способ диагностики морфологических изменений крупных артерий

Формула изобретения

Способ диагностики морфологических изменений крупных артерий, включающий определение индекса жесткости (SI) по характеристикам усредненной объемной пульсовой кривой, регистрируемой на пальце верхней конечности фотоплетизмографическим методом, отличающийся тем, что пульсовую волну регистрируют после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина, в качестве показателя эластического компонента жесткости артерий принимают минимальное значение SI (SImin) из 4-х усредненных объемных пульсовых кривых, соответствующее максимальной дилатации артерий, и расчитывают толщину комплекса интима-медия средних сегментов общих сонных артерий по формуле:

ТИМ=0,0484×SI _min+0,3135,

где ТИМ - толщина комплекса интима-медия, мм;

SI_min - минимальное значение SI из 4-х объемных пульсовых кривых, получаемых после приема нитроглицерина, м/с.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики морфологических изменений стенки крупных артерий.

Известны способы диагностики атеросклеротических поражений крупных артерий, которые включают: рентгенологический метод ангиографии, внутрисосудистое ультразвуковое исследование и ультразвуковое исследование поверхностных артерий с использованием приборов высокого разрешения.

Ангиографический метод позволяет визуализировать внутренний диаметр артерии и информативен только при наличии явных атеросклеротических изменений при условии локального изменения внутреннего диаметра сосуда. Внутрисосудистое ультразвуковое исследование позволяет диагностировать более ранние стадии атеросклероза артерий с оценкой морфологии сосудистой стенки, даже без изменений внутреннего диаметра артерии.

Оба приведенных метода имеют ряд существенных недостатков: инвазивный характер исследований, возможность исследования только отдельных сосудистых регионов, сложности в проведении повторных исследований и высокая стоимость процедур.

Методика исследования поверхностных артерий с помощью ультразвука высокого разрешения позволяет визуализировать внутренний диаметр крупных артерий (сонные, бедренные, плечевые и др.), а также оценивать морфологию сосудистой стенки по толщине комплекса интима-медия [Reneman R.S., Hoeks A.P.G. Noninvasive vascular ultrasound: An asset in vascular medicine. Cardiovascular Research, 2000, Vol.45, p.27-35]. Показана тесная взаимосвязь показателя интима-медия сонных артерий и атеросклеротического поражения артерий других сосудистых регионов (коронарные артерии, почечные артерии, артерии сосудов нижних конечностей) [O'Leary D.H., Polak J.F., Kronmal R.A. et al. Thickening of the carotid wall. A marker for atherosclerosis in the elderly? Cardiovascular Health Study Collaborative Research Group. Stroke, 1996, Vol.27, p.224-231; Bots M.L., Hofman A., Grobbee D.E. Increased common carotid intima-media thickness. Adaptive response or a reflection of atherosclerosis? Findings from the Rotterdam study. Stroke, 1997, Vol.28, p.2442-2447], а также с риском сердечно-сосудистых осложнений [Salonen J.T., Salonen R. Ultrasonographically assessed carotid artery morphology and the risk of coronary heart disease. Arterioscler Thromb, 1991, Vol.11. p.1245-1249].

Метод имеет ряд существенных недостатков, к которым относятся необходимость высокой подготовки врача ультразвуковой диагностики, относительно высокая вариабельность результатов повторных исследований как одним исследователем, так разными исследователями (8,3% и 10,5%, соответственно) [Salonen R., Haapanen A., Salonen J.T. Measument of intima-media thickness of common carotid arteries with high resolution B-mode ultrasonography: Inter and intra-observer variability. Ultrasound Med Biol, 1991, Vol.17, p.225-230], возможность исследования только поверхностно расположенных артерий, высокая стоимость аппаратуры для проведения исследования.

Известны косвенные методы определения морфологии стенки артерий (жесткости сосудистой стенки), основанные на определении скорости пульсовой волны в крупных артериях (аорта-бедренные артерии) по характеристикам пульсовой волны [Millasseau S.C., Guigui F.G., Kelly R.P. et al. Non-invasive assessment of the digital volume pulse: comparison with the peripheral pressure pulse. Hypertension, 2000, Vol.36, p.952-956]. 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 кровотока в крупных артериях и, соответственно, скорости прохождения 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 показана высокая взаимосвязь показателей жесткости артерий с риском основных сердечно-сосудистых осложнений [Boutouyrie P., Tropeano A.I., Asmar R. et al. Aortic Stiffness Is an Independent Predictor of Primary Coronary Events in Hypertensive Patients. Hypertension, 2002, Vol.39, p.10-15].

Значимость методов определения жесткости артерий в отношении диагностики атеросклероза сосудов изучена недостаточно [Cockcroft J.R., Wilkinson I.B. Arterial stiffhess and pulse contour analysis: an age old concept revisited. Clinical Science, 2002, Vol.103, p.379-380].

В качестве прототипа использован метод определения жесткости крупных артерий, основанный на фотоплетизмографической регистрации изменений объема кровотока в пальце верхней конечности, связанных с прохождением пульсовой волны [Millasseau S.C., Kelly R.P., Ritter J.M.,Chowienczyk P.J. Determination of age-related increases in large artery stiffhess by digital pulse contour analysis. Clinical Science, 2002, Vol.103, p.371-377]. Согласно данному методу исследование жесткости артерий производят в покое в положении исследуемого лежа в помещении с контролируемой температурой (22-26°С). Объемную пульсовую волну регистрируют датчиком компьютеризированного фотоплетизмографа PulseTrace (Micro Medical ltd., Англия), помещаемым на указательный палец обследуемого, после 10-минутного периода адаптации. Пульсовые кривые накапливают и усредняют в течение 10-30 секунд. Расчеты производят по усредненной пульсовой кривой. В качестве индекса жесткости (SI) артерий используют скорость кровотока в магистральных артериях, рассчитываемую путем деления роста пациента на время между пиками прямой и отраженной пульсовых волн (т.е. между первым и вторым пиками объемной пульсовой кривой).

Недостатком данного метода является зависимость эластических свойств артерий in vivo от тонуса гладкомышечных клеток сосудистой стенки, регулируемого как локальными факторами (вазоактивные вещества, вырабатываемые эндотелиальными клетками) так и системными нейрогуморальными факторами (активность симпатоадреналовой системы, РААС) [Wilkinson I.B., Qasem A., McEniery C.M. et al. Nitric oxide regulates local arterial distensibility in vivo. Circulation, 2002, Vol.105, p.213-217; Failla M., Grappiolo A., Emanuelli G. et al. Sympathetic tone restrains arterial distensibility of healthy and atherosclerotic subjects. J. Hypertens, 1999, Vol.17, p.1117-1123]. Другими словами, показатель жесткости артерий в покое зависит от двух компонентов: эластического (непосредственно - морфологии артерий) и тонического (функционального, являющегося в значительной мере вариабельным). Наличие тонического компонента жесткости сосудистой стенки даже в состоянии покоя обусловливает высокую вариабельность значений SI от исследования к исследованию и значительно снижает возможности методики по количественной диагностике морфологических изменений артерий.

Задачей изобретения является разработка количественных критериев определения морфологических изменений крупных артерий при помощи метода фотоплетизмографии.

Поставленная задача решается тем, что в отличие от способа диагностики морфологических изменений крупных артерий, включающего определение индекса жесткости (SI) по характеристикам усредненной объемной пульсовой кривой, регистрируемой на пальце верхней конечности фотоплетизмографическим методом в покое, пульсовую волну регистрируют после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина, в качестве показателя эластического компонента жесткости артерий принимают минимальное значение SI (SI_min) из 4-х усредненных объемных пульсовых кривых, соответствующее максимальной дилатации артерий, и расчитывают толщину комплекса интима-медия средних сегментов общих сонных артерий по формуле:

ТИМ=0.0484×SI _min+0.3135, где

ТИМ - толщина комплекса интима-медия (мм);

SI_min - минимальное значение SI из 4-х объемных пульсовых кривых, получаемых после приема нитроглицерина (м/с).

В соответствии с предлагаемым методом исследование проводят в положении больного лежа на кушетке в помещении с контролируемой температурой (22-26°С). Объемную пульсовую волну регистрируют с помощью компьютеризированного фотоплетизмографа PulseTrace (Micro Medical ltd., Англия), позволяющего получать усредненные (за период времени 5-30 секунд) пульсовые кривые. 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 мг 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 минимальное значение SI из 4-х пульсовых кривых, регистрируемых после приема нитроглицерина, соответствующее максимальной дилатации артерий (SI_min ). На основании полученного показателя расчитывают толщину комплекса интима-медия средних сегментов общих сонных артерий по формуле:

ТИМ=0.0484×SI_min+0.3135,

где ТИМ - толщина комплекса интима-медия (мм);

SI_min - минимальное значение SI из 4-х объемных пульсовых кривых, получаемых после приема нитроглицерина (м/с).

Пример 1. Предлагаемым способом обследовано 28 добровольцев (14 мужчин и 14 женщин, в возрасте от 22 до 57 лет, средний возраст 37,8±9,6 лет), параллельно обследованных по стандартной методике. Воспроизводимость результатов методики определения жесткости артерий на основании параметров объемной пульсовой кривой оценивалась у 10 пациентов через 3 месяца, в течение которых обследуемым не проводилось никакого лечения. В качестве контрольного метода использовалось определение толщины комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий при помощи ультразвука высокого разрешения на аппарате Sonos-1800 фирмы Hewlet Packard дуплексным датчиком 7,5 МГц. Математическая обработка проводилась с помощью методов вариационной статистики, корреляционного и регрессионного анализа.

По результатам исследования корреляция SI, определенного фотоплетизмографическим методом по стандартной методике с толщиной комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий, определенной с помощью ультразвука высокого разрешения, составила 0,60 (р=00), достоверность аппроксимации (R²) по данным регрессионного анализа составила 0,36; значения SI исходно и через 3 месяца составили 7,42±1,05 и 7,72±1,09, соответственно, вариабельность показателя составила 3,9% (в ряду от -9,7% до 23,2%, CI 95%).

Корреляция предлагаемого показателя жесткости артерий (SI _min) с толщиной комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий, определенной с помощью ультразвука высокого разрешения, составила 0,79 (р=0,00), достоверность аппроксимации (R²) по данным регрессионного анализа составила 0,62 и были более высокими чем при использовании стандартного метода. Воспроизводимость измерений жесткости артерий для предлагаемого метода также была более высокой. Значения SI_min исходно и через 3 месяца составили 5,20±0,70 и 5,34±0,56, соответственно, вариабельность показателя составила 2,7% (в ряду от -4,1% до 9,6%, CI 95%).

Наличие тесной линейной взаимосвязи между показателем жесткости артерий, определяемой предлагаемым способом, и данными ультразвукового исследования сонных артерий позволило предложить уравнение регрессии в качестве формулы для расчета толщины комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий по минимальному индексу жесткости (SI_min) артерий, определяющемуся по объемной пульсовой кривой после сублингвального приема нитроглицерина:

ТИМ=0.0484×SI_min +0.3135,

где ТИМ - толщина комплекса интима-медия (мм);

SI_min - минимальное значение SI из 4-х объемных пульсовых кривых, получаемых после приема нитроглицерина.

Пример 2. При использовании предлагаемого способа расчета толщины комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий у 28 добровольцев в возрасте от 22 до 57 лет получены следующие результаты: толщина комплекса интима-медия в средних сегментах общих сонных артерий по данным УЗИ высокого разрешения составила 0,57±0,7 мм, при использовании предлагаемой формулы - составила 0,57±0,6 мм (различия между показателями - 0,03%, р=0,98)