способ оценки диастолического кровотока в маточных артериях по параметрам сфигмограммы

Формула изобретения

1. Способ оценки диастолического кровотока в маточных артериях по параметрам сфигмограмм, в котором измеряют эти параметры неинвазивным способом, отличающийся тем, что снимают сфигмограмму и по ее форме выбирают и вычисляют параметры, влияющие на качество кровотока в маточных артериях и включающие в себя остроту пульсовой волны, равную , 1-й показатель периферического сопротивления, равный ctg ₃, 2-й показатель периферического сопротивления, равный относительную величину дикротической волны, равную и скорость пульсовой волны, где отношение времени быстрого повышения давления в систоле к времени систолы, ₃ - угол спада 1-й катократической фазы, отношение амплитуды давления дикротической волны к амплитуде давления в систоле, при этом оценкой нормального диастолического кровотока в маточных артериях является уменьшение скорости распространения пульсовой волны, первого и второго показателей периферического сопротивления, увеличение остроты пульсовой волны и относительной величины дикротической волны с увеличением срока беременности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что остроту пульсовой волны оценивают, как способность мышц левого желудочка сохранять стабильную мощность в течение всего периода систолы, 1-й и 2-й показатели периферического сопротивления оценивают как величины пропорциональные сопротивлению сосудистой системы при оттоке из нее крови, относительную величину дикротической волны оценивают как параметр, увеличение которого способствует улучшению кровотока в периферических артериях и капиллярах в период диастолы, скорость пульсовой волны и относительную скорость пульсовой волны оценивают как параметры, с уменьшением которых улучшается кровоснабжение организма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и перинатологии, и найдет применение для прогнозирования развития беременности в пренатальном периоде.

Реализация этого способа позволит надежно определить нормальное развитие беременности или различные отклонения, связанные с недостаточностью кровоснабжения плода и организма матери в целом.

Способ основан на гемодинамическом анализе сердечно-сосудистой системы и оценке важной роли пульсовых волн в кровоснабжении организма.

Пренатальная диагностика представляет значительные трудности. В качестве методов пренатальной диагностики используют определение экскреции и секреции гормонов, иммунологические (патенты РФ № № 2013772, 2014598).

Однако эти методы трудоемки, дорогостоящи, не всегда могут быть использованы в широкой практике.

Этих недостатков лишен метод доплерографического исследования в маточных артериях, который позволяет судить об изменениях системной материнской гемодинамики и качестве кровотока в системе мать-плацента-плод.

Прототипом изобретения выбран способ диагностики угрожающего состояния плода (А.Н.Стрижаков и др. Ультразвуковая диагностика в акушерской клинике. М.: Медицина, 1990, с.96-97). Сущность способа, выбранного в качестве прототипа, заключается в том, что с целью ранней диагностики гемодинамических нарушений в системе мать-плацента-плод используют плацентарный коэффициент, который вычисляют по формуле

где ПК - плацентарный коэффициент;

СДО_ап - систолодиастолическое отношение в артерии пуповины;

СДО_мА - систолодиастолическое отношение в маточной артерии.

Данный показатель позволяет выявлять отклонения от нормативных параметров и составляет в 16-18 недель 0,11 и в конце беременности 0,292.

К недостаткам прототипа следует отнести трудоемкость, т.к. осуществление способа требует исследование кровотока не только в маточной, но и в артерии пуповины, а также возможность неверной диагностики, обусловленной тем, что точность получаемых результатов, как указывают сами авторы метода, зависит от тщательного соблюдения определенных методических правил.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемом изобретении.

Задача изобретения - упрощение диагностики, повышение надежности определения диастолического кровотока в маточных артериях.

Для достижения этой задачи предварительно на основании новых исследований кровообращения в сердечно-сосудистой системе и оценки важной роли пульсовых волн в кровоснабжении организма [А.Я.Альпин, P.M.Абрамова, Т.В.Лужбинина. Пульсовые волны, рефракция и саморефракция в природе и технике. XXXV Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сборник докладов. - Северодвинск: ГРЦАС; Севмашвтуз, 2007. - Стр.54-89] установлены наиболее важные параметры формы сфигмограммы (см. фиг.1), влияющие на кровоток в маточных артериях. В указанной работе также устранены некоторые противоречия между теорией движения крови, пульсовых волн в сосудистой системе и экспериментальными данными. Например, в них пульсирующее давление крови в крупных и средних сосудах по мере удаления от сердца увеличивается, а теоретически оно должно уменьшаться; у стенок этих сосудов образуется слой медленно движущейся крови, а теоретически там скорость должна резко возрастать [К.Каро, Т.Педли, Р.Шротер, У.Сид. Механика кровообращения. «Мир», М., 1981].

Суть новой рефракционной теории движения крови в сосудах заключается в том, что пульсовая волна:

- формируется в основном в аорте и уносит 10-25% энергии, вырабатываемой сердцем;

- распространяется вдоль потока крови практически без потерь на трение о стенки сосудов;

- взаимодействуя со стенками сосудов, способствует поступательному движению крови практически без потерь на трение о стенки, что сохраняет энергию давления крови для преодоления сопротивления в капиллярах;

- преобразует на своем пути волновую энергию в дополнительную энергию давления перед капиллярами;

- вопреки хаотическому переплетению капилляров, способствует однонаправленному движению в них крови, исключая там ее застой и закупорку;

- образует отраженную пульсовую волну, способствующую улучшению кровообращения в сосудах внутренних органов в паузе между пульсациями сердца и, являющуюся единственным источником важной волновой энергии для его сосудов.

Все это в разной степени относится к людям со здоровой сердечно-сосудистой системой и к больным.

Разработанная теория позволяет определить связь между особенностями формы пульсовой волны, записанной сфигмографом, и достаточностью кровотока в артериях, через которые снабжаются кровью различные органы человека, а также установить причины, если кровоток недостаточный.

На фиг.1 изображена пульсовая волна и ее характеристики, которые регистрируются при измерении.

Там, а так же в формулах, обозначено:

А - начало анакротической фазы;

С - конец части анакротической фазы большой мощности;

К - конец анакротической фазы;

М - конец катакротической фазы (иницизура);

D - начало 1-й дикротической фазы;

N - конец 1-й дикротической фазы;

В - конец дикротической фазы;

О - точка пересечения между точками М и N (точка, показывающая возможное промежуточное положение дикротической фазы при условии кажущегося отсутствия отраженной волны).

АК - анакротическая фаза;

KM - 1-я катакротическая фаза;

DN - 2-я катакротическая фаза;

MD - 1-я дикротическая фаза;

AC - крутая часть анакротической фазы;

СК - пологая часть анакротической фазы;

₁ - угол подъема крутой части анакротической фазы;

₂ - угол подъема пологой части анакротической фазы;

₃ - угол спада 1-й катакротической фазы;

₄ - угол подъема 2-й катакротической фазы;

- средний угол подъема анакротической фазы;

Н₁ - давление в конце крутой части анакротической фазы;

Н₂ - максимальное давление в систоле;

Н₃ - минимальное давление в катакротической фазе;

Н₄ - максимальное давление 1-й дикротической волны;

Н₅ - минимальное давление 2-й дикротической волны;

Н₆ - максимальное давление 2-й дикротической волны;

Н₇ - давление в момент закрытия аортального клапана;

Н₈ - промежуточное давление в дикротической фазе при условии кажущегося отсутствия отраженной волны.

Индексы при этих интервалах соответствуют индексам давлений, которые достигаются в конце этих интервалов. Например, Аа₁ - интервал времени быстрого повышения давления в систоле, H₁ - давление в конце этого интервала времени.

Приведенные на фиг.1 давления и интервалы времени после снятия сфигмограммы вычисляются следующим образом.

Величина Н₂ является базовым давлением, равным разности систолического и диастолического давлений, измеренных тонометром. Все остальные давления на фиг.1 вычисляются пропорционально величине Н₂ в масштабе рисунка на оси давлений.

Величина интервала АВ является базовым временем и равна времени сердечного цикла, определяемого по пульсу. Величины интервалов времени на фиг.1 вычисляются пропорционально величине АВ в масштабе рисунка на оси времени.

Известно, что важной характеристикой состояния сердечно-сосудистой системы является скорость пульсовой волны, поскольку эта скорость однозначно характеризует жесткость сосудов. Кроме того, в указанной выше рефракционной теории движения крови, установлены и другие зависимости, в которых скорость пульсовой волны влияет на кровоснабжение организма. Поэтому указанная скорость входит в число основных параметров предлагаемого способа и ее можно определить по известным методам. Например, с помощью одновременной регистрации сфигмограммы и кардиограммы прибором «Пульс» (И.С.Явелов и Е.В.Колпаков. Компьютерный анализатор пульсовой волны и электрической активности сердца «Пульс». Медицинская техника № 4, 2004).

На фиг.2 изображен сдвиг фаз (R-A) между кардиограммой и сфигмограммой. По этому сдвигу фаз определяем фактическую скорость пульсовой волны по формуле

где

М - расстояние от сердца до места, где регистрируется пульсовая волна.

Принимаем в среднем для женщин М=0,7 м

для мужчин М=0,77 м.

Из сфигмограммы вычисляем следующие параметры по формулам:

ctg ₃ - 1-й показатель периферического сопротивления;

- 2-й показатель периферического сопротивления;

- относительная величина дикротической волны (показатель качества кровоснабжения коронарных сосудов и качества кровоснабжения в период диастолы всех, кроме сосудов ног, периферических сосудов);

- показатель своевременности закрытия аортального клапана;

tg - показатель мощности пульсовой волны;

- показатель постоянства мощности пульсовой волны;

H₄-H₈ - абсолютная величина дикротической волны;

- острота пульсовой волны. Чем ближе эта величина к 1, тем острее форма сфигмограммы в конце систолы. Это понятие близко к понятию показателя постоянства мощности пульсовой волны.

- относительная скорость пульсовой волны,

где а_норм - скорость пульсовой волны в норме.

При среднем сердечном выбросе сердца V=0,07 л условная систолическая мощность, которая примерно равна мощности затраченной сердцем на создание пульсовой волны

где p_сp - среднее систолическое давление;

Т - время систолы.

Используя сфигмограмму, получим

где Н₂ - систолическое давление в мм рт.ст.;

Показателем качества кровоснабжения коронарных сосудов и качества кровоснабжения в период диастолы всех (кроме сосудов ног) периферических сосудов может служить вектор Умова-Пойтинга отраженной пульсовой волны (удельный поток мощности отраженной пульсовой волны)

где р - систолическое давление в [Па], соответствующее Н₂ [мм рт.ст.].

Вместо вектора Умова-Пойтинга можно определять плотность энергии отраженной пульсовой волны

Поставленная задача решается тем, что в динамике проводят сфигмографическое обследование беременных и определяют остроту пульсовой волны, 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления, относительную величину дикротической волны, скорость распространения пульсовой волны. Нормой является уменьшение скорости распространения пульсовой волны, 1-го и 2-го показателя периферического сопротивления, увеличение показателя остроты пульсовой волны и относительной величины дикротической волны с увеличением срока беременности. Остальные указанные выше параметры также могут быть использованы.

Если показатели остроты пульсовой волны, относительной величины дикротической волны увеличиваются, а 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления и скорость распространения пульсовой волны уменьшаются, то это указывает на хороший уровень диастолического кровотока в маточных артериях.

Способ высоко информативен, прост, может широко использоваться в акушерской практике.

Проведенные нами исследования позволили установить по параметрам сфигмограммы особенности показателей кровотока в маточной артерии и закономерности его изменения с ростом неосложненной беременности.

Подробное описание способа и примеры его выполнения.

Указанные сфигмографические исследования проводились компьютерным анализатором пульсовой волны и электрической активности сердца «Пульс», разработанным в Институте машиноведения РАН.

Исследование проводят в положении сидя. На предплечья обеих рук накладывают клеммы одного отведения ЭКГ, на область пульсации левой лучевой артерии устанавливают датчик регистрации пульсовой волны. Сигналы ЭКГ и пульсовой волны поступают в компьютер, где проводится их обработка. После получения изображения пульсовой волны, проводят расстановку 7 маркеров, характеризующих основные моменты изгиба сфигмограммы. Показатель остроты пульсовой волны, 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления, относительную величину дикротической волны, скорость распространения пульсовой волны вычисляют по приведенным выше формулам.

Если показатели остроты пульсовой волны, относительной величины дикротической волны увеличиваются, а 1-й и 2-й показатель периферического сопротивления и скорость распространения пульсовой волны уменьшаются, то это указывает на хороший уровень диастолического кровотока в маточных артериях.

Пример 1.

Беременная Д-ва, 24 лет, карта беременной № 87.

Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,6, в 30 нед. - 0,667;

относительная величина дикротической волны 0,0952-0,1286;

2-й показатель периферического сопротивления 0,2217-0,1948;

1-й показатель периферического сопротивления 0,5079-0,2941;

скорость пульсовой волны 4,76 м/с - 4,13 м/с.

Исход: роды в срок, мальчик, 3400,0, 51 см, по шкале Апгар 8 баллов.

Пример 2.

Беременная П-ая, 27 лет, карта беременной № 203.

Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,5, в 30 нед. - 0,667;

относительная величина дикротической волны 0,0985-0,1571;

2-й показатель периферического сопротивления 0,2113-0,1739;

1-й показатель периферического сопротивления 0,4202-0,3142;

скорость пульсовой волны 5,17 м/с - 3,08 м/с.

Исход: роды в срок, мальчик, 3700,0, 52 см, по шкале Апгар 9 баллов.

Пример 3.

Беременная Б-ва, 22 лет, карта беременной № 321.

Показатель остроты пульсовой волны в 12 нед. - 0,556, в 30 нед. - 0,667;

относительная величина дикротической волны 0,1408-0,1771;

2-й показатель периферического сопротивления 0,3803-0,2753;

1-й показатель периферического сопротивления 0,4286-0,3944;

скорость пульсовой волны 3,86 м/с - 3,71 м/с.

Исход: роды в срок, девочка, 3300,0, 50 см, по шкале Апгар 8 баллов.

Сфигмографическое обследование 70 беременных в 10-12 и 30-32 недели физиологической беременности, закончившейся рождением детей в удовлетворительном состоянии, выявило в 98,7% случаев нормальные показатели кровотока в маточных артериях, в 0,5% случаев был увеличен 1-й показатель периферического сопротивления, в 0,4% случаев была снижена величина дикротической волны, в 0,3% случаев изменений остроты пульсовой волны не было отмечено, в 0,1% случаев имело место изменение одновременно двух показателей по сравнению с исходными.

Разработанный нами способ оценки диастолического кровотока в маточных артериях по его параметрам соответствует всем требованиям, предъявленным скрининговым методикам:

- быть недорогостоящим и простым;

- быть безопасным;

- иметь высокую диагностическую эффективность.

Благодаря высокой информативности и простоте выполнения данный способ может широко использоваться в акушерской практике в качестве скринингового обследования, что позволит своевременно и качественно оценить состояние диастолического кровотока в маточных артериях, определить рациональную тактику ведения беременности и тем самым оказать влияние на перинатальную и материнскую заболеваемость и смертность, открывая новые перспективы по их снижению.

Для оценки диастолического кровотока в маточных артериях по параметрам сфигмограмм в настоящем изобретении выбран способ, при котором выбирают и вычисляют следующие параметры формы сфигмограмм (см. фиг.1), влияющие на качество кровоснабжения организма, в том числе и на диастолический кровоток в маточных артериях:

1. Остроту пульсовой волны, равную . Этот показатель оценивают как способность мышц левого желудочка сохранять высокую мощность в течение всего периода систолы;

2. 1-й показатель периферического сопротивления, равный ctg ₃, и 2-й показатель периферического сопротивления, равный . Эти показатели оценивают как величины, пропорциональные сопротивлению сосудистой системы оттоку из нее крови;

3. Относительную величину дикротической волны, равную Этот показатель оценивают как параметр, способствующий улучшению диастолического кровотока в периферических артериях (в том числе и в маточных), а также в капиллярах;

4. Скорость пульсовой волны. Этот показатель оценивают как параметр, с ростом которого ухудшается кровоснабжение организма, в том числе и в маточных артериях, и наоборот.

Приведенные выше параметры, как показывают проведенные исследования, дают достоверную оценку качеству кровотока в маточных артериях. Описанный метод достаточно прост и может быть рекомендован для массового клинического обследования беременных.