СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛЖНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СКОРОСТИ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для определения должных (нормативных) базальных значений скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после нитроглицерина применительно к методу фотоплетизмографии у лиц в возрасте от 18 до 50 лет.

Жесткость сосудистой стенки - это интегральный показатель, определяемый структурными элементами сосудистой стенки, давлением крови, регуляторными механизмами [Oliver J.J., Webb D.J. Noninvasive assessment of arterial stiffness and risk of atherosclerotic events. // Arterioscler Thromb Vase Biol 2003; 23: 554-566].

Скорость пульсовой волны является одним из показателей, отражающим эластические свойства (жесткость) артерий [Bramwell J.C. The velocity of the pulse wave in man / J.C. Bramwell, A.V. Hill // Proc. Royal. Soc. London. - 1922. - Vol.93. - P.298-306].

Известны различные методы измерения скорости пульсовой волны с использованием ультразвукового допплера, аппланационной тонометрии, магнитно-резонансной томографии и т.д. [Laurent S. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications / S. Laurent, J. Cockcroft, L. Van Bortel [et al.] // Eur. Heart J. - 2006. - Vol.27, N 21. - P.2588-2605].

Известен метод пальцевой фотоплетизмографии, позволяющий оценивать системную жесткость артерий по индексу жесткости (скорости пульсовой волны), рассчитываемой по контуру периферической пульсовой кривой, а также тонус артерий по индексу резистентности, определяемому по соотношению амплитуд обратной и прямой пульсовых волн [Millasseau S.C., Guigui F.G., Kelly R.P. et al. Noninvasive assessment of the digital volume pulse. Comparison with the peripheral pressure pulse. Hypertension 2000; 36: 952-956; Wilkinson I.B., Hall I.R., MacCallum H. et al. Clinical Evaluation of a Noninvasive, Widely Applicable Method for Assessing Endothelial Function. Arterioscler Thromb Vase Biol. 2002; 22: 147-152].

Учитывая влияние функционального компонента (артериальное давление и тонус гладкомышечных клеток) на базальные значения жесткости артерий [Bank A.J., Kaiser D.R. Smooth muscle relaxation - effect on arterial compliance, distensibility, elastic modulus, and pulse wave velocity. Hypertension 1998; 32: 356-359] и ассоциацию жесткости артерий после сублингвального приема нитроглицерина со структурными изменениями артерий [Метод определения структурных изменений крупных артерий по характеристикам периферической пульсовой волны: сравнение с ультразвуком высокого разрешения. / А.А. Семенкин, А.И. Новиков, И.А. Процкий [и др.] // Терапевтический архив. - 2007. - Т.79. - №9. - С.54-59], при проведении фотоплетизмографического исследования целесообразно определять оба этих показателя - как базальную жесткость артерий, так и жесткость артерий после сублингвального приема нитроглицерина.

В качестве аналога для оценки базальных значений скорости пульсовой волны (СПВ_баз) был использован известный способ определения жесткости крупных артерий, основанный на фотоплетизмографической регистрации изменений объема кровотока в пальце верхней конечности, связанных с прохождением пульсовой волны [PulseTrace РСА2 Operating Manual, JDE no. 36-MAN1282, Drg no. 117-24ww, Issue 1.0, 2010]. Согласно данному методу, исследование жесткости артерий производят в покое, в положении исследуемого «лежа». Три объемные пульсовые кривые, усредняемые в течение 10-30 секунд, регистрируют датчиком компьтеризированного фотоплетизмографа PulseTrace (Micro Medical ltd., Англия), помещаемым на указательный палец обследуемого после 10 минутного периода адаптации, с интервалом 45 секунд между записями. Расчеты производят по каждой усредненной пульсовой кривой. В качестве индекса жесткости (SI) артерий используют значение скорости пульсовой волны, рассчитываемое путем деления роста пациента на время между пиками прямой и отраженной пульсовых волн (т.е. между первым и вторым пиками объемной пульсовой кривой). В качестве показателя СПВ_баз принимают среднее значение индексов жесткости трех пульсовых кривых.

Для метода определения базальной скорости пульсовой волны был произведен поиск возрастных норм этого показателя. В рамках этого исследования оценивалась базальная скорость пульсовой волны у 233 добровольцев в возрасте от 19 до 70 лет без жалоб со стороны сердечно-сосудистой системы [PulseTrace РСА2 Operating Manual, JDE no. 36-MAN1282, Drg no. 117-24ww, Issue 1.0, 2010]. Согласно данному способу должные значения СПВ_баз определяются в соответствии с уравнением линейной регрессии, учитывающем только возраст обследуемого.

Недостатком такого подхода к определению референтных значений является отсутствие при обследовании пациентов учета таких факторов, как уровень артериального давления, вазомоторная функция эндотелия и статус вегетативной нервной системы, которые, как известно, могут влиять на функциональный компонент жесткости артерий [Failla М., Grappiolo А., Emanuelli G. et al. Sympathetic tone restrains arterial distensibility of healthy and atherosclerotic subjects. J. Hypertens, 1999, Vol.17, p.1117-1123].

Прототипом изобретения является способ неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза (патент РФ на изобретение №2372026, опубл. в Бюлл. №31, 2009). Данный метод основывается на регистрации пульсовых кривых через 2 минуты, через 3 минуты, через 4 минуты, через 5 минут после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина датчиком компьтеризированного фотоплетизмографа PulseTrace (Micro Medical ltd., Англия). В качестве показателя СПВ_НГ принимают среднее значение SI 4-х полученных пульсовых кривых.

Недостатком метода является отсутствие референтных значений нормальных показателей.

Технической задачей изобретения является получение должных (нормативных) значений базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после нитроглицерина у лиц в возрасте от 18 до 50 лет, что позволяет определить наличие дополнительных факторов, влияющих на эти показатели путем сравнения отклонений фактических значений показателей, полученных при помощи фотоплетизмографии, от прогнозируемых на основании индивидуальных для данного пациента характеристик, таких как возраст, показатели артериального давления, вариабельности сердечного ритма и вазомоторной функции эндотелия.

Способ осуществляют следующим образом. Определяют базальные значения скорости пульсовой волны на основании усреднения индексов жесткости трех пульсовых кривых, регистрируемых в покое, и значения скорости пульсовой волны после нитроглицерина на основании усреднения индексов жесткости четырех пульсовых кривых, регистрируемых через 2 минуты, через 3 минуты, через 4 минуты и через 5 минут после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина на пальце верхней конечности при помощи фотоплетизмографии. Производят измерение уровня артериального давления по стандартной методике на плечевой артерии с помощью сфигмоманометра по методу Рива-Роччи - Короткова, оценку вегетативного статуса по характеристикам вариабельности сердечного ритма в покое, определение вазомоторной функции эндотелия как процентное изменение индекса резистентности после ингаляции 400 мкг эндотелийзависимого вазодилататора - сальбутамола по отношению к базальному индексу резистентности методом фотоплетизмографии. С учетом полученных данных должные значения базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина определяют индивидуально для каждого пациента. При этом должную базальную скорость пульсовой волны (СПВ_{баз должн}) рассчитывают по оригинальной формуле: СПВ_{баз должн}=4,26+Возраст×0,033+ДАД×0,013+LF×0,0002-pNN50×0,010+Индекс напряжения×0,002 (1), где

Возраст - возраст пациента (годы),

ДАД - диастолическое артериальное давление (мм рт.ст.),

LF - показатель вариабельности сердечного ритма фоновой записи в покое, отражает мощность спектра низкочастотных (вазомоторных) волн, характеризующий изменение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (мс²),

pNN50 - показатель вариабельности сердечного ритма фоновой записи в покое, отражает процент последовательных интервалов, различающихся более чем на 50 мс, характеризующий изменение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (%),

Индекс напряжения - показатель вариабельности сердечного ритма фоновой записи в покое, отражающий усиление тонуса симпатической нервной системы (у.е.),

2 стандартные погрешности определения - 0,26 м/с.

Должную скорость пульсовой волны после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина (СПВ_{нг должн}) определяют индивидуально для каждого пациента и рассчитывают по оригинальной формуле: СПВ_{нг должн}=3,41+Возраст×0,031+ДАД×0,016-ЭЗВД×0,01-pNN50×0,007+LF×0,0004 (2), где

Возраст - возраст пациента (годы),

ДАД - диастолическое артериальное давление (мм рт.ст.),

ЭЗВД - вазомоторная функция эндотелия, определяемая как максимальное изменение индекса резистентности, полученного при помощи фотоплетизмографии, после ингаляции 400 мкг по отношению к базальному индексу резистентности (%),

pNN50 - показатель вариабельности сердечного ритма фоновой записи в покое, отражает процент последовательных интервалов, различающихся более чем на 50 мс, характеризующий изменение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (%),

LF - показатель вариабельности сердечного ритма фоновой записи в покое, отражает мощность спектра низкочастотных (вазомоторных) волн, характеризующий изменение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (мс²)/

2 стандартные погрешности определения - 0,18 м/с.

Для определения отклонения фактических значений, полученных в ходе проведения фотоплетизмографии от должных, полученные фактические значения сопоставляют с рассчитанными по формуле: СПВ_{баз должн}=4,26+Возраст×0,033+ДАД×0,013+LF×0,0002-pNN50×0,010+Индекс напряжения×0,002 (1) и по формуле: СПВ_{нг должн}=3,41+Возраст×0,031+ДАД×0,016-ЭЗВД×0,01-pNN50×0,007+LF×0,0004 (2) должными значениями базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после нитроглицерина. Отклонением считают расхождение фактического результата, полученного по данным фотоплетизмографии с рассчитанными данными по формулам, превышающее 2 стандартные погрешности определения (±0,26 м/с и ±0,18 м/с для расчетных значений СПВ_баз и СПВ_нг, соответственно).

Технический результат: определение должных (нормативных) значений базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после нитроглицерина, соответствующие возрасту, уровню артериального давления, статусу вегетативной нервной системы и вазомоторной функции эндотелия обследуемого пациента, а также выявление наличия либо отсутствия дополнительных факторов, влияющих на эти показатели при отклонении фактических значений СПВ_баз и СПВ_нг от должных.

Пример 1. Нами было обследовано 232 практически здоровых пациента (120 мужчин и 112 женщин в возрасте от 18 до 50 лет). Протокол исследования включал: антропометрию (рост, вес, индекс массы тела - ИМТ, окружность талии, бедер и их отношение - ОТ/ОБ), измерение артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), определение липидного спектра (общий холестерин, холестерин ЛПНП, холестерин ЛПВП, индекс атерогенности - отношение холестерин ЛПНП/холестерин ЛПВП) и глюкозы крови, оценку вегетативного статуса, жесткости артерий и вазомоторной функции эндотелия.

Оценка вегетативного статуса проводилась на основе определения вариабельности сердечного ритма программой прибора «ВНС Микро» («Нейрософт», Россия, г. Иваново). В расчеты включались показатели фоновой записи ЭКГ в течении 5 мин: RMSSD, pNN50, мощность спектра высокочастотных (быстрых, дыхательных) волн (HF) - показатели активности парасимпатического звена регуляции; мощность спектра низкочастотных (вазомоторных) волн (LF) - показатель активности симпатического звена регуляции; LF/HF - индекс вагосимпатического взаимодействия; индекс напряжения - расчетный показатель, чувствительный к усилению тонуса симпатической нервной системы. Сосудистые исследования проводились с использованием фотоплетизмографа PulseTrace (MicroMedical, Англия). Скорость пульсовой волны базальную и после приема нитроглицерина определяли выше описанными методами. Вазомоторную функцию эндотелия (эндотелий-зависимую вазодилатацию - ЭЗВД) определяли как процентное изменение индекса резистентности после ингаляции 400 мкг эндотелий-зависимого вазодилататора - сальбутамола по отношению к базальному индексу резистентности.

Тендерных различий по показателям скорости пульсовой волны не было выявлено. В дальнейшем проводилась математическая обработка с помощью метода пошагового множественного регрессионного анализа.

Результаты пошагового регрессионного анализа в отношении зависимых переменных СПВ_баз и СПВ_нг приведены в таблице 1.

В качестве значимых независимых предикторов базальной скорости пульсовой волны были определены переменные: возраст, диастолическое артериальное давление и показатели вариабельности сердечного ритма - LF, pNN50 и индекс напряжения, определявшие 50% вариабельности этого показателя (R²=0,50, p<0,001). В качестве значимых независимых предикторов скорости пульсовой волны после нитроглицерина были определены переменные: возраст, диастолическое артериальное давление, вазомоторная функция эндотелия и показатели вариабельности сердечного ритма - LF, pNN50, определявшие около 50% вариабельности этого показателя (R²=0,46, p<0,001).

На основе полученных при математическом анализе данных, для лиц в возрасте 18-50 лет в качестве должных (нормативных) значений базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после сублингвального приема нитроглицерина, могут рассматриваться значения, получаемые на основании уравнений линейной регрессии для расчета должной базальной скорости пульсовой волны: СПВ_{баз должн}=4,26+Возраст×0,033+ДАД×0,013+LF×0,0002-pNN50×0,010+Индекс напряжения×0,002 (1),

и формулы для расчета должной скорости пульсовой волны после сублингвального приема 500 мкг нитроглицерина: СПВ_{нг должн}=3,41+Возраст×0,031+ДАД×0,016-ЭЗВД×0,01-pNN50×0,007+LF×0,0004 (2).

При использовании полученных уравнений регрессии средние по выборке фактическое и расчетное (должное) значения СПВбаз составили 6,50±1,05 м/с против 6,50±0,74 (р=1,0) соответственно, и СПВнг - 5,06±0,69 против 5,05±0,46 (р=0,86) соответственно. Графики рассеяния полученных при расчете должных значений и фактических значений базальной скорости пульсовой волны и скорости пульсовой волны после нитроглицерина в обследованной выборке представлены на фиг.1 и фиг.2.