Способ интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей
Изобретение относится к медицине, сердечно-сосудистым заболеваниям. Регистрируют фотоплетизмограмму большого пальца стопы. Определяют амплитуду фотоплетизмограммы, систолическое артериальное давление. Вычисляют индекс фотоплетизмографии IФПГ по математической формуле. По значению индекса фотоплетизмографии судят о нарушении микроциркуляции и артериального кровотока нижних конечностей или об отсутствии патологии периферического кровотока. Способ позволяет достоверно регистрировать изменения периферического кровотока и проводить его количественную оценку.
Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано в хирургических отделениях, отделениях хирургии сосудов, отделениях функциональной диагностики стационаров и поликлиник для оценки периферического кровотока при облитерирующих заболеваниях артерий нижних конечностей и для изучения результатов лечения.
В настоящее время существует достаточно большое количество разнообразных методик, в той или иной степени позволяющих оценивать периферический кровоток и состояние микроциркуляторного русла, что во многом связано с внедрением новых способов диагностики, позволяющих выбрать отимальную лечебную тактику ведения больных с облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей, связанную с консервативным или оперативным лечением.
Считавшуюся до последнего времени “золотым стандартом” рентгеноконтрастную ангиографию во многом потеснило ультразвуковое дуплексное сканирование (De Smet AAEA, Visser K, Kitslaar PJEHM. Duplex scanning for grading aortoiliac obstructive disease and guiding treatment // Eur. J. Vase Surg. - 1994. - №8. - с.711-715; С.А. Дадвани, Е.Г. Артюхина, Д.А. Ульянов. Значение дуплексного сканирования для выбора хирургической тактики при облитерирующем атеросклерозе артерий нижних конечностей // Ангиология и сосудистая хирургия. - 1999. - Т.5, №1. - С.42-49). Основным преимуществом ЦДК перед ангиографией является возможность оценки структуры внутрисосудистых изменений, изучение состояния гемодинамики в режиме реального времени, диагностики стеноокклюзионных поражений различных бассейнов, сопровождающихся изменением сосудистой стенки, деформацией, аномалий развития сосудов, аневризм, артериовенозных шунтов и мальформаций. Однако, несмотря на огромные преимущества, дуплексное сканирование, как и все ультразвуковые методики, имеет недостатки. Прежде всего это огромная зависимость полученных данных от опыта оператора и от разрешающей способности ультразвукового сканера (Ridley E.L. Ultrasound angiograms map signal strenght. Diagnostic Imaging. 1993. - №.8. - p.106-107; Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике. Под редакцией В.В.Митькова. IV том. - М.: Видар. - 1997. - 388 с.). Кроме того, при дистальном поражении сосудов информативность дуплексного ультразвукового сканирования резко снижается. Показания к ангиографии вследствие своей инвазивной природы и возможных осложнений всегда жестко ограничивались. К тому же ангиография обеспечивает только анатомической информацией, в то время как гемодинамические последствия стенозирования могут лишь подразумеваться (Б.Х.П. Эльсман, Б.К. Экельбоум, Д.А. Легемэйт, Р. Майер (B.H.P. Elsman, B.C. Eikelboom, D.A. Legemate, R. Meyer) Цветное дуплексное сканирование при заболеваниях артерий нижних конечностей // Ангиология и сосудистая хирургия. - 1996. - №1. - С.20-32). Использование артериографии в настоящее время часто затруднительно и экономически неоправданно из-за возрастающей дороговизны метода.
Другие известные способы исследования, такие как реовазография, капилляроскопия, лишь косвенно отражают изменения регионарного кровотока и в силу небольшой информативности используются достаточно редко. Тепловизионный метод исследования, получивший в последнее время достаточно широкое распространение, дает лишь качественную характеристику изменениям периферического кровотока и не позволяет провести достоверную количественную оценку состояния регионарного кровообращения и микроциркуляции (Зеновко Г.И. Термография в хирургии. - М.: Медицина. - 1998. - 168 с.).
Метод фотоплетизмографии (photos - свет) - косвенный метод оценки кровенаполнения участка тела, при котором через объект исследования, пропускаются световые лучи. При этом в качестве приемника световой энергии, прошедшей через объект исследования или отраженный от него, используется преобразователь световой энергии в электрическую (фотоэлемент, фоторезистор). Поэтому данный метод носит еще одно название - фотоэлектроплетизмография (Б.И. Мажбич. Осцилловазометрия артериальных сосудов конечностей. - Новосибирск: Наука. - 1990. - 152 с.). Способ отличается от других методов исследования простотой исполнения, доступностью, неинвазивностью, возможностью получения количественной характеристики и использования у ослабленных больных.
Проблема создания неинвазивного метода регистрации периферического и, прежде всего, дистального кровотока, пригодного к широкому практическому применению, до настоящего времени сохраняет свою актуальность. Ее острота частично снята фотоплетизмографической методикой непрерывной регистрации пульсовой кривой давления в пальцевой артерии. Метод основан на стабилизации объема пальцевой фаланги специальной камерой-прищепкой, при этом фотодатчик плетизмографа контролирует объем пальцевой фаланги и его малейшие пульсовые колебания при кровенаполнении, которые мгновенно преобразуются в электрические колебания и проецируются на экране монитора компьютера в виде пульсовой кривой кровяного давления.
Однако наиболее распространенные в медицинском приборостроении фотоплетизмометры представляют устройства для измерения кровяного давления. Исследователей всегда привлекала перспектива непрерывной регистрации кровяного давления по пальцевым артериям кисти, что позволяло таким образом осуществлять контроль за изменениями центральной гемодинамики. Использование фотоплетизмографии для регистрации и оценки периферического кровотока нижних конечностей как самостоятельного метода оценки кровообращения не применялось (Лукьянюк В.Ю., Котовская А.Л, Виль-Вильямс И.Ф., Нетак Л., Пеньяз Ф., Михайлов В.М., Пометов Ю.Д., Георгиевский В.С., Николашин С.Ф., Кузина В.И., Прогнозирование состояния человека в условиях гравитационного перераспределения крови на основе непрерывного неинвазивного измерения артериального давления по методу Пеньяза // Космическая биология и авиакосмическая медицина. - 1990. - Т.24, №5. - С.30-34; М.Н.Веселовский Фотоплетизмографический метод непрерывной регистрации кровяного давления в артерии пальца: сопоставление с методом Короткова // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - №3. - 1997. - С.140-143).
Известен способ регистрации артериального давления в пальцевой артерии, при котором отслеживают пульсацию кровяного давления следующим образом. Фотодатчиком осуществляется съем информации об объемном кровенаполнении в пальце кисти. Пальцевой фотодатчик конструктивно выполнен в виде металлического цилиндрического корпуса с расположенными внутри эластичной манжетой и чувствительным элементов в виде двух арсенид-галлиевых светодиодов и кремниевого фотодиода. Спектр излучения светодиодов находится в ближней инфракрасной области. Пальцевая манжета располагается на II фаланге указательного пальца таким образом, что излучение светодиодов и воспринимающая поверхность фотодиода обращены к внутренней поверхности пальца. Сигналы управления, задающие внешнее воздействие, формируются блоком управления. Вывод измерительной информации осуществляется с помощью блока обработки и отображения (В.М. Ахутин, С.С. Рвачев, А.В. Чащин, В.М. Щербаков. Фотоплетизмотономанометр для исследования сосудистой системы и измерения показателей гемодинамики // Медицинская техника. - 1991. - №1. - С.7-10). При этом после подачи команды "Пуск" на блок управления в пальцевой манжете повышается давление. Пo мере роста давления происходит увеличение амплитуды пульсаций кровенаполнения сосудов пальца. В блоке обработки и отображения производится анализ амплитудных значений пульсаций, которые сопоставляются для двух соседних циклов сердечных сокращений, и определяется момент появления максимальной пульсации. Этот момент соответствует достижению в манжете значения среднего артериального давления. Значение максимальной амплитуды запоминается в блоке управления, и включается следящая система, обеспечивающая поддержание сосудов пальца в таком состоянии при всех дальнейших изменениях кровяного давления. Осуществляется принцип "компенсации по объему", и при этом давление в манжете повторяет все изменения кровяного давления. Данный способ получения информации о кровенаполнении пальца и состояния периферического кровотока принят за прототип.
Недостатками известного способа является то, что используемые одновременно 2 манжеты для определения плечевого и пальцевого давления верхней конечности соединены в единую систему, при этом фиксируются показатели, оценивающие изменения центральной гемодинамики (артериальное давление, скорость распространения пульсовой волны, венозное давление) и не производится оценка периферического кровотока и состояния микроциркуляторного русла нижних конечностей.
Таким образом, метод фотоплетизмографии в настоящее время применяется для определения показателей центральной гемодинамики, мониторирования изменения значений пульса, артериального давления, степени оксигенацин крови и не используется для оценки состояния периферического кровообращения нижних конечностей. Данный способ не применяется для выявления патологии заболеваний артерий нижних конечностей и в качестве метода оценки эффективности проведенного лечения. Не используются возможности компьютерной обработки данных фотоплетизмографии, не сформирован интегральный показатель оценки кровотока, что делает затруднительным обработку и интерпретацию полученных результатов и является одним из аспектов предлагаемого изобретения.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является получение достоверных количественных данных о состоянии периферического кровотока и микроциркуляции у больных с облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей, выявление с помощью данного метода артериальной патологии нижних конечностей, контроль за течением патологического процесса, а также повышение эффективности комплексной оценки проведенного лечения.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей, основанном на использовании фотоплетизмографии, регистрируют фотоплетизмограмму большого пальца стопы, определяют амплитуду фотоплетизмограммы, систолическое артериальное давление и индекс фотоплетизмографии Iфпг по формуле:
где А - амплитуда фотоплетизмограммы;
АДсист - систолическое артериальное давление;
К=100 - постоянный коэффициент увеличения,
далее, при значении индекса фотоплетизмографии Iфпг 
246,86±16,399 судят об отсутствии патологии периферического кровотока и микроциркуляции, а при значении индекса фотоплетизмографии Iфпг<246,86±16,399 судят о нарушении микроциркуляции и артериального кровотока нижних конечностей.
Указанные измерения проводили у обследуемых практически здоровых людей, не страдающих сосудистой патологией, и в группах больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей до начала лечения и после лечения. Проводили сравнительную характеристику индекса фотоплетизмографии больных и здоровых людей, не страдающих патологией артерий нижних конечностей.
Полученные до и после лечения изменения индекса фотоплетизмографии позволяли в сравнительном аспекте количественно оценить изменения регионарного кровотока, коллатерального кровообращения и микроциркуляторного русла, что при использовании других методик представляется затруднительным.
Способ интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей осуществляется следующим образом. Для получения фотоплетизмограмм применяется специальное измерительное плато фотоплетизмографической приставки к персональному компьютеру. Данное устройство преобразует сигнал с пальцевого инфракрасного датчика в цифровую форму в стандарт RS-232. Совместно с компьютером фотоплетизмографическая приставка позволяет получать отображение фотоплетизмограммы в графическом режиме и обеспечивает возможность распечатки результатов. Кроме того, разработанная специальная программа позволяет рассчитывать амплитуду фотоплетизмограммы, индекс фотоплетизмографии Iфпг и отображать полученные результаты в виде различных графиков в стандартной компьютерной программе “Microsoft Excel”.
Произведено обследование периферического кровотока методом фотоплетизмографии у 31 пациента в возрасте от 19 до 72 лет, не страдающих заболеванием артерий нижних конечностей, с определением Iфпг. В результате обследования выявлено, что средние значения Iфпг на I пальцах обеих стоп были равны 246,86
16,399. Данное значение и стало определяющим критерием наличия или отсутствия патологии периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей.
Пример. Больному С., 65 лет, с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей IIБ стадии с синдромом Лериша, окклюзией бедренной, поверхностной бедренной и подколенной артерий слева и стенозом одноименных артерий справа до лечения произведена регистрация фотоплетизмограммы большого пальца обеих стоп. Значение индекса фотоплетизмографии было равно справа 76,7, слева - 83,3. Таким образом, среднее значение Iфпг равнялось 80. После проведения курса гравитационной терапии на центрифуге короткого радиуса (Р.А. Галкин, Г.П. Котельников, И.В. Макаров, А.Н. Опарин. Применение гравитационных перегрузок в терапии облитерирующего атеросклероза артерий нижних конечностей // Вестник хирургии. - 2003. - Т.162, №1. - С.82-85) наступило значительное клиническое улучшение. Дистанция “безболевой” ходьбы увеличилась со 100 м до лечения, до 350 м после лечения, дистанция абсолютной ходьбы - со 150 до 400 м. Стопы стали теплыми, появился отсутствующий до лечения пульс на правой задней берцовой артерии. Выросли значения плечелодыжечного индекса, определяемые при ультразвуковой допплерографии справа с 0,48 до 0,5, слева с 0,33 до 0,4. Индекс фотоплетизмографии повысился справа до 320, слева до 277, при этом среднее значение IФПГ равнялось 298,5, что было выше значения IФПГ, являющегося определяющим в оценке патологии периферического артериального кровотока и свидетельствовало об эффективности проведенного лечения и улучшении периферического кровотока дистальных отделов нижних крнечностей.
Таким образом, предлагаемый способ интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей позволяет определять патологию периферического кровотока и микроциркуляции, что дает возможность использовать данный метод в качестве достоверного способа диагностики облитерирующих заболеваний артерий нижних конечностей, в том числе и при проведении профилактических осмотров среди разных групп населения. Данный метод может служить способом количественной оценки эффективности лечения этой категории больных. В силу доступности, простоты, неинвазивности и информативности фотоплетизмография может широко использоваться для этих целей в поликлинических условиях. Поэтому способ интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей является достоверным способом диагностики и количественной оценки патологии периферических артерий и дистального кровотока и может служить объективным критерием эффективности лечения.
Проверенный заявителями поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня аналогов прототип позволили выявить отличительные признаки в заявленном техническом решении, следовательно, заявленный способ диагностики заболеваний артерий нижних конечностей удовлетворяет критерию изобретения “новизна”. А проведенный заявителями дополнительный поиск известных технических решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с признаками отличительной части формулы заявляемого технического решения, и сравнения свойств заявляемого и известных технических решений, обусловленных наличием в них указанных признаков, показал, что у заявляемого способа лечения проявляются свойства, не совпадающие со свойствами, проявляемыми указанными признаками в известных технических решениях, чем обуславливается достижение заявляемого положительного эффекта.
Следовательно, заявляемый способ диагностики удовлетворяет критерию изобретения “изобретательский уровень”.
Критерий изобретения “промышленная применимость” подтверждается тем, что предлагаемый способ диагностики заболеваний артерий нижних конечностей может быть успешно использован в лечебных учреждениях России и СНГ.
Формула изобретения
Способ интегральной оценки периферического кровотока дистальных отделов нижних конечностей, основанный на использовании фотоплетизмографии, отличающийся тем, что регистрируют фотоплетизмограмму большого пальца стопы, определяют амплитуду фотоплетизмограммы, систолическое артериальное давление и индекс фотоплетизмографии IФПГ по формуле
где А - амплитуда фотоплетизмограммы;
АДсист - систолическое артериальное давление;
К=100 - постоянный коэффициент увеличения,
далее при значении индекса фотоплетизмографии IФПГ 246,86 16,399 судят об отсутствии патологии периферического кровотока и микроциркуляции, а при значении индекса фотоплетизмографии IФПГ<246,86 16,399 судят о нарушении микроциркуляции и артериального кровотока нижних конечностей.
