Исследование контура пульсовой волны. Анализ пульсовой волны
Обновлено: 29.04.2024
Метод определения скорости распространения пульсовой волны позволяет дать объективную и точную характеристику свойств стенок артериальных сосудов. Для этого производится запись сфигмограммы с двух или нескольких участков сосудистой системы с определением времени запаздывания пульса на дистальном отрезке артерий эластического и мышечною типов по отношению к центральному пульсу, для чего надо знать расстояние между двумя исследуемыми точками.
Чаще всего сфигмограммы записывают одновременно с сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща, с бедренной артерии на месте выхода ее из-под пупартовой связки и с лучевой артерии.
Отрезок «сонная артерия-бедренная артерия» отражает скорость распространения пульсовой волны но сосудам преимущественно эластического типа (аорта). Отрезок «сонная артерия-лучевая артерия» отражает распространение волны по сосудам мышечного типа. Время запаздывания периферического пульса по отношению к центральному надо высчитывать по расстоянию между началом подъема регистрируемых сфигмограмм. Длина пути «сонная артерия-бедренная артерия» и «сонная артерия-лучевая артерия» измеряется сантиметровой лентой с последующим расчетом истинной длины сосуда по специальной методике.
Для определения скорости распространения пульсовой волны (С) надо путь, пройденный пульсовой волной в см (L), разделить на время запаздывания пульса в секундах (Т):
У здоровых людей скорость распространения пульсовой волны по эластическим сосудам раина 5-7 м/с, по сосудам мышечного типа - 5-8 м/с.
Скорость распространения пульсовой волны зависит от возраста, индивидуальных особенностей сосудистой стенки, от степени ее напряжения и тонуса, от величины артериального давления.
При атеросклерозе в большей степени увеличивается скорость пульсовой волны по эластическим сосудам, чем по сосудам мышечного типа. Гипертоническая болезнь обусловливает увеличение скорости пульсовой волны по обоим типам сосудов, что объясняется повышенным артериальным давлением и повышенным сосудистым тонусом.
Флебография
Флебографня - метод исследования, позволяющий зарегистрировать пульсацию вен в виде кривой, называемой флебограммой. Флебограмму чаще всего записывают с яремных вен, колебания которых отражают работу правого предсердия и правого желудочка.
Флебограмма - сложная кривая, начинающаяся с отлогого подъема, соответствующего концу диастолы желудочков. Ее вершиной является зубец «а», обусловленный систолой правого предсердия, во время которой значительно увеличивается давление в полости правого предсердия, а ток крови из яремных вен замедляется, вены набухают.
При сокращении желудочков на флебограмме появляется резко отрицательная волна - волна падения, которая начинается после зубца «а» и заканчивается зубцом «с», после чего возникает резкая волна падения - систолический коллапс («х»). Он обусловлен расширением полости правого предсердия (вслед за его систолой) и понижением внутригрудного давления вследствие систолы левого желудочка. Понижение давления в грудной полости способствует усиленному оттоку крови из яремных вен в правое предсердие.
Зубец «с», находящийся между зубцами «а» и «v», связывают с записью пульса сонной и подключичной артерий (передача пульсации с данных сосудов), а также с некоторым выпячиванием трехстворчатого клапана в полость правого предсердия в фазу замкнутых клапанов сердца. В связи с этим в правом предсердии происходит кратковременный подъем давления и замедляется кровоток в яремных венах.
За систолическим коллапсом «х» следует зубец «v» - диастолическая волна. Он соответствует наполнению яремных вен и правого предсердия в период его диастолы при закрытом трехстворчатом клапане. Таким образом, зубец «v» отображает вторую половину систолы правого желудочка сердца. Открытие трехстворчатого клапана и отток крови из правого предсердия в правый желудочек сопровождаются повторным снижением кривой «у» - диастолическим коллапсом (спадением).
При недостаточности трехстворчатого клапана, когда правый желудочек во время систолы выбрасывает кровь не только в легочную артерию, но и обратно в правое предсердие, появляется положительный венный пульс из-за повышения давления в правом предсердии, что препятствует оттоку крови из яремных вен. На флебограмме значительно уменьшается высота зубца «а». По мере увеличения застоя и ослабления систолы правого предсердия зубец «а» сглаживается.
Зубец «а» также становится ниже и исчезает при всех застойных явлениях в правом предсердии (гипертония малого круга кровообращения, стеноз легочной артерии). В этих случаях, как и при недостаточности трехстворчатого клапана, колебания венного пульса зависят только от фаз работы правого желудочка, поэтому регистрируется высокий зубец «v».
При большом застое крови в правом предсердии на флебограмме исчезает коллапс «х» (спадение).
Застой крови в правом желудочке и его недостаточность сопровождаются сглаживанием зубца «v» и коллапса «у».
Недостаточность аортальных клапанов, гипертония, недостаточность трехстворчатого клапана, анемия сопровождаются увеличением зубца «с». Недостаточность левого желудочка сердца, наоборот, дает снижение зубца «с» в результате малого систолического объема крови, выбрасываемого в аорту.
Измерение скорости кровотока
Принцип метода заключается в определении периода, в течение которого биологически активное вещество, введенное в один из участков системы кровообращения, регистрируется в другом.
Проба с сульфатом магния. После введения в локтевую вену 10 мл 10% сульфата магния регистрируется момент появления ощущения тепла. У здоровых людей ощущение тепла во рту возникает через 7-18 секунд, и цальцал рук - через 20-24 секунды, в подошвах стоп - через 3U-40 секунд.
Проба с хлоридом кальция.В локтевую вену вводится 4-5 мл 10% раствора хлорида кальцин, после чего отмечается момент появления тепла в ней, во рту, в голове. У здоровых людей ощущение тепла в лице возникает через 9-16 секунд, в руках - через 14-27 секунд, в ногах - через 17 - 36 секунд.
При сердечной недостаточности время кровотока увеличивается пропорционально Степени недостаточности. При анемии, тиреотоксикозе, лихорадке кровоток ускоряется. При тяжелых формах инфаркта миокарда происходит замедление тока крови в связи с ослаблением сократительной функции миокарда. Значигельное уменьшение скорости кровотока наблюдается у больных с врожденными пороками сердца (часть введенного вещества не попадает в легкие, а посгупает из отделов правого предсердия или neiочной артерии через шунт непосредственно в отделы левого сердца или в аорту).
Исследование контура пульсовой волны. Анализ пульсовой волны
«С приобретением надлежащей практики тренированные пальцы могут стать самым чувствительным инструментом для исследования пульса. На основе него мы получаем информацию троякого рода: во-первых, относительно частоты и ритма работы сердца; во-вторых, относительно событий, происходящих во время сокращения и расслабления сердца, и, в-третьих, относительно характера давления крови, текущей по артериям. Тренированные пальцы способны распознавать великое разнообразие форм волн крови. Хотя пульсовая волна очень непродолжительна, чувствительные пальцы способны и за это небольшое время распознать особенности ее характера».
Джеймс МакКензи. Изучение пульса. 1902
Оценка свойств артериального пульса — проверенный временем элемент врачебного обследования больного, который, однако, и в наши дни позволяет получить ценную информацию о состоянии сердечно-сосудистой системы. При некоторых заболеваниях (тампонада сердца, поражение аортального клапана, гипертрофическая кардиомиопатия) исследование пульса даже может сыграть в установлении диагноза решающую роль. Но следует признать, что оценка свойств артериального пульса требует определенного навыка и опыта, и подчас приводит новичка в отчаяние. Однако это умение стоит затраченных усилий и достойно внимания даже в наш век внутриартериальных датчиков для мониторирования пульсовой волны.
1.Какие артерии следует исследовать для оценки артериального пульса?
Это зависит от того, что вы хотите оценить. Если вы просто хотите определить наличие периферического пульса, следует исследовать все доступные для этого артерии. Особенно важно соблюдать следующие правила:
• Пульс сравнивают на одноименных артериях справа и слева, чтобы не пропустить асимметрию, характерную для эмболии, тромбоза, атеросклероза, расслаивающей аневризмы аорты, внешней окклюзии.
• У больных гипертонией одновременно исследуют артерии верхних и нижних конечностей, чтобы не пропустить уменьшение наполнения пульса или задержку пульсовой волны на нижних конечностях, что может свидетельствовать о коарктации аорты.
• Для определения формы пульсовой волны исследуют только центральные сосуды — сонные, плечевые или бедренные артерии.
Так как в данном разделе оценка формы пульсовой волны рассматривается как часть врачебного обследования сердечно-сосудистой системы, мы остановимся только на исследовании центральных артерий.
Изменение формы пульсовой волны в периферических сосудах.
По мере удаления от аорты амплитуда и скорость нарастания пульсовой волны в периферическом сосуде возрастают, тогда как дикротическая выемка становится глубже.
Кроме того, артериальный пульс лучше оценивать на сонных, а не более дистальных артериях, поскольку в периферических сосудах систолическое давление выше.
2. Верно ли, что оценку характеристик пульса чаще всего проводят на лучевой артерии?
Нет, а если и так, то этого следует избегать, поскольку на лучевой артерии допустимо лишь определять частоту пульса и его ритмичность, особенно у полностью одетого человека. Это-то и сделало ее весьма популярной в ханжеские викторианские времена доктора МакКензи (MacKenzie). Напротив, лучевая артерия совершенно не пригодна для оценки формы пульсовой волны. Для этого требуется крупная, наиболее центрально расположенная артерия, максимально передающая исходные свойства пульсовой волны в аорте.
В связи с этим оптимальный выбор — это сонная, плечевая или бедренная артерии. Амплитуду и направление кровотока можно оценить только в крупных центральных артериях (таких, как сонные или плечевые); в небольших периферических сосудах (лучевой артерии) их можно пропустить. Однако некоторые явления (как, например, расщепленный пульс или гипертрофическую обструктивную кардиомиопатию — ГОКМП) можно зафиксировать только при графической записи пульсовой волны.
3. Как может изменяться форма пульсовой волны в периферических артериях?
К основным изменениям относят увеличение амплитуды и скорости подъема волны. По мере увеличения расстояния до аортального клапана первичная пульсовая волна, передающаяся вниз по аорте, сливается с вторичными волнами, отражающимися ретроградно от стенок периферических артерий. Это слияние приводит к увеличению амплитуды и нарастанию скорости подъема волны в периферических артериях по сравнению с центральными.
Этот феномен подобен увеличению морской волны по мере ее приближения к берегу. Этот же механизм лежит в основе симптома Хилла: в артериях нижних конечностей систолическое давление, измеренное непрямым методом, выше, чем в артериях верхних конечностей.
4. Существуют ли симптомы, которые лучше оценивать на периферических, а не на центральных артериях?
Это парадоксальный пульс (pulsus paradoxus) и альтернирующий пульс (pulsus alternans). Оба вида пульса лучше пальпировать над небольшими артериями (например, лучевой), поскольку увеличение амплитуды пульсовой волны в этих артериях усиливает едва заметные проявления как парадоксального, так и альтернирующего пульсов. Однако на периферических артериях не следует определять форму пульсовой волны, поскольку нормальные изменения амплитуды и скорости подъема пульсовой волны могут быть ошибочно приняты за проявления аортального стеноза.
Нормальный артериальный пульс.
Обратите внимание на быстрое нарастание пульсовой волны, закругленную вершину и спадение волны в позднюю систолу.
5. Как изменяется пульс при снижении податливости стенки артерии?
Так же как и в периферических артериях: сосуды с ригидными стенками проводят пульсовую волну с большей скоростью, придавая пульсу более высокие амплитуду и скорость подъема волны, даже при уменьшенном ударном объеме (как, например, при аортальном стенозе).
Поэтому анализ артериального пульса при подозрении на препятствие кровотоку из левого желудочка у пожилых больных, страдающих гипертонией или атеросклерозом, менее надежен.
6. Как изменяется пульс при выраженной вазоконстрикции?
На артериях с выраженной вазоконстрикцией пульс может быть слабым, даже если ударный объем нормален или повышен.
7. Как лучше всего исследовать пульс на сонных артериях?
Начните с осмотра сонных артерий в верхних треугольных пространствах медиальнее грудино-ключично-сосцевидных мышц. Обращайте внимание на видимые и патологические пульсации, характерные для аортальной регургитации. Затем послушайте, есть ли над артериями шум. Если шум отсутствует, положите на одну из артерий указательный или большой палец. Подберите оптимальную для лучшей оценки характеристик пульса, особенно амплитуды и формы волны, силу надавливания. Помните, что легкое надавливание часто более информативно, чем сильное. Как и во всем, ключи к успеху — практика и опыт.
8. Опишите наиболее правильный способ оценки пульса на плечевых артериях.
В первую очередь пальцами левой руки нащупайте лучевую артерию на правой руке обследуемого. Затем большим пальцем правой руки сдавите плечевую артерию до тех пор, пока полностью не исчезнет пульс на лучевой артерии. В этот момент начните постепенно уменьшать давление на плечевую артерию, пока вновь не почувствуете пульс на лучевой артерии. Так ваш большой палец превратится в «датчик» амплитуды и формы пульсовой волны на плечевой артерии.
9. Какие параметры оценивают при исследовании артериального пульса?
Оценивают подъем волны, ее пик и снижение волны. Если говорить более подробно, то следует сосредоточиться на следующих восьми характеристиках:
• Частота и ритм.
• Наполнение и амплитуда.
• Форма.
• Скорость (величина) подъема пульсовой волны.
• Скорость (величина) снижения пульсовой волны.
• Ригидность (или растяжимость) стенки артерии.
• Наличие пальпируемого дрожания.
• Наличие слышимых шумов или проводных звуков.
10. Каковы характеристики нормального артериального пульса?
Нормальный артериальный пульс состоит из первичной (систолической) и вторичной (диастолической) волн, разделенных дикротической вырезкой, или инцизурой (dikrotos по-гречески — двойной удар), которая соответствует моменту закрытия полулунных клапанов (второму тону сердца).
11. Можно ли пропальпировать обе (первичную и вторичную) волны пульса?
Нет. Пальпируется только первичная волна. Ни дикротическая вырезка, ни диастолическая волна при пальпации артерии у здорового человека не определяются. При определенных патологических состояниях, однако, можно пропальпировать двугорбый пульс. Два пика обычно расположены в систоле. Реже второй пик совпадает с диастолой.
12. Какие механизмы порождают первичную и вторичную волны?
• Первичная волна генерируется изгнанием крови в аорту. Ее ранняя часть (анакрота) отражает изгнание крови в аорту, в то время как средняя и конечная части (приливная волна) — движение крови из аорты на периферию. Эти две части систолической волны разделены анакротическои выемкой, которая видна только при графической регистрации и при пальпации пульса обычно не ощущается.
• Вторичная волна генерируется эластическим отражением волны периферическими артериями нижней половины тела.
13. О чем свидетельствует нормальная величина подъема пульсовой волны?
Она исключает наличие выраженного аортального стеноза (АС), но только у молодых лиц (у пожилых, как уже сказано выше, возможно ложное усиление пульса). Следовательно, нормальная величина подъема пульсовой волны может быть полезной при оценке причин доброкачественного систолического шума.
14. В чем состоит диагностическое значение замедленного подъема пульсовой волны?
Ослабленный пульс («малый пульс» — pulsus parvus) и пульс с замедленным подъемом пульсовой волны («медленный пульс» — pulsus tardus) свидетельствуют о наличии аортального стеноза. Иногда им сопутствует пальпируемое дрожание над артерией.
15. Существует ли корреляция между замедлением подъема волны артериального пульса и степенью АС?
Да. Если функция левого желудочка сердца сохранена, медленный подъем волны артериального пульса свидетельствует о наличии значительного градиента давления на аортальном клапане. Тогда как при левожелудочковой недостаточности даже небольшая степень АС может привести к появлению pulsus parvus и pulsus tardus.
16. Как можно отличить надклапанный АС от клапанного АС?
Надклапанный аортальный стеноз сочетается с асимметрией артериального пульса: пульс на правой плечевой артерии нормален, тогда как на левой плечевой артерии напоминает пульс при клапанном АС (см. рис. 10.3). Подобное проявление характерно и для коарктации аорты, что еще раз подчеркивает важность двустороннего исследования пульса.
Пульс на плечевой артерии (ПА) при надклапанном стенозе аорты А.
В правой ПА вследствие большего систолического давления пульсовая волна нарастает быстрее и пульсовое давление выше.
В левой ПА пульсовая волна напоминает волну при клапанном или частичном подклапанном стенозе В.
Для сравнения показана нормальная пульсовая волна Б.
17. Что же происходит при надклапанном стенозе?
При надклапанном стенозе при гипертрофической кардиомиопатии (ГОКМП) артериальный пульс обычно усилен, а систолический толчок раздвоен.
18. Объясните клиническое значение быстрого подъема волны артериального пульса.
Оно зависит от того, сочетается ли быстрый подъем с нормальным или повышенным пульсовым давлением. При нормальном пульсовом давлении быстрый подъем пульсовой волны обычно свидетельствует о двух состояниях:
• Об одновременном изгнании крови левым желудочком в область высокого давления (аорту) и в область низкого давления. Областью низкого давления может быть правый желудочек (при дефекте межжелудочковой перегородки — ДМЖП) либо левое предсердие (при митральной недостаточности — МН).
При обоих состояниях опорожнение левого желудочка ускоряется, что порождает высокую скорость подъема пульсовой волны. Пульсовое давление при этом остается нормальным.
• О гипертрофической обструктивной кардиомиопатии (ГОКМП). Несмотря на то что это заболевание связано с обструкцией выходного тракта левого желудочка, оно характеризуется быстрым подъемом пульсовой волны и раздвоенным пульсом в результате гипертрофии желудочков и более позднего развития обструкции.
Быстрый пульс в сочетании с повышением пульсового давления свидетельствует об аортальной недостаточности (АН). В отличие от пульсовой волны при МН, ДМЖП или ГОКМП, для пульсовой волны при АН характерны быстрый подъем и быстрый спад.
19. Какие состояния, помимо АН, вызывают быстрый подъем пульсовой волны и увеличение пульсового давления?
Наиболее частая причина — усиленные сокращения сердца (высокий сердечный выброс), обусловленные анемией, лихорадкой, физической нагрузкой, тиреотоксикозом, беременностью, циррозом, бери-бери, болезнью Педжета, артериовенозными шунтами, открытым артериальным протоком, аортальной регургитацией, возбуждением. Все эти состояния сочетаются с быстрым сокращением желудочков сердца и низким периферическим сосудистым сопротивлением.
20. Что такое парадоксальный пульс (pulsus paradoxus)?
Это чрезмерное снижение систолического артериального давления во время спокойного вдоха. В отличие от оценки формы и амплитуды пульсовой волны, парадоксальный пульс лучше всего выявлять на периферических сосудах, например на лучевой артерии. Хотя иногда парадоксальный пульс можно пропальпировать, для его оптимального выявления обычно требуется сфингоманометрия.
Пульсовая волна крови
Исследование пульсовой волны (ПВ) является универсальным, особенно в восточной медицине. Восточный врач, образно говоря, «слушает» артерию как струну и резонатор различных физиологических процессов в организме, обеспечивающих гомеостаз в организме [62, 63]. Форма ПВ зависит от таких факторов, как систолический выброс, интенсивность кровотока, вязкость крови, состояние сосудистой стенки, прекапиллярного и посткапиллярного давления и пр. [84] (рис. 4.4.1).
Пульсации артериальной крови
Артериальная кроаь
Венозная кровь
Ткани
Рис. 4.4.1. Компоненты поглощения света на фотоплетизмограмме
Регистрируемые сигналы периферической артериальной пульсации, или фотоплетизмограммы (ФПГ), периферического пульса приведены на рис. 4.4.2.
ФПГ-сигнал представляет собой периферическую пульсовую волну. Максимум этой волны соответствует моменту максимального кровенаполнения сосуда - систоле, а минимум - диастоле (рис. 4.4.3).
Рис. 4.4.2. Способы закрепления трансмиссионных датчиков на теле пациента
Рис. 4.4.3. Фотоплетизмограммз периферической артериальной пульсовой волны
Ф'отоплетизмографический способ регистрации сигнала артериальной пульсации крови основан на методе фотометрии, в основу которого положена способность биологической ткани, содержащей пульсирующий артериальный сосуд, изменять степень поглощения светового потока, проходящего сквозь ткань. Чаще всего датчик надевается на кончик пальца, закрепляется на мочке уха, переносице; у детей датчик часто закрепляется на стопе в области большого паль ца или пятки (ри:. 4.4.2).
Выбор длины волны источника излучения обусловлен глубиной проникновения оптического излучения в биологическую ткань. Известно, что ультрафиолетовое излучение (10-380 нм) и видимый свет в синем и фиолетовом диапазонах (380-485 нм) сильно поглощается поверхностными тканями, особенно пигментным веществом кожи - меланином. Инфракрасное излучение в длинноволновом (50-2 000 мкм) диапазоне почти полностью поглощается верхними слоями кожи и оказывает местный тепловой эффект. Наибольшее поглощение света артериальной кровью происходит в диапазоне 600-700 нм, что представляет собой красный диапазон видимого спектра (625-740 нм).
Рис. 4.4.4. Спектр поглощения крови в видимом и ближнем инфракрасном диапазанах
Ритмические сокращения миокарда образуют ритмические расширения сосудистой стенки (пульс), которые под действием распространения волн давления от начальной части аорты к артериолам и капиллярам вызывают распространение пульсовых волн.
4Л. Моделирование фотоиетизмографичесцого сито
Рассмотрим процесс формирования артериальной пульсации крови в периферических сосудах пальца руки [85]. На участке артериального русла с несогласованной нагрузкой распространяются одновременно два возмущения: пульсовая волна давления и отраженная - Pr(t,x)- Выражение (4.5.1), определяющее изменение пульсации давления от времени и координаты:
где Pf - падающая пульсовая волна давления в точке х = О, Р - отраженная пульсовая волна давления в точке х - 0.
Введем понятие коэффициента отражения как отношение амплитуды отраженной пульсовой волны давления к амплитуде падающей пульсовой волны давления:
Контур артериальной пульсации крови формируется в результате взаимодействия между левым желудочком и сосудами большого круга кровообращения и отражает слияние двух пульсовых волн давления.
Г прямая пульсовая волна давления отраженная пульсовая волна давления
• - точка бифуркации артерии
Рис. 4.5.1. Формирование биосигнала артериальной пульсации крови
Первая пульсовая волна давления образуется за счет систолического объема крови в систолу, передающегося напрямую от левого желудочка к пальцам верхних конечностей.
Вторая пульсовая волна давления образуется за счет отражения объема крови, передающегося по аорте и крупным магистральным артериям к нижним конечностям и направляющегося обратно в восходящий отдел аорты и далее к пальцам верхних конечностей. Интенсивность отражения определяется тонусом мелких мышечных артерий преимущественно дистальнее бедренной артерии. Процесс формирования артериальной пульсации крови схематично представлен на рис. 4.5.2.
Прямая пульсовая волна давления формируется на первом участке артериального русла: аорта - лучевая артерия - артериола пальца. Отраженная пульсовая волна давления формируется на втором частке артериального русла: аорта - магистральные артерии - бифуркация брюшной артерии. На данном участке артериального русла наблюдается отражение пульсовой волны давления (4.5.1).
Процесс формирования артериальной пульсации крови в сосудах верхних конечностей на основе использования аналогии с электрической линией передачи с распределенными параметрами можно представить эквивалентной схемой, состоящей из двух линий передачи, представленной на рис. 4.5.3.
На рис. 4.5.3 показано: 1 - линия 1 с согласованной нагрузкой, 2 -линия 2 с несогласованной нагрузкой, Z0 - характеристическое сопротивление линии, Z1 - сопротивление нагрузки в линии 1, Z2 - сопротивление нагрузки в линии 2. Первый участок артериального русла моделируется линией передачи с согласованной нагрузкой. Второй участок артериального русла моделируется линией передачи с несогласованной нагрузкой.
Рис. 4.5.2. Прямая и обратная волны в формировании пульсовой волны
прямая пульсовая волна давления
отраженная пульсовая волна давления
Рис. 4.5.3. Эквивалентная схема формирования отраженной пульсовой волны
Зависимость изменения прямой пульсовой волны давления от времени и координаты на первом участке артериального русла описывается следующим выражением:
Отраженная пульсовая волна давления, распространяясь от точки отражения, возвращается обратно к аорте и далее распространяется к артериолам пальцев руки по первому участку артериального русла, тем самым формируя вторую пульсацию давления.
Отраженная пульсовая волна давления распространяется на первом участке артериального русла с определенным временным запаздыванием относительно прямой пульсовой волны, что обусловлено временем задержки в распространении отраженной пульсовой волны по второму участку артериального русла.
Артериальная пульсация крови, наблюдаемая в периферических сосудах пальцев руки, образуется в результате суммирования прямой и отраженной пульсовых волн с учетом времени задержки. Время задержки можно определить исходя из временного сдвига между идентичными точками двух пульсовых волн, полученных на различных участках артериального русла.
На рис. 4.5.4 приведены зависимости изменения времени задержки распространения отраженной пульсовой волны давления от показателя эластичности и длины второго артериального участка /.
Рис. 4.5.4. Зависимость изменения времени задержки распространения отражённой пульсовой волны давления от показателя эластичности и длины второго артериального участка / (1 -1 = 0,7 м; 2 -1 = 0,5 м; 3-/ = 0,35 м)
Анализ полученных зависимостей показал, что с увеличением показателя эластичности время задержки распространения отраженной пульсовой волны давления уменьшается с увеличением длины второго артериального участка время задержки распространения отраженной пульсовой волны давления увеличивается.
Суммируя зависимости для прямой и отраженной пульсовых волн давления с учетом времени задержки, получим зависимость изменения артериальной пульсации крови от времени и координаты в периферических сосудах пальца руки.
. артериальная пульсации крови P(t): . отраженная
пульсация давления ГэГО; ------- прямая пульсация давления Р/(()
Рис. 4.5.5. Зависимость изменения артериальной пульсации крови P(t)
На рис. 4.5.5 приведена зависимость изменения артериальной пульсации крови от времени Р (?) для эластичных артерий. Анализ полученных зависимостей показывает, что при увеличении показателя эластичности форма контура артериальной пульсации крови претерпевает значительные изменения: амплитуда увеличивается, временное расстояние между максимумами уменьшается, увеличивается наклон сигнала на начальном участке.
С увеличением жесткости сосуда скорость пульсовой волны возрастает. С возрастом эластичность сосудов снижается и скорость распространения пульсовой волны растет. Величина скорости зависит от давления крови и состояния функции сосудистого эпителия.
Анализ технических средств неинвазивной регистрации сигнала артериальной пульсации крови показывает, что фотоплетизмографический способ регистрации является эффективным для решения поставленных задач.
На рис. 4.5.6 и 4.5.7 приведены зависимости изменения артериальной пульсации крови при различных значениях показателя эластичности
В медицинской практике также широко применяются реографиче-ские методы исследования кровообращения. География (лат. rheos - поток, graphein — записывать) - неинвазивный метод исследования кровообращения. Данный метод применим в кардиологии, эндокринологии, хирургии, ангиологии, неврологии, офтальмологии, гастроэнтерологии. Основное назначение реографических методов исследований - оценка состояния кровообращения в органах и тканях:
- • оценка состояния сердечнососудистой системы;
- • изучение изменений кровотока во время функциональных и фармакологических проб;
- • динамическое наблюдение за пациентами;
- • оценка эффективности применяемого лечения;
- • оценка компенсаторных возможностей.
В зависимости от объекта изучения применяются следующие методики:
- • реоэнцефалография (РЭГ);
- • реогепатография (РГГ);
- • реопульмонография (РПГ);
- • реография легочной артерии (РЛА);
- • реоофтальмография (РОГ);
- • реокардиография (РКГ);
- • реовазография (реография сосудов нижних и верхних конечностей) (РВГ).
х=0,3 м. М),4 м, Л=1 мм, >=10мм,у«—5-Ю’ 3 Па с»Й|=О,5,
Рис. 4.5.6. Зависимости изменения артериальной пульсации крови при различных значениях показателя эластичности
Р ? -флуктуаций биопроцессов и данных физиологии говорит о фрактальности функций и флуктуаций, определяемых фрактальной топологией биосистем. По вейвлет-диаграммам сигналов реограммы ПВ можно диагносцировать тромбофлебит, выявить топологию сосудистой системы таких органов, как печень, головной мозг и других органов.
Пульсовая волна: как измерить молодость сосудов?
Эта статья специалиста по биостатистике Александра Фединцева была опубликована на сайте объединения RLE — исследовательской группы, изучающей методы радикального продления жизни. Мы приводим материал с некоторыми сокращениями и разъяснениями. Александр называет себя «биотюнером» — человеком, пытающимся с помощью разного рода интервенций улучшить те или иные показатели своего организма, противопоставляя таких людей биохакерам, к которым он относит «ученых-любителей, ставящих эксперименты по генному редактированию, вживлению имплантов» и т.д., а вовсе не поклонников БАДов.
Важнейший показатель, отражающий старение сердечно-сосудистой системы — жесткость и эластичность сосудов. Еще когда я работал над методом определения биологического возраста, я увидел насколько хорошо параметры эластичности сосудов — индекс аугментации, скорость распространения пульсовой волны — коррелируют с возрастом. Эти параметры наряду с толщиной комплекса интима-медиа сонных артерий (толщина стенок артерий, измеряемая при помощи УЗИ. — Reminder) и степенью их стеноза вошли в состав итоговой модели, которая давала ошибку в определении хронологического возраста всего лишь порядка 6 лет. Более того, гипертоники и диабетики были, в среднем, на несколько лет старше своего паспортного возраста, что дополнительно подтверждало: модель не просто предсказывает паспортный возраст, а, скорее, отражает индивидуальную скорость старения.
Степень эластичности сосудов косвенно оценивают при помощи особого показателя: скорости распространения пульсовой волны (СРПВ). Если совсем грубо, да простят меня специалисты, то это скорость, с которой путешествует порция крови, вытолкнутая сердцем во время сокращения (систолы) желудочков. Как правило, речь идет о скорости распространения пульсовой волны в аорте. Почему именно там, я расскажу чуть позже.
Немного теории
Скорость распространения пульсовой волны в аорте — сильный предиктор будущих сердечно-сосудистых катастроф (например, инфаркта или инсульта), а также смертности от всех причин: увеличение СРПВ на 1 м/с, начиная примерно с 8 м/с, связано с увеличением риска сердечно-сосудистых катастроф на 14%, увеличением смертности от сердечно-сосудистых заболеваний на 15% и увеличением риска смерти от всех причин на 15% [источник]. Кто-то может спросить, не имеем ли мы тут дело с простой корреляцией? По крайней мере, одно свидетельство причинно-следственной связи есть: в исследовании пациенты с гипертонией, которым удалось помимо давления снизить еще и СРПВ, жили дольше.
Также СРПВ сильно связана с работой мозга: ученые наблюдали 4,5 года за 375 пожилыми людьми с легкой когнитивной дисфункцией. К концу исследования у 105 человек (28%) развилась деменция, причем у большинства из них СРПВ на начало исследования была очень высокой, а, следовательно, их сосуды были жесткими и неэластичными. Ученые подсчитали, что увеличение СРПВ на 2,2 м/с повышает риск развития деменции на треть. Взгляните на иллюстрацию:
Более чем у половины участников исследования с СРПВ > 13 м/с развилась деменция спустя 6 лет с начала эксперимента, в то время как у лиц с СРПВ < 10.2 м/с она развилась менее чем у 20%
Интересно, что только жесткость артерий, а не наличие бляшек или толщина комплекса интима-медиа, была связана с бо́льшим риском деменции. Это говорит о том, что жесткость артерий весьма вероятно может быть причиной когнитивных нарушений. Более того, мы неплохо понимаем какие именно механизмы за этим стоят.
Эластичная, не слишком жесткая аорта выполняет важнейшую функцию —демпферную: сердце выбрасывает кровь из левого желудочка с большой силой, а аорта за счет эластической деформации смягчает этот выброс и в целом делает поток крови более ровным. Если демпферные свойства аорты нарушаются из-за потери эластичности и увеличения жесткости, то сильно страдают мелкие сосуды, пронизывающие все органы нашего тела. Ухудшается кровоснабжение всех органов, что закономерно приводит к проблемам. Вероятно, поэтому жесткость сосудов и связана с увеличением риска деменции.
Кроме того, жесткие сосуды — один из ведущих факторов развития атеросклероза: жесткий матрикс (межклеточное наполнение в тканях. — Reminder) сосудов способствует росту проницаемости их внутренних поверхностей, что приводит к накоплению в стенках сосудов холестерина, миграции лейкоцитов, воспалению и формированию бляшек. Также более жесткие артерии повышают нагрузку на сердце: они увеличивают скорость распространения пульсовой волны, с какого-то момента скорость пульсовой волны вырастает настолько, что успевает отразиться и вернуться назад еще до того как левый желудочек закончил сокращение. Это приводит к еще большей нагрузке на левый желудочек, его гипертрофии и, в конечном итоге, к сердечной недостаточности.
Теперь ответим на вопрос почему скорость распространения пульсовой волны измеряется именно в аорте? Все дело в том, что существует три типа артерий:
Эластический тип — аорта, крупные артерии. В стенке такой артерии преимущественно эластические волокна, мышечных элементов практически нет.
Переходный тип — артерии среднего диаметра. В стенке и эластические волокна, и мышечные элементы.
Мышечный тип — артериолы, прекапилляры. В стенке преимущественно мышечные элементы.
Именно аорта, как самая крупная эластическая артерия, к тому же непосредственно связанная с левым желудочком, служит основным буфером для пульсовой волны. Жесткость же мышечных артерий (например, в руке) особой роли не играет.
Почему сосуды теряют эластичность с возрастом?
Основной причиной потерей эластичности сосудов с возрастом является деградация одного из самых долгоживущих белков в нашем теле — эластина. Как следует из названия, эластин обеспечивает эластичность сосудов, то есть — способность восстанавливать исходную форму после деформации. Эластин практически перестает обновляться с самого раннего детства, а то, что не обновляется, неизбежно накапливает повреждения и теряет свои свойства. По некоторым оценкам, именно потеря эластичности сосудов задает верхний предел продолжительности жизни человека в 120 лет.
Из-за чего разрушается эластин? В первую очередь речь идет о механическом разрушении: сердце сокращается в среднем 100 000 раз в день, 35 миллионов раз в год, а за жизнь оно совершает около 2,5 миллиардов сокращений. Мало какой из известных на сегодняшний день материалов может выдержать такое количество циклов растяжения-сжатия.
Разрушенный эластин замещается другим белком — коллагеном. Коллаген менее эластичный. К тому же, со временем он становится еще более жестким из-за гликирования и образования поперечных сшивок. (О гликировании и сшивках можно подробно почитать в нашей статье, см. пятый раздел. — Reminder) Ну а завершает превращение эластичных сосудов в «жесткие трубы» их кальцификация.
Что с этим делать?
Одним из самых эффективных средств, возвращающим сосудам молодость и эластичность, служит низкодозовая комбинация флувастатин + валсартан, (Средство, снижающее уровень холестерина в крови, и средство от повышенного давления. Препараты могут вызывать побочные эффекты. Мы не рекомендуем принимать никакие лекарственные средства без консультации у врача. — Reminder) Так, например, всего месяц приема этой комбинации мужчинами, перенесшими инфаркт миокарда, привел к тому, что СРПВ снизилась с 8,4 м/c до 7,2 м/c. Эффект сохранялся даже спустя три месяца после прекращения приема комбинации. Похожие результаты были получены в исследовании на здоровых добровольцах.
Потенциально увеличить эластичность сосудов (или замедлить ее потерю) могут следующие интервенции:
- нормализация веса (если он избыточный) [исследование]. Помните, что наиболее эффективно уменьшать массу тела именно ограничением калорийности питания, а не физическими упражнениями (об этом можно почитать в моей статье);
- аэробные физические упражнения [исследование];
- прием 500 мг куркумина [исследование];
- прием рыбьего жира [исследование];
- прием витамина К2 (менахинон-7, 180 мкг в день) [исследование];
- употребление черники (или голубики) [исследование].
(Прием биодобавок и витаминов также может привести к нежелательным побочным эффектам. Рекомендуем предварительно проконсультироваться с врачом. — Reminder)
Методы измерения
Как определить СРПВ в аорте? Из школьного курса физики известно, что скорость — это расстояние, деленное на время. Соответственно, самый прямой способ — вскрыть человека, измерить длину аорты и имплантировать в нее два датчика — в начало и конец. Но это, как вы догадываетесь, слишком инвазивно. Поэтому были изобретены методы, которые измеряют СРПВ без необходимости заглядывать внутрь грудной клетки. (Сравнение методов.)
Различные методы определения СРПВ: от прямого инвазивного, до косвенных
«Золотой стандарт» измерения на сегодняшний день — каротидно-феморальная СРПВ, которую, например, регистрирует прибор SphygmoCor. Каротидно-феморальную СРПВ измеряют, закрепляя один датчик на сонной артерии (каротидной), а второй — на бедренной (феморальной). Время между срабатыванием первого и второго датчика примерно соответствует времени прохождения пульсовой волны по аорте — см. рисунок выше, второй блок слева.
Длину аорты оценивают сантиметровой лентой, что вносит ошибку, — именно поэтому даже SphygmoCor не идеально коррелирует с инвазивным методом — крайним левым на рисунке. (Исследование показывют, что небольшой прибор PulsePen дает лучшие результаты, чем SphygmoCor, однако если последний можно найти в Москве хотя бы в паре учреждений, то PulsePen редко у кого есть.)
Бытовые приборы
Есть ли приборы для личного использования? Вообще, следует помнить, что измеренная даже самым качественным аппаратом СРПВ имеет довольно большой разброс. Вы можете получить плохой результат, пропить какой-нибудь БАД, а через пару недель при повторном измерении заметить улучшение и сделать неверный вывод о том, что биодобавка омолодила вам сосуды. В действительности же с высокой вероятностью снижение СРПВ могло произойти чисто случайно в результате статистического феномена под названием «регрессия к среднему». Чтобы минимизировать риск ложного вывода, необходимо перед любыми экспериментами многократно измерять СРПВ, чтобы понять распределение этой величины: чему равно среднее, медиана и т.д. Конечно, полностью исключить воздействие внешних факторов невозможно, но данный подход все же намного лучше чем ничего.
А теперь давайте рассмотрим бытовые приборы, которые по заверениям производителей, способны измерять скорость пульсовой волны.
Начнем с iHeart ($195) — он состоит из измерительного прибора и приложения для iOS и Android. Сам прибор представляет из себя пульсоксиметр, который передает данные по Bluetooth. Принцип действия основан на анализе формы пульсовой волны, которая коррелирует с возрастом и, по идее, должна также коррелировать со скоростью пульсовой волны.
Измерение выполняется так: вы надеваете приборчик на палец, устанавливаете соединение с помощью программы на смартфоне (здесь у меня лично постоянно возникают проблемы, приходится коннектиться по много раз), затем iHeart снимает показатели в течении 30 секунд и после этого выдает отчет. Сама процедура довольно удобна, но возникает вопрос: а достаточно ли у маленького устройства точности, чтобы заменить громоздкие профессиональные приборы? Посмотрим на график:
Я бы не сказал, что это хорошая корреляция, хотя разработчики iHeart утверждают, что она неплохая, — примерно 0,6. И это вполне соотносится с данными исследования точности различных методов определения СРПВ: метод, каким iHeart определяет СРПВ очень похож на Cuff-based methods (верхний рисунок, крайний блок справа). Cuff-based methods имеют довольно слабую корреляцию и с инвазивным методом измерения СРПВ и с методами «золотого стандарта». Зато они сильно коррелируют с возрастом, так что именно измерениям возраста, который выдает iHeart, есть определенное основание доверять. Еще к плюсам прибора стоит отнести то, что он также определяет насыщение крови кислородом, что в ковидную эпоху трудно переоценить.
Withings Body Cardio ($150) — «умные» весы, которые в дополнение к стандартным показателям (масса, мышечная масса, жировая масса и т.п.) умеют измерять еще и СРПВ.
Принцип действия Withings Body Cardio (подробно описан тут): устройство сопоставляет баллистокардиограмму и импедансную плетизмограмму и получает время прохождения пульсовой волны. Поделив расстояние, оцениваемое, исходя из роста, на время прохождения, выводится скорость пульсовой волны.
Однако оценка длины пройденного пульсовой волной пути по росту, конечно же вносит погрешность:
Коэффициент корреляции полученного значения с «золотым стандартом» превышает 0,7, что достаточно неплохо, но не идеально. В принципе, для небольших значений СРПВ согласие между двумя методами весьма неплохое. В большинстве случаев разброс составляет менее 1,5 м/с (синие линии). В другом исследовании корреляция со SphygmoCor была равна 0,76, что свидетельствует о воспроизводимости результатов.
Время измерения СРПВ у весов меньше чем у iHeart. Они автоматически распознают до 8 пользователей, довольно точно и стабильно измеряют массу тела, а вот надежно измерить процент жира, увы, не получится: у меня результаты в течение дня варьируются на 2 процентных пункта (это более 10%!). И это не только мой личный опыт: исследование на двух десятках добровольцев показало, что результаты измерения жировой массы этим прибором имеют очень слабую корреляцию (r = 0,14) с референсным методом (Bod Pod). Это же исследование выявило интересный нюанс: Body Cardio систематически занижали СРПВ на 0,7 м/с, что может быть проблемой в случае однократного измерения, но не так страшно, если их использовать для контроля эффективности интервенций в течении длительного времени.
Заключение
Обратите внимание на замеры, сделанные этими приборами в одно и то же время:
На первый взгляд, устройства показывают совершенно разные цифры. Однако если посчитать возраст по СРПВ полученной при помощи весов Withings Body Cardio (воспользовавшись, например, моим калькулятором), и сравнить его с возрастом, который показывает iHeart, то получим довольно близкие значения: 25,4 года против 24 лет. Так что, я бы ориентировался именно на показатель возраста, который выдает iHeart, а СРПВ (PWV), которую выдают умные весы Withings Body Cardio, переводил бы в биологический возраст при помощи калькулятора по ссылке выше.
Исходя из личного опыта использования могу сказать, что весы выдают гораздо более стабильные измерения жесткости сосудистой стенки (и, соответственно, сосудистого возраста). Показания же iHeart могут отличаться лет на 10 в течении одного дня. Хотя если сделать много измерений и усреднить, то полученный сосудистый возраст совпадает с тем, что выдают весы, если ввести значение PWV в наш калькулятор.
iHeart удобно брать с собой в поездку, зато весы Body Cardio интегрируются с другими девайсами Withings и в одном приложении можно иметь исчерпывающую информацию о себе. Одним словом, весы, на мой взгляд, выигрывают, если бы не одно но: на территории России функция измерения скорости пульсовой волны не работает. Надеюсь, что ее в скором времени включат. Ну а пока российским биотюнерам остается уповать на iHeart.
P.S. Команда под руководством Александра Фединцева разрабатывает собственный прибор для измерения пульсовой волны: они протестировали первую версию и сейчас дорабатывают вторую. Подробности — по ссылке в начале статьи.
Гемодинамика обеспечивается регулярной систолической функцией сердца, определение состоятельности которой, в первую очередь, возможно при ультразвуковом исследовании (эхокардиографии). Весьма точную оценку систолической функции левого желудочка (ЛЖ) можно провести биплановым методом дисков (метод Симпсона) в 4-камерной и 2-камерной позициях [1, 2].
Кроме того, при допплеровской эхокардиографии возможно определение скоростных характеристик кровотока в выносящем тракте ЛЖ с расчетом интеграла линейной скорости кровотока (VTI, сумма всех значений линейной скорости в момент изгнания крови в аорту) [2].
В последние годы доступен эхокардиографический метод оценки локальной и глобальной функции ЛЖ путем определения подвижных точек (speckle tracking). Данный метод представляет собой оценку степени утолщения каждого сегмента миокарда в систолу (деформация миокарда ЛЖ). Как правило, указывается положительное значение показателя глобальной деформации миокарда, т.е. его модуль. В норме модуль глобальной деформации миокарда (Global Longitudinal strain — GLS) более 19. Значение GLS 15,9—19 рассматривается как умеренное снижение, а GLS ниже 15,9 — признак выраженной систолической дисфункции ЛЖ. При определении систолической функции ЛЖ с помощью метода speckle tracking отмечалось меньше ошибок по сравнению со стандартными методами расчета фракции выброса [1—6].
К другим методам оценки систолической функции ЛЖ можно отнести рентгенконтрастную вентрикулографию, позитронно-эмиссионную томографию, мультиспиральную компьютерную томографию, магнито-резонансную томографию (МРТ). Все эти методы имеют высокую точность в определении фракции выброса ЛЖ, оценке жизнеспособности миокарда и выявлении зон ишемии. «Золотым стандартом» в определении массы миокарда, сократимости сердца и оценке объемов камер является МРТ сердца. Указанные способы диагностики могут использоваться самостоятельно или совместно с трансторакальной эхокардиографией, повышают точность диагностики и в меньшей степени являются субъективными. Однако применение этих методов ограничено наличием ионизирующего излучения, необходимостью применения радиофармпрепаратов, высокой стоимостью оборудования, труднодоступностью и низкой пропускной способностью. В связи с этим указанные методики не могут быть использованы в качестве скрининговых [6—7].
Регулярное определение систолической функции сердца необходимо при любой кардиальной патологии, особенно у пациентов с сердечной недостаточностью или ишемической болезнью сердца. Кроме того, выявление изменений систолической функции миокарда крайне важно на фоне подбора и контроля лечения, реабилитации пациентов или при физической активности.
Известно, что характеристики пульсовой волны зависят от систолической функции миокарда, клапанной патологии, а также от состояния сосудистой стенки. Регистрируя пульсовую волну у пациента, мы имеем возможность определить состояние и динамику систолической функции сердца.
Графически зарегистрировать пульс возможно с помощью методов сфигмографии или фотоплетизмографии с помощью механических или оптических датчиков.
В графике пульсовой волны выделяют восходящий участок — анакроту, инцизуру, дикротический подъем и катакроту (нисходящий участок кривой пульсовой волны). Растяжение стенки сосуда, возникающее вследствие повышения систолического давления, отражается на пульсовой волне в виде участка подъема — анакроты. Этот участок отображает временной интервал от начала периода изгнания крови из желудочков до достижения максимального давления в сосуде. В конце изгнания крови до закрытия полулунных клапанов происходит снижение давления в аорте, на кривой пульсовой волны регистрируется инцизура. Затем полулунные клапаны закрываются, кровь отражается от закрытых клапанов, и возникает повторная волна повышения давления (дикротический подъем или зубец). Время от момента снижения давления в артерии до минимального и восстановление исходного диаметра артерии отображается спадом пульсовой волны — катакрота [8].
Форма пульсовой волны индивидуальна и может помочь в оценке состояния сердечно-сосудистой системы. Она зависит от частоты пульса, состояния сосудистой стенки, диаметра сосудов и многих других показателей. По данным сфигмограммы можно определить продолжительность сердечного цикла, частоту и ритм сердечных сокращений. Продолжительность анакротического подъема и инцизуры отражает длительность периода изгнания крови, а также помогает определить скорость изгнания, состояние аорты и полулунных клапанов. По наклону анакроты можно рассчитать скорость пульса. Также, анализируя пульсовую волну, можно выявить начало диастолы желудочков (это соответствует возникновению инцизуры) и фазы изометрического расслабления желудочков (отражается появлением дикротического подъема) [9].
При наличии повышенного периферического сопротивления кривая пульсовой волны расценивается как pulsus tardus. Отмечается пологий, неровный подъем и «позднее систолическое выпячивание» (вершина кривой смещена к окончанию систолы). Такая форма кривой пульсовой волны может наблюдаться при развитии атеросклероза стенок сосудов, гипертонической болезни, а также у пациентов с аортальным стенозом.
При сниженном периферическом сопротивлении и высоком систолическом выбросе, что отмечается, например, у пациентов с недостаточностью аортального клапана, пульсовая волна имеет форму pulsus celer. При этом регистрируются крутой подъем, резкое снижение пульсовой волны и маловыраженная инцизура.
Необходимо также отметить, что при сниженной эластичности сосудистой стенки инцизура располагается ближе к вершине кривой. При вазодилатации она, напротив, расположена в пределах нижней половины сфигмограммы. К патологическим признакам кривой пульса относятся наличие у вершины добавочных волн (симптом «петушиного гребня»), регистрация более пологой катакроты по сравнению с анакротой, наличие на восходящей части «ступеньки», маловыраженный дикротический зубец, увеличенная продолжительность анакротической фазы. Различные исследования показали, что патологические признаки пульсовой волны соотносятся с различными заболеваниями. Так, например, отсутствие дикротического подъема на кривой сфигмограммы наблюдается при гипертонической болезни и атеросклерозе [10, 11].
Скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) помогает оценить функционирование сосудистой системы, тонус сосудов, влияние лекарственных средств на сосудистую стенку. СРПВ изменчива и зависит от множества факторов, таких как строение сосуда, его диаметр, жесткость стенки, возраст, уровень АД, ЧСС и ряда других [12].
Как показало Роттердамское исследование, СРПВ является прогностическим фактором ИБС и инсульта. При увеличении СРПВ отмечалось достоверное повышение риска сердечно-сосудистых событий [13].
Измерение СРПВ является методом исследования упруговязких свойств сосудистой системы. Данные свойства зависят от морфологии стенки сосуда, возраста и других индивидуальных особенностей пациента. По мнению ряда авторов, СРПВ увеличивается с возрастом. Кроме того, СРПВ различается для артерий эластического и мышечного типа. Считается, что СРПВ у здоровых людей колеблется в пределах 500—700 см/с для сосудов эластического типа и 500—800 см/с для сосудов мышечного типа. Для оценки СРПВ датчики пульса устанавливают на лучевую, сонную и бедренную артерии и одновременно проводится запись сфигмограмм. В дальнейшем производится расчет СРПВ с использованием длины артерии между датчиками пульса по специальным формулам [11].
Измерение СПРВ считается «золотым стандартом» для оценки жесткости сосуда, потому что на данный момент имеется большая доказательная база, подтверждающая этот аспект. Кроме того, оценка СРПВ является доступным методом в техническом плане. СРПВ — важный биомаркер сосудистого повреждения, который может помочь в определении общего сердечно-сосудистого риска [15].
Определение СРПВ проводят, используя метод фотоплетизмографии. В основе плетизмографии лежит принцип изменения объема ткани в зависимости от кровенаполнения. Плетизмография применяется для получения данных минутного объема кровообращения. Объем ткани является постоянным, а объем крови, заполняющей ткань, меняется с каждой фазой сердечного цикла. Запись кривой плетизмографии (плетизмограммы) проводится специальными приборами — плетизмографами. Различают водяные, электро- и фотоплетизмографы. Такое устройство имеет специальный датчик и плетизмографический рецептор. При фотоплетизмографии регистрируется оптическая плотность ткани. На участок ткани, который исследуется, воздействует инфракрасный свет, который затем поступает в фотопреобразователь. Интенсивность сигнала зависит от объема крови в данном участке ткани. Сигнал, получаемый в результате фотопреобразования, называется фотоплетизмограммой [15,16].
Параметры пульсовой волны в оценке систолической функции сердца
В ряде работ рассматривали отношение скорости пульсовой волны к глобальной продольной деформации при гипертонической болезни. Отношение скорости пульсовой волны к глобальной продольной деформации (PWV/GLS) было ниже у гипертоников (n=299), чем в контрольной группе (-0,61±0,21 против -0.45±0,11 м/с, р<0,001). Низкие значения PWV/GLS были ассоциированы с толщиной интимы в сонной артерии более 0,9 мм, увеличением массы миокарда ЛЖ и объема левого предсердия (р<0,02). При этом не было значимой связи между показателем эластичности артерии и ЛЖ с толщиной интимы в сонной артерии и резервом коронарного кровотока [17].
Как известно, артериальная жесткость увеличивает нагрузку давлением на ЛЖ, что приводит к гипертрофии ЛЖ и субэндокардиальной ишемии. Кроме того, нейрогормоны стимулируют фиброз миокарда и дисфункцию ЛЖ. Корейские исследователи проводили работы по изучению взаимосвязи артериальной жесткости и механической функции ЛЖ у пациентов с гипертонической болезнью (n=195). Группе пациентов с гипертонией измерялась СРПВ, оценивался показатель GLS с помощью методики speckle traking, а также определялся альдостерон плазмы для оценки нейрогормональной активации. Было выявлено, что у пациентов с артериальной гипертензией GLS ЛЖ и левого предсердия коррелировал с изменением скорости распространения пульсовой волны (β=0,223, p=0,031 и β= −0,311, p=0,002 соответственно). Авторы отметили, что двухмерная слой-специфическая эхокардиография с использованием speckle tracking достоверно обнаруживала механическую дисфункцию ЛЖ и обеспечивала патофизиологическое понимание механических адаптаций ЛЖ при гипертонии [18].
Также разрабатывался метод Modelflow для оценки сердечного выброса по форме пульсовой волны при постоянной записи аппаратом Beat-by-beat, используя трехэлементную модель входного импеданса аорты (характерный импеданс аорты, податливость артерий и системное сосудистое сопротивление). У группы здоровых молодых людей (n=16) во время выполнения физических упражнений с помощью метода Modelflow рассчитывался сердечный выброс. В качестве контрольного метода была использована эхокардиография. Расчетный сердечный выброс, оцененный по методу Modelflow, значительно коррелировал с одновременной оценкой с помощью эхокардиографии. Коэффициенты корреляции варьировали от 0,91 до 0,98 (p<0,001). Несмотря на то, что метод Modelflow несколько переоценил сердечный выброс, ошибки между двумя оценками существенно не отличались. Эти результаты показывали, что метод Modelflow может обеспечить оценку относительного изменения сердечного выброса во время физических нагрузок у здоровых молодых людей [19].
Современные технологии по регистрации пульсовой волны и ЭКГ
Одним из новых приборов для регистрации пульсовой волны является CardioQVARK (Москва, Россия). Это устройство выполнено в виде чехла для телефона, который подключается к смартфону и представляет собой персональный электрокардиограф (см. рисунок).
Персональный электрокардиограф CardioQVARK.
CardioQVARK — персональный электрокардиограф, подключаемый к смартфону с установленным программным обеспечением. Система позволяет записывать сигнал ЭКГ с пальцев рук (I стандартное отведение ЭКГ), а также с отведений II, III, aVR, aVL, aVF, V5 с помощью подключаемых электродов. Кроме того, датчики CardioQVARK непрерывно регистрируют фотоплетизмографическое изображение пульсовой волны, синхронизированное с циклами ЭКГ. Представляется возможность регистрации сердечного ритма, оценки динамики ЭКГ в указанных отведениях и определения параметров пульсовой волны.
Крайне интересным представляется расчет времени между деполяризацией миокарда (зубец R) и пиком пульсовой волны. Такой показатель потенциально может ассоциироваться с эффективностью ответа миокарда на возбуждение и временем, необходимым для достижения пульсовой волной дистального капиллярного русла (на пальцах рук). Нами начато исследование для анализа роли различных параметров пульсовой волны в совокупности с записью ЭКГ в оценке гемодинамических показателей.
На основании проведенных исследований следует отметить высокую точность системы CardioQVARK в определении эпизодов фибрилляции предсердий (чувствительность 98%, специфичность 91%), анализе длительности интервала QT (точность в сравнении с 12-канальной ЭКГ — 99%), выявлении патологической волны Т (чувствительность 90%, специфичность 75%), а также при регистрации нарушений атриовентрикулярной проводимости (чувствительность 79%, специфичность 99%). Такие данные обосновывают целесообразность дальнейших исследований с применением системы CardioQVARK [20—23].
Параметры пульсовой волны зависят как от состояния сосудов, так и от систолической функции ЛЖ, патологии клапанного аппарата и иной структурной патологии сердца. Оценка систолической функции ЛЖ с помощью параметров пульсовой волны позволила бы улучшить скрининг сердечно-сосудистых заболеваний и повысить доступность обследования. На нашей кафедре начата работа по сравнению параметров пульсовой волны с одновременной записью ЭКГ с комплексными показателями систолической функции ЛЖ при эхокардиографии.
Читайте также: