The systemic arterial pressure waveform management by means of the study of peripheral vessels

全文:

Введение Для определения артериального давления (АД) в клинике широко используются приборы, принцип действия которых основан на определении тонов Короткова в периферических сосудах. Однако мониторинг АД только в периферических сосудах бывает недостаточным для диагностики артериальной гипертензии [11, 14] и оценки насосной функции сердца. Изменения системного АД являются более патогномоничными и позволяют лучше выявить прогностические признаки при диагностике ряда заболеваний сердца и сосудов, чем изменения давления в периферических сосудах [5, 7, 12, 18, 19, 22]. Для неинвазивного определения системного АД в клинической практике широко применяется семейство приборов Sphygmocor производства AtCor Medical [8, 13, 18, 20]. Данный прибор измеряет давление в периферических артериях аппланационным методом, основанные на регистрации механической деформации датчика, помещаемого на поверхности тела. Форма волны АД, определяемая с помощью аппланационного датчика на лучевой артерии, калибруется на величины систолического (САД) и диастолического (ДАД) давления, измеренные методом Короткова на плечевой артерии. При этом точность пересчета значений периферического артериального давления в значения системного артериального давления подтверждена данными прямых измерений последнего [9, 15]. Альтернативой анапланационному методу является компенсационный метод или метод разгруженной артерии («volume-clump»), предложенный, в 1969 г. чешским исследователем Я. Пеназом [17]. Он основан на непрерывной фотоплетизмографической оценке кровенаполнения сосудов пальца при использовании электропневматической системы, создающей в манжете, окружающей палец, давление, противодействующее увеличению кровенаполнения. В результате давление в манжете повторяет изменения давления в пальцевой артерии. Данный метод не требует специально обученного медицинского персонала, измерение можно проводить на длительных интервалах времени, что позволяет, наряду с анализом непосредственно формы волны АД, производить анализ вариабельности пульсовой кривой и осуществлять непрерывную регистрацию абсолютной величины мгновенных значений периферического артериального давления. Например, в клинике широко используется семейство приборов «Cardiopress» производства TNO TPD Biomedical Instrumentation (Нидерланды), в которых использован метод разгруженной артерии. Программное обеспечение этих приборов содержит не разглашаемый производителем алгоритм пересчета регистрируемого давления в пальцевой артерии в пульсовую кривую давления в плечевой артерии [10]. Ранее в эксперименте нами в опытах на животных была показана возможность расчетного определения значений АД и формы пульсовой волны (ФПВ) в магистральных сосудах (общие сонные артерии крыс) как при стабильной гемодинамике [1], так и при различных воздействиях [2, 3]. Для этого использовались передаточные функций (ПФ) - математические дифференциальные операторы, позволяющие на основании формы волны АД, измеренного на периферии, и ряда допущений относительно гидромеханических свойств сосудистого русла рассчитать значения системного АД и ФПВ [6, 16, 21]. Цели исследования Целью данного исследования являлся сравнительный анализ возможностей расчета формы волны и абсолютных значений системного АД на основании данных, полученных методом аппланационной тонометрии на лучевой артерии, и на основании данных, полученных методом разгруженной артерии на пальцевой артерии. Материалы и методы В исследовании приняли участие здоровые добровольцы -20 человек, из них 14 мужчин и 6 женщин в возрасте от 26 до 60 лет. У испытуемых были получены значения артериального давления в лучевой артерии с использованием апланационного тензометрического датчика прибора Sphygmocor производства AtCor Medical (Финяндия) с калибровкой по методу Короткова. В программное обеспечение данного прибора встроен не разглашаемый производителем алгоритм, позволяющий производить расчет значений и ФПВ системного АД. Кроме того, у всех испытуемых из обеих групп производилась непрерывная регистрация артериального давления в течение двух минут на III пальце правой руки по методу разгруженной артерии [17] с помощью спироартериоритмографа САКР-2 производства ООО «Интокс» (Россия), аттестованного и допущенного к использованию в медицинских учреждениях РФ, но не оснащенного заводским программным обеспечением для пересчета результатов измерений в значения системного АД. Во время измерения испытуемые находились в комнате с постоянной температурой комфорта, ограничением воздействия света и звука, в сидячем положении. С целью исключения влияния гидростатического давления, обусловленного силами тяжести, локтевые суставы, плечи и предплечья находились на уровне груди, при этом пальцевые и лучевые артерии были на одном уровне. При обследовании испытуемых с применением артериоритмографии по методу Пеназа и аппланационной тонометрии с использованием прибора Sphygmocor были получены мгновенные значения АД. На основании этих данных были рассчитаны две усредненные ПФ (уПФ), которые выражали связь между ФПВ в сосудах пальцев, лучевых артериях и аорте. С помощью первой производили реконструкцию АД и ФПВ в лучевых артериях, по данным исследования тех же показателей в сосудах пальцев с применением артериоритмографии по методу Пеназа. Эта ПФ связывала форму кривой АД в пальцевой и лучевой артерии. Артериальное давление в аорте получали двумя способами. Первый способ заключался в применении для поставленных задач встроенного в программное обеспечение прибора Sphygmocor алгоритма расчета ФПВ и абсолютных значений системного АД. Второй способ подразумевал расчет системного АД и ФПВ в аорте на основании ПФ, связывающей форму волны АД в лучевой артерии и аорте. Форма пульсовой волны в лучевых артериях была реконструированной с применением аппланационной тонометрии либо рассчитанной на основании данных исследования пальцевой артерии, полученных с применением встроенного программного обеспечения прибора Sphygmocor. Значения АД и ФПВ в лучевых артериях и аорте, измеренные с применением метода Пеназа и реконструированные с использованием уПФ, статистически сравнивались с теми же показателями, полученными с применением прибора Sphygmocor (однофакторный дисперсионный анализ ANOVA). Данные представлены в виде: средние значения ± стандартное отклонение. Результаты и их обсуждение Отношение амплитуд и сдвиг фаз передаточных функций, связывающих АД в сосудах пальцев и лучевых артериях и АД в лучевых артериях и аорте показаны на рисунке 1. Aнализ данных показал, что имеет место статистически значимое отличие величин систолического АД в лучевой артерии, измеренных и реконструированных разными способами (рис. 2, табл. 1). При этом значения диастолического, пульсового и среднего системного АД, рассчитанного с использованием уПФ по форме волны и абсолютным значениям АД в пальцевой артерии, рассчитанное с использованием программного обеспечения прибора Sphygmocor по форме волны и абсолютным значениям АД в лучевой артерии, не имеют достоверных отличий друг от друга. Различия в значениях систолического давления, по-видимому, связаны с тем, что значения АД, полученные с помощью накладного тензометрического датчика прибора Sphygmocor, калибруются на показатели систолического и диастолического давления в плечевой артерии, измеренного методом Короткова. Данный метод незаменим в клинической практике, однако и он обладает определенной погрешностью, особенно в отношении систолического давления [4], которая в наших измерениях складывается с погрешностью измерения апланационным датчиком. Кроме того, величины систолического и диастолического давления на различных участках сосудистого русла (в нашем случае - на лучевой и плечевой артериях), могут и вероятно отличаются друг от друга, в том числе по причине отличий формы волны артериального давления на участке лучевой артерии и пальцевой артерии. Сравнение формы волны АД в периферических и магистральных артериях (рис. 3), показало совпадение по форме - имело место соответствие продолжительности систолических подъемов, диастолических спадов, максимальных значений кривых, амплитуды, формы и продолжительности вторичных подъемов и спадов АД кривых, полученных с применением прибора Sphygmocor и реконструированных с помощью ПФ на основании данных артериоритмографии. Полученные результаты демонстрируют, что с помощью уПФ можно с достаточной точностью рассчитать ФПВ в лучевой артерии и аорте, а также рассчитывать абсолютные значения АД в этих сосудах на основании данных измерения АД в пальцевой артерии. Увеличить точность расчета можно с помощью индивидуализации ПФ.

作者简介

Andrey Pugovkin

Saint-Petersburg State Pediatric Medical University

Email: apugovkin@mail.ru
Doctor of Science (Biology), Full Professor at the Department of Нuman Physiology

Nikolay Verlov

National Research Centre “Kurchatov Institute”, B. P Konstantinov nuclear Physics Institute in Petersburg

Email: virlov@gmail.com
Junior research fellow at the Molecular and Radiation Biophysics Department

Sergey Landa

National Research Centre “Kurchatov Institute”, B. P Konstantinov nuclear Physics Institute in Petersburg

Email: sergey.landa@gmail.com
PhD (Biology), Senior research fellow at the Molecular and Radiation Biophysics Department

Valeriy Yerkudov

Saint-Petersburg State Pediatric Medical University

Email: verkudov@gmail.com
Assistant Professor, Department of Human Physiology

参考

补充文件