Способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, включая почечные клубочки, при проведении коронарографии или аортографии. Синхронно регистрируют кривую артериального давления и скорость кровотока в почечных артериях. На основании полученных значений производят расчет гидростатического давления. Для этого синхронизируют барограмму и допплерангиограмму, разбивают обе кривые на временные интервалы, в начале каждого интервала на кривых находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р). Для каждого временного интервала (n) рассчитывают гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи (Рnx) и гидравлическое сопротивление (Rn). Значения Рnx в указанных интервалах принимают за давление в капиллярах почечных клубочков или внутриклубочковое давление. Изобретение позволяет определить гидростатическое давление в различных участках сосудистого русла почки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Заявленное изобретение относится к области медицины.
Согласно современным представлениям повышение гидростатического давления в почечных клубочках является универсальным патологическим механизмом прогрессирования почечной недостаточности при различных заболевания почек (Brenner BM., Lawler EV., Mackenzie HS.: The hyperfiltration theory: A paradigm shift in nephrology. Kidney Int 49: 1774-1777, 1996 [PubM]).
Такой вывод был сделан на основании прямого измерения клубочкового гидростатического давления у животных при моделировании у них различной почечной патологии.
В этих же экспериментах было показано, что снижение гидростатического давления в клубочках является эффективным способом профилактики и/или замедления развития терминальной стадии хронической почечной недостаточности.
Эти экспериментальные данные были в последующем многократно подтверждены в клинических испытаниях, в которых пациенты в течение нескольких лет принимали препараты, снижающие клубочковое давление (ингибиторы АПФ, антагонисты рецепторов ангиотензина II и некоторые другие). Пример одного из таких исследований: Ruggenenti P, Perna A, Remuzzi G. ACE inhibitors to prevent End-stage Renal Disease: when to start and why possibly nevced3 er stop: a post-hoc analysis of the REIN trial results. J Am Soc Nephrol 12: 2832-2837, 2001.
Однако, определение оптимального сочетания и дозы данных лекарственных препаратов у отдельно взятого пациента затруднено в связи с невозможностью прямого измерения величины клубочкового давления в клинической практике.
Кроме того, фармацевтические компании продолжают активно разрабатывать лекарственные препараты, замедляющие развитие почечной недостаточности и заинтересованы в возможности быстрой оценки того, как новый препарат влияет на клубочковое давление.
Вышеизложенное объясняет актуальность изобретения, задачей которого является создание способа количественной оценки клубочкового гидростатического давления в клинической практике и научных исследованиях.
Техническая проблема заключается в расширении арсенала технических средств.
Техническим результатом является реализация назначения, т.е. реализация способа определения гидростатического давления в почечных клубочках.
Технический результат достигается в способе определения гидростатического давления включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии или аортографии, заключающийся в том, что
синхронно регистрируют кривую артериального давления и скорость кровотока в почечных артериях во время коронарографии или аортографии,
используя полученные значения давления и скорости кровотока производят расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках по алгоритму включающий этапы на которых:
синхронизируют барограмму и допплерангиограмму,
разбивают обе кривые на малые временные интервалы
началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии,
для каждого заданного временного интервала (n) на протяжении всего записанного цикла рассчитывают гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Рnx
для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производят расчет гидравлического сопротивления Rn
определяют интервалы значений Rn в которых Рnx принимает минимальные колебания давления
значения Рnx в указанных интервалах принимают за давление в капиллярах почечных клубочков или внутриклубочковое давление.
Дополнительная особенность заключается в том, что гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Рnx рассчитывают по формуле:
Рnх =
, где Vn и Pn соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а Vn+1 и Pn+1 – соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.
Дополнительная особенность заключается в том, что расчет гидравлического сопротивления Rn производят по формуле:
Rn = 
где Рn и Vn – соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Рnx – гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи.
Заявленное изобретение характеризует способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии/аортографии.
Суть метода состоит в синхронной регистрации кривой артериального давления (барограмма) и скорости кровотока (допплерангиограмма) в почечных артериях во время рутинной коронарографии/аортографии. Затем, по предлагаемому мной алгоритму, используя полученные значения давления и скорости кровотока производится расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках.
Измерение давления производится при помощи датчика-манометра, которым снабжены стандартные катетеры, используемые при коронарографии. Измерение скорости кровотока в почечной артерии выполняется параллельно измерению давления методом чрескожной ультразвуковой допплерангиографии по стандартной методике, в месте наилучшей локации почечной артерии.
Запись кривой давления и скорости кровотока осуществляется синхронно при одинаковой скорости записывающих устройств (Фиг. 1), где верхняя кривая – скорость кровотока в почечной артерии, нижняя кривая – артериальное давление в почечной артерии.
В настоящее время реализована техническая возможность записи давления и скорости кровотока с помощью одного катетера, который объединяет функцию манометра и ультразвукового датчика (single-wire). Потенциально это упрощает процедуру регистрации данных – отпадает необходимость чрескожной допплерангиографии почечной артерии с использованием дополнительной аппаратуры и врача ультразвуковой диагностики.
Используя предлагаемый способ удалось получить значение величины клубочкового гидростатического давления в пределах 50 мм рт. ст. Это соответствует значениям, полученным ранее способом прямого измерения у млекопитающих.
Синхронизируют барограмму и допплерангиограмму, размещают их одну под другой, как это показано на (Фиг. 2). Временная ось под обоими кривыми делится на интервалы длиной 1 мм, что при скорости записи 50 мм/сек соответствует 1/50 сек. Началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии, соответственно V1−P2, V2−P2…Vn−Pn и так далее.
Так как временной промежуток 1/50 сек достаточно мал, условно допускается, что гидростатическое давление на противоположном конце гидравлической цепи Рnх и гидростатическое сопротивление сосудистого русла Rn на протяжении каждого интервала от его начала до конца остается неизменным. Используя закон Ома для гидравлической цепи: V=
, где 
– разность гидростатического давления между начальным и конечным участком гидравлической цепи, а R – гидравлическое сопротивление участка цепи, а также принимая допущение о неизменности гидростатического давления Рnх на противоположном участке гидравлической цепи и сопротивления сосудистого русла Rn на протяжении каждого интервала от его начала до конца, рассчитываем Рnх по формуле: Рnх = , где Vn и Pn соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а Vn+1 и Pn+1 – соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.
Таким образом производится расчет Рnх, для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла.
Затем для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производится расчет гидравлического сопротивления Rn по формуле: Rn = 
где Рn и Vn соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Рnx – гидростатическое давление на противоположном конце гидравлической цепи в начале интервала n.
На основании полученных значений Рn и Rn, осуществляем построение графика в том числе и с помощью автоматизированных средств, т.е. строим график зависимости Рn от Rn на протяжении всего записанного цикла. На графике находим интервалы значений или участки Rn в которых наблюдаются минимальные колебания давления Рnx. Эти значения Pnx принимаем за давление в капиллярах почечных клубочков, или внутриклубочковое давление. Данный график отражает величину колебаний гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, начиная от устья магистральной почечной артерии (R=0) и до почечной вены (Rmax) (Фиг. 3).
Согласно классическим исследованиям (Folkow, B; Neil, E (1971). Circulation. New York, London, Toronto: Oxford University Press. pp.1-593.) в сосудистом русле наибольшие колебания гидростатического давления на протяжении сердечного цикла регистрируются в артериях и артериолах, а наименьшие – в капиллярах и венулах.
На изображенном на Фиг. 3 графике видна область наименьшего колебания гидростатического давления, лежащая в значениях, близким к-50,0 мм Нg, расположенная между двумя зонами с более широкими колебаниями давления (теоретически между приносящими и выносящими артериолами почечного клубочка). Давление в этой области принимается за гидростатическое давление в почечных клубочках.
1. Способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии или аортографии, заключающийся в том, что
синхронно регистрируют кривую артериального давления и скорость кровотока в почечных артериях во время коронарографии или аортографии,
используя полученные значения давления и скорости кровотока, производят расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках по алгоритму, включающий этапы на которых:
синхронизируют барограмму и допплерангиограмму,
разбивают обе кривые на малые временные интервалы,
началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии,
для каждого заданного временного интервала (n) на протяжении всего записанного цикла рассчитывают гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Рnx,
для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производят расчет гидравлического сопротивления Rn,
определяют интервалы значений Rn, в которых Рnx принимает минимальные колебания давления,
значения Рnx в указанных интервалах принимают за давление в капиллярах почечных клубочков или внутриклубочковое давление.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Рnx рассчитывают по формуле:
Рnх =
, где Vn и Pn - соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а Vn+1 и Pn+1 - соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчет гидравлического сопротивления Rn производят по формуле:
Rn = 
, где Рn и Vn - соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Рnx - гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи.
