Способ оценки сосудистой мозговой реактивности
Владельцы патента RU 2365336:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО АГМУ Росздрава) (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии, кардиологии и сосудистой хирургии. Проводят допплерографическое определение скорости кровотока в средней мозговой артерии (СМА) на гиперкапническую пробу. При этом скорость кровотока измеряют дважды на концентрацию углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 10 и 60 секунде гиперкапнии. Рассчитывают коэффициент относительной реактивности (КОР) по формуле: где Vps2 - пиковая систолическая скорость кровотока в СМА на 60 секунде пробы; Vps1 - пиковая систолическая скорость кровотока в СМА на 10 секунде пробы; CO2(2) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 60 секунде пробы; CO2(1) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 10 секунде пробы. При значении КОР в диапазоне 5-17% сосудистую мозговую реактивность оценивают как нормальную. Способ позволяет повысить точность оценки сосудистой мозговой реактивности, что достигается за счет регистрации уровня углекислого газа и приведения показателя реактивности к приросту концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе за время тестирования. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, кардиологии и сосудистой хирургии, и может быть использовано для определения реактивности сосудов мозга при цереброваскулярных заболеваниях.
Сосудистые заболевания головного мозга имеют большое медицинское и социальное значение из-за высокой распространенности и тяжелых последствий для состояния здоровья человека, таких как инсульт и сосудистая деменция. Поэтому в настоящее время продолжается поиск эффективных методов ранней диагностики ишемических повреждений мозга.
Известен способ оценки вегетативного тонуса и реактивности сосудов головного мозга, заключающийся в определении вазоконстрикторного резерва на гипокапническую нагрузку и вазодилятационного резерва на гиперкапническую нагрузку с определением индекса периферического сопротивления и расчетом церебрального вегетативного индекса (патент РФ на изобретение RU 2292844). Для создания гипокапнии используют пробу с гипервентиляцией, для создания гиперкапнии - пробу с задержкой дыхания.
Недостатком известного способа является неточность оценки из-за невозможности стандартизации условий создания гипокапнии с помощью гипервентиляции и гиперкапнии с помощью задержки дыхания. Это связано с тем, что время задержки дыхания и степень гипервентиляции для каждого человека являются индивидуальными. Таким образом, точная оценка степени реакции сосудов мозга на углекислый газ невозможна.
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является способ диагностики скрытой церебрососудистой недостаточности со стенозирующим атеросклерозом сонных артерий (патент РФ на изобретение RU 2194986 С2), заключающийся в том, что используют сочетанное воздействие гипоксии и гиперкапнии. Гиперкапнию и гипоксию достигают, используя 3-минутную пробу с дыханием через дополнительное «мертвое» пространство, роль которого выполняет эластичная горизонтально расположенная трубка диаметром 3,0 см, длиной 145 см, объемом 1 литр, по методике респирации в открытом дыхательном контуре. С помощью ультразвуковой допплерографии оценивают степень прироста скорости кровотока в средней мозговой артерии (СМА) на пробу.
Недостатком известного способа является неточность оценки из-за отсутствия стандартизации исследования по углекислому газу, поскольку его концентрация во вдыхаемом воздухе не определяется, поэтому невозможно точно оценить степень прироста мозгового кровотока в зависимости от степени прироста концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе.
Техническим результатом заявляемого способа оценки сосудистой мозговой реактивности является повышение точности за счет регистрации концентрации углекислого газа и приведения показателя реактивности к приросту концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе за время тестирования.
Технический результат заявляемого способа достигается путем измерения концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе и пиковой систолической кровотока в СМА на 10 и 60 секундах гиперкапнической пробы.
Заявляемый способ осуществляют с помощью устройства, позволяющего увеличить объем «мертвого» пространства человека (чертеж).
Устройство для создания гиперкапнической гипоксии выполнено из медицинского пластика и содержит центральную трубку 1, цилиндр 2 с емкостью «мертвого» пространства общим объемом 800 мл, разделенный на параллельно расположенные ячейки 3, соединенные между собой посредством соединительного пространства 4, имеющего обтекатель 5. Дополнительный объем «мертвого» пространства регулируют в диапазоне 100-800 мл при помощи диафрагмы 6, выключающей из вентиляции соответствующее заданному объему число ячеек 3, что позволяет изменять концентрацию углекислого газа в альвеолярном воздухе в диапазоне 3-7% и дефицит кислорода в диапазоне 0-11%. В центральной трубке 1 установлен датчик 7 для регистрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе и съемный загубник 8.
На 10 и 60 секундах дыхания проводят регистрацию пиковой систолической скорости кровотока в СМА методом транскраниальной ультразвуковой допплерографии. Одновременно с регистрацией мозгового кровотока на 10 и 60 секундах дыхания оценивают концентрацию СО2 в альвеолярном газе (в последней порции выдохнутого воздуха). Оценку пиковой систолической скорости кровотока при необходимости проводят как в правой, так и в левой СМА.
По результатам гиперкапнической пробы рассчитывают коэффициент относительной реактивности (КОР):
где Vps2 - пиковая систолическая кровотока в СМА на 60 секунде пробы;
Vps1 - пиковая систолическая кровотока в СМА на 10 секунде пробы;
CO2(2) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 60 секунде пробы.
CO2(1) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 10 секунде пробы.
Расчет КОР позволяет определить процент прироста линейной скорости кровотока в СМА при увеличении концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе на 1%.
Всего обследовано 24 добровольца в возрасте 20-22 года. Всем добровольцам проводилась оценка сосудистой мозговой реактивности с расчетом индекса реактивности (ИР), описанная в аналоге (патент РФ на изобретение RU 2194986 С2), и оценка сосудистой мозговой реактивности заявляемым способом с расчетом коэффициента относительной реактивности.
Индекс реактивности (ИР) рассчитывают по формуле:
,
где Vps1 - пиковая систолическая кровотока в СМА до проведения пробы;
Vps2 - пиковая систолическая кровотока в СМА в конце пробы.
В норме индекс реактивности составляет более 20% (Куликов В.П. Цветное дуплексное сканирование в диагностике сосудистых заболеваний. - Новосибирск: 1997. - 201 с.).
Показатели сосудистой мозговой реактивности (КОР и ИР) представлены в таблице. Нормальной сосудистой мозговой реакцией при увеличении углекислого газа на 1% является увеличение скорости кровотока в СМА на 11,0±5,8%.
Пример использования способа оценки сосудистой мозговой реактивности у здорового испытуемого:
Пациент К., 20 лет, после проведения инструктажа и 5-минутного отдыха производил дыхание через устройство для создания гипоксической гиперкапнии в течение одной минуты. Регистрация мозгового кровотока проводилась до пробы, а также на 10 и 60 секундах дыхания гиперкапнической газовой смесью. Кроме того, на 10 и 60 секундах пробы регистрировалась концентрация углекислого газа в альвеолярном воздухе.
Показатели мозгового кровотока при расчете КОР составили:
Vps1-100 см/с, Vps2-122 см/с; CO2(1) - 4%, CO2(2) - 6,5%
КОР=8,8%.
Таким образом, при увеличении концентрации CO2 в альвеолярном воздухе на 1% произошло увеличение скорости мозгового кровотока на 8,8%, что свидетельствует о нормальной реактивности и достаточном перфузионном резерве мозгового кровообращения.
Показатели мозгового кровотока при расчете ИР составили:
Vps1 - 96 см/с, Vps2 - 122 см/с.
ИР=26,6% (норма).
В данном примере показатели сосудистой мозговой реактивности ИР и КОР соответствуют показателям нормы.
Пример использования способа оценки сосудистой мозговой реактивности у здорового испытуемого:
Пациент С., 21 год, после проведения инструктажа и 5-минутного отдыха производил дыхание через устройство для создания гипоксической гиперкапнии в течение одной минуты. Регистрация мозгового кровотока проводилась до пробы, а также на 10 и 60 секундах дыхания гиперкапнической газовой смесью. Кроме того, на 10 и 60 секундах пробы регистрировалась концентрация углекислого газа в альвеолярном воздухе.
Показатели мозгового кровотока при расчете КОР составили:
Vps1 - 130 см/с, Vps2 - 140 см/с; CO2(1) - 5%, CO2(2) - 5,9%
КОР=8,5%.
Таким образом, при увеличении концентрации С02 в альвеолярном воздухе на 1% произошло увеличение скорости мозгового кровотока на 8,5%, что свидетельствует о нормальной реактивности и достаточном перфузионном резерве мозгового кровообращения.
Показатели мозгового кровотока при расчете ИР составили:
Vps1 - 125 см/с, Vps2 - 140 см/с.
ИР=12% (ниже нормы).
В этом примере показатель сосудистой мозговой реактивности ИР ниже нормы, КОР соответствуют показателям нормы. Низкий показатель индекса реактивности у данного здорового человека связан с низким приростом углекислого газа в альвеолярном воздухе при дыхании через дополнительный объем «мертвого» пространства. Однако приведение значения реакции кровотока в СМА к концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе при расчете показателя КОР показало истинную реактивность сосудов мозга на углекислый газ. Это свидетельствует о более высокой чувствительности показателя КОР по сравнению с показателем ИР.
Пример использования способа оценки реактивности сосудов мозга у пациента с патологической S-образной извитостью внутренних сонных артерий:
Пациент Г., 28 лет, после проведения инструктажа и 5-минутного отдыха производил дыхание через устройство для создания гипоксической гиперкапнии в течение одной минуты. Регистрация мозгового кровотока проводилась до пробы, а также на 10 и 60 секундах дыхания гиперкапнической газовой смесью. Кроме того, на 10 и 60 секундах пробы регистрировалась концентрация углекислого газа в альвеолярном воздухе.
Показатели мозгового кровотока составили:
Vps1 - 115 см/с, Vps2 - 122 см/с; CO2(1) - 3,2%, CO2(2) - 6,0%
КОР=2,2%.
Показатели мозгового кровотока при расчете ИР составили:
Vps1 - 116 см/с, Vps2 - 125 см/с.
ИР=7,8% (ниже нормы).
Таким образом, при увеличении концентрации CO2 в альвеолярном воздухе на 1% произошло увеличение скорости мозгового кровотока на 2,2%, что является ниже нормальных показателей. Показатель ИР составил 7,8%, что также значительно ниже нормы. В данном примере несмотря на выраженный прирост концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе, реакция сосудов мозга была не значительной. Это свидетельствует о снижении сосудистой мозговой реактивности при патологической извитости внутренних сонных артерий.
Таким образом, способ позволяет увеличить точность измерения реактивности сосудов мозга к углекислому газу за счет приведения значения реакции кровотока в СМА к истинной концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе и стандартизовать гиперкапническую пробу по концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе.
| № пациента | Индекс реактивности (%) | КОР 10-60 с (%) | CO2(1)-CO2(2) (%) |
| 1 | 17,9 | 5,4 | 1,0 |
| 2 | 14,8 | 6,1 | 2,1 |
| 3 | 7,8 | 2,2 | 2,8 |
| 4 | 38,5 | 14,8 | 1,8 |
| 5 | 63,6 | 18,5 | 3,6 |
| 6 | 18,4 | 14,7 | 0,7 |
| 7 | 46,0 | 20,0 | 0,9 |
| 8 | 40,9 | 6,0 | 3,0 |
| 9 | 33,6 | 13,2 | 3,2 |
| 10 | 45,0 | 9,8 | 3,6 |
| 11 | 26,6 | 8,8 | 2,5 |
| 12 | 10,5 | 8,9 | 2,6 |
| 13 | 24,8 | 9,9 | 1,9 |
| 14 | 19,6 | 7,3 | 2,1 |
| 15 | 21,2 | 15,6 | 2,4 |
| 16 | 45,0 | 24,7 | 1,7 |
| 17 | 28,3 | 17,7 | 2,8 |
| 18 | 24,3 | 4,3 | 3,3 |
| 19 | 26,8 | 14,3 | 2,0 |
| 20 | 12,3 | 4,9 | 2,5 |
| 21 | 25,0 | 9,3 | 2,5 |
| 22 | 29,0 | 7,8 | 1,1 |
| 23 | 20,8 | 3,7 | 2,5 |
| 24 | 40,6 | 17,3 | 1,5 |
| 25 | 12 | 8,5 | 0,9 |
| Среднее | 27,7 | 11,0 | 2,2 |
| Ошибка среднего | 2,5 | 1,5 | 2,1 |
| Стандартное отклонение | 13,6 | 5,8 | 0,9 |
| Доверительный интервал | 5,2 | 2,2 | 0,3 |
Способ оценки сосудистой мозговой реактивности, включающий допплерографическое измерение скорости кровотока в средней мозговой артерии (СМА) на гиперкапническую пробу, отличающийся тем, что дважды измеряют скорость кровотока и концентрацию углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 10 и 60 секунде гиперкапнии, рассчитывают коэффициент относительной реактивности (КОР) по формуле
где Vps2 - пиковая систолическая скорость кровотока в СМА на 60 секунде пробы;
Vps1 - пиковая систолическая скорость кровотока в СМА на 10 секунде пробы;
CO2(2) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 60 секунде пробы.
CO2(1) - концентрация углекислого газа в последней порции выдыхаемого воздуха на 10 секунде пробы и при значении КОР в диапазоне 5-17% сосудистую мозговую реактивность оценивают как нормальную.
