Способ мониторирования артериального давления и сократительной способности миокарда

 

Изобретение относится к медицине, кардиологии. Сущность: регистрируют ЭКГ и пульсограмму синхронно на ухе и конечности пациента и вычисляют параметры центральной гемодинамики по предложенным математическим формулам в динамике в процессе их мониторирования. Способ позволяет непрерывно неинвазивно отслеживать величины систолического, диастолического и среднего артериального давления, а также сократимость миокарда с помощью вычисления поправочного времени пробега пульсовой волны от открытия аортальных клапанов до появления пульса на ухе. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно кардиологии, и может быть использовано для одновременного неинвазивного непрерывного контроля таких параметров центральной гемодинамики, как сократительная способность сердца и артериальное давление.

Наиболее близким к предлагаемому нами является способ мониторирования среднего артериального давления (авт.св. СССР N 1445689, 1988), в котором используется уровень среднего артериального давления (АДср) с ВРПВ, измеряемого от зубца R ЭКГ до начала пульсовой волны на периферии. Однако несмотря на важность мониторирования именно среднего динамического давления (что широко используется в анестезиологии) в данном способе нет возможности реконструировать цифры диастолического и систолического артериального давления (АДд и АДс), так как одному и тому же значению АДср может соответствовать множество значений АДд и АДс.

Кроме того, ВРПВ, измеряемое от зубца R ЭКГ до пульсовой волны на периферии, складывается как из внутрисердечного компонента (от зубца R до появления волны давления в аорте), так и сосудистого компонента (от момента появления пульсовой волны в аорте до возникновения пульса в точке, удаленной от сердца). Поэтому в этом случае нет возможности выделить именно внутрисердечный компонент, то есть период напряжения (ПН), характеризующий, как уже указывалось, сократимость миокарда.

Технический результат способа - одновременное мониторирование диастолического, систолического и среднего артериального давления, а также повышение точности контроля сократительной способности сердца.

Поставленная цель достигается путем непрерывного определения: 1) времени распространения пульсовой волны (ВРПВ) от устья аорты до места расположения 1-го фотоплетизмографического датчика на ухе исследуемого; 2) времени изгнания крови из левого желудочка сердца по фотоплетизмографической пульсовой кривой; 3) времени от зубца R до появления пульсовой волны в устье аорты; 4) времени распространения пульсовой волны от устья аорты до места расположения 2-го фотодатчика на конечности исследуемого; 5) времени от зубца R электрокардиограммы до появления пульсовой волны в месте фиксации 2-го фотодатчика на конечности.

Это позволяет непрерывно и с достаточной точностью определить длительность фаз напряжения и изгнания левого желудочка и, следовательно, силу сердечных сокращений, а также осуществлять мониторный контроль диастолического, систолического и среднего артериального давления.

Способ осуществляется следующим образом. На мочке уха исследуемого закрепляют комбинированный датчик в виде клипсы, одним из зажимов которой является 1-й фотоплетизмографический датчик, а другим - 1-й электрод ЭКГ. На пальце конечности (верхней или нижней) располагают комбинированный датчик, содержащий 2-й фотоплетизмографический пульсовой датчик и 2-й электрод ЭКГ (фиг. 1).

ЭКГ и пульсовые сигналы от пациента поступают через усилители на вход ЭВМ. Исследуемому измеряют артериальное давление (АД) общепринятым методом Короткова. Полученные цифры систолического и диастолического давления, рост, а также возраст исследуемого вносят в память компьютера с пульта, и с этого момента начинают собственно мониторирование следующих параметров центральной гемодинамики: 1) артериального давления (диастолического, среднего и систолического); 2) индекса сократимости Вейсслера.

Это реализуют следующим образом: в память компьютера синхронно заносятся следующие физиологические кривые: ЭКГ и две фотоплетизмограммы (ФПГ) - с датчика на ухе (ФПГ1) и с датчика на конечности (ФПГ2) (фиг. 2) и производят определение временных координат особых точек этих кривых.

На ЭКГ находят начало 1-го высокочастотного зубца (Q или R) - точку R_Q и место пересечения заднего фронта зубца R с изолинией - точку R_S. Эти точки соответствуют началам фаз асинхронного и изометрического сокращения соответственно (Виноградова, 1986). Определяют точки, соответствующие началам переднего фронта и инцизуры фотоплетизмограммы уха (ФПГ1₀ и ФПГ1₁) и началу фотоплетизмограммы пальца конечности (ФПГ2₀).

Определяют время распространения пульсовой волны от начала аорты до уха (т. е. расположения 1-го пульсового датчика). С этой целью используют скорость распространения пульсовой волны (V) по артериям эластического типа, соответствующую возрасту исследуемого, содержащуюся в нижеприведенной таблице, заложенную заранее в постоянную память компьютера (Бисярина, 1986), и с ее помощью определяют поправочное время T_п T_п=0,14h/V, где h - рост исследуемого, м; V - должная скорость пульсовой волны, м/с.

Коэффициент 0,14 получен опытным путем - сравнением длины пробега пульсовой волны - от III межреберья (уровень начала аорты) до уха - с ростом (у 93 человек). Погрешность вычисления не превышает 1%.

С помощью T_п вычисляют истинное время начала выброса крови из левого желудочка (аорты) A₀=ФПГ1₀-0,14h/V.

Далее определяют исходное время пробега пульсовой волны от устья аорты до периферии T_д.исх., необходимое для мониторирования диастолического давления: T_д.исх. = ФПГ2₀ - А₀.

Находят исходное время распространения T_ср.исх. пульсовой волны от точки R_S, соответствующей началу изометрического периода сокращения сердца до периферического пульса, необходимое для мониторирования среднего артериального давления T_ср.исх. = ФПГ2₀ - R_S.

Определяют коэффициент обратной пропорциональности K₁ среднего давления, вычисленного компьютером по формуле Хикема из данных о АДс и АДд, занесенных, как указывалось ранее, в память ЭВМ и соответствующего ему интервала времени K₁ = АДср_исх.·T_ср.исх. Определяют коэффициент K₂ и для диастолического давления
K₂ = АДд_исх.·T_д.исх.
Исходя из этого и производят постоянное мониторирование текущих значений АДср_тек. и АДд_тек., непрерывно измеряя величины T_ср.тек. и T_д.тек.

Пользуясь полученными величинами АДд_тек. и АДср_тек., осуществляют постоянное мониторирование текущей величины систолического давления АДс_тек., исходя из известной формулы Хикема (Виноградова, 1986)
АДс_тек. = 3АДср_тек. - 2АДд_тек.
Мониторирование индекса сократимости Вейсслера - ИВ проводят, определяя по характерным точкам период напряжения ПН и период изгнания ПИ левого желудочка
ПН = А₀ - R_Q
ПИ = ФПГ1₁ - ФПГ1₀
и, наконец

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области медицины признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому способу соответствие критерию "существенные отличия".

Предложенный способ мониторирования параметров центральной гемодинамики реализован с применением автоматизированной системы интенсивного наблюдения "Венера" на базе ЭВМ "Саратов", имеющей в своем составе центральный процессор и многоканальные блоки, содержащие ЭКГ и пульсовые усилители.

Формула изобретения

Способ мониторирования артериального давления и сократительной способности миокарда, заключающийся в мониторировании среднего артериального давления по времени распространения пульсовой волны на периферии, и сократительной способности миокарда по данным фазового анализа систолы левого желудочка, отличающийся тем, что непрерывно определяют время появления волны давления в устье аорты по формуле
А₀ = ФПГ1₀ - 0,14h/V,
где А₀ - момент появления волны давления в устье аорты;
ФПГ1₀ - время начала пульсовой волны на ухе пациента;
h - рост пациента, м;
V - скорость пульсовой волны, м/с,
величину диастолического давления (АД_д) мониторируют по формуле

где - диастолическое давление, определяемое в начале мониторирования традиционным методом;
ФПГ2_{0 исх.} - время начала пульсовой волны на конечности в начале мониторирования;
ФПГ2₀ - то же, в процессе мониторирования;
R_s - время, соответствующее точке пересечения заднего фронта зубца R ЭКГ с изолинией,
величину среднего артериального давления АД_ср мониторируют по формуле

где - среднее артериальное давление, определяемое в начале мониторирования традиционным методом;
показатель сократительной способности миокарда (ИВ - индекс Вейслера) мониторируют по формуле

где R_Q - начало комплекса QRS ЭКГ;
ФПГ1₁ - время начала инцизуры на нисходящем колене пульсовой волны на ухе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3