значениях теста менее или равно 0,07, низкой - при значениях от 0,08 до 0,35, относительно низкой - при значениях от 0,36 до 0,50, относительно высокой - при значениях от 0,51 до 0,75, высокой - при значениях от 0,76 до 0,92 и очень высокой - при значениях более или равно 0,93.

В соответствии с предлагаемым методом исследование проводят в помещении с контролируемой температурой (22-26°С) в положении больного лежа на кушетке. Пульсовую волну регистрируют с помощью компьтеризированного фотоплетизмографа PulseTrace (Micro Medical ltd., Англия). Датчик прибора, состоящий из инфракрасного диода (940 нм) и фототранзистора, оснащенный подогревающим устройством, фиксируют на указательном пальце пациента. Через 10 минут отдыха пациент сублингвально принимает 500 мкг нитроглицерина. Регистрацию пульсовых кривых, усредняемых в течение 30 секунд, производят через 2, 3, 4, 5 минут после рассасывания препарата. В качестве показателя жесткости артерий, использующегося в расчетах, принимают среднее значение SI 4-х пульсовых кривых, регистрируемых после приема нитроглицерина (SI_НГ). На основании полученного показателя, возраста и пола рассчитывают вероятность атеросклероза коронарных артерий по приведенной выше формуле.

Пример 1. Предлагаемым способом обследовано 300 лиц, проходивших диагностическую коронарную ангиографию (234 мужчин и 66 женщин, в возрасте от 19 до 74 лет, средний возраст 47,4±13,5 лет). Диагноз коронарного атеросклероза устанавливался при наличии ангиографического сужения хотя бы одной коронарной артерии не менее чем на 25% диаметра сосуда. В расчетах использовались две категории: атеросклероз коронарных артерий есть (1), атеросклероза коронарных артерий нет (0). В соответствии с приведенными критериями коронарный атеросклероз по данным коронарографии был выявлен у 181 больных и отсутствовал у 119 обследованных.

При использовании метода логистической регрессии были получены достоверные связи атеросклероза коронарных артерий как с SI _min (p=0,0), так и с SI_НГ (р=0.0). Возраст и пол также были определены в качестве предикторов коронарного атеросклероза (р=0.0 и р=2,9×10^-7 соответственно).

На фигуре (стр.8) представлены ROC-кривые для чувствительности и специфичности методов по выявлению коронарного атеросклероза, рассчитанных по вероятностям, определенным на основании функции логистического распределения для SI_min, SI_НГ и SI_НГ, возраста и пола (в интервале вероятностей от 0 до 1 с шагом 0,05). Площадь под кривой чувствительность - 100-специфичность для вероятностей коронарного атеросклероза, рассчитанных по SI_min, SI_НГ и SI_НГ , возрасту и полу составила 79,4%, 81,6% и 87,1% соответственно.

Количество больных, у которых коронарный атеросклероз диагностировался при уровне положительной прогностической ценности 95%, составило 53 для SI_min, 58 для SI_НГ и 89 для SI_НГ возраста и пола. Количество лиц, у которых коронарный атеросклероз исключался при уровне отрицательной прогностической ценности 95%, составило 8, 23 и 57 соответственно. Точность методов при положительной и отрицательной прогностической ценности 95% составила 20,3%, 27,0% и 46,0%, соответственно.

Таким образом, результаты продемонстрировали несколько более тесную связь средних значений жесткости артерий, определенной фотоплетизмографически после сублингвального приема нитроглицерина, с коронарным атеросклерозом, чем SI_min. Дополнительное введение в модель логистической регрессии возраста и пола существенно повышало ее прогностическую значимость и позволяло диагностировать либо исключать коронарный атеросклероз практически у половины обследованных с 95% вероятностью.

В таблице 1 приведены значения положительной и отрицательной прогностической ценности, чувствительности и специфичности для точек отсечения в ряду значений теста, соответствующих очень низкой, низкой, высокой и очень высокой вероятности коронарного атеросклероза.

Таблица 1
Значения теста	0,07	0,35	0,51	0,76	0,93
Положительная прогностическая ценность (%)	67,9	53,8	78,2	90,0	100,0
Отрицательная прогностическая ценность (%)	100,0	90,0	77,9	59,9	47,2
Чувствительность (%)	100,0	95,6	89,0	61,3	27,1
Специфичность (%)	28,6	53,8	62,2	89,1	100

В соответствии с категориями очень низкой, низкой, высокой и очень высокой вероятности атеросклероза коронарных артерий тест позволял диагностировать 197 (65,7%) обследованных.

Пример 2. Воспроизводимость метода при повторном обследовании через 7 дней оценивалась у 20 практически здоровых молодых лиц в возрасте от 19 до 25 лет (средний возраст 20,3±1,4, 10 мужчин и 10 женщин) с низким сердечно-сосудистым риском, определенным на основании традиционных факторов риска. Вероятность атеросклероза коронарных артерий, рассчитанная с помощью предлагаемого метода, при первом и повторном исследовании составила 0,050±0,046 и 0,043±0,034, соответственно (р=0,21).

При первом обследовании по данным предлагаемого теста 14 лиц были отнесены к категории очень низкой вероятности коронарного атеросклероза и 6 к категории низкой вероятности. При повторном обследовании 16 обследованных оказались в категории очень низкой вероятности коронарного атеросклероза и 4 в категории низкой вероятности, т.е. изменение категории вероятности коронарного атеросклероза произошло у лишь 2-х обследованных в пределах одной категории из шести. Таким образом, воспроизводимость предлагаемого метода была очень высокой и составила 98,3%.