Способ определения сократимости миокарда

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в кардиологии, функциональной диагностике. Определяют показатель импульсной мощности. Для этого измеряют систолический и остаточный объемы крови желудочка, время изометрического сокращения, диастолическое давление и осуществляют расчет по математической формуле. Предлагаемый способ обладает малым разбросом значений у лиц с одинаковым физиологическим статусом, большой диагностической ценностью. 1 табл.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в кардиологии, функциональной диагностике, физиологии труда и спорта, патофизиологии и фармакологии.

Как известно, основной функцией сердца является насосная функция, эффективность которой определяется состоянием сократимости миокарда. Однако до сих пор отсутствуют общепринятые способы и критерии оценки этого свойства сердечной мышцы, о чем говорит обилие индексов сократимости, общее количество которых составляет уже несколько десятков [1]. Последнее объясняется отсутствием соответствующей теории, а также недоучетом многими авторами законов физики и физиологии, в результате чего большинство индексов носят малоудовлетворительный или неадекватный характер. В то же время наиболее приемлемые индексы могут быть определены только в условиях инвазивного вмешательства в деятельность организма, что недопустимо в обычной медицинской практике (за исключением кардиохирургии). Поэтому оценка сократимости сердца у человека сводится к поиску оптимальных нетравмирующих аналогов адекватных экспериментальных индексов при соблюдении ряда теоретических и методических принципов.

Известен способ определения сократимости миокарда по Верагуту - Крайенбюлю [2], заключающийся в нахождении отношения максимальной скорости подъема давления в левом желудочке (ЛЖ) к развиваемому в этот момент внутрижелудочковому давлению.

Известен способ определения сократимости миокарда по Зонненблику [3], заключающийся в нахождении отношения максимальной скорости подъема давления в желудочке к среднему давлению в желудочке, наблюдаемому за время достижения указанной скорости.

Известен способ оценки восстановления сократительной способности миокарда ЛЖ при окончании искусственного кровообращения [4], включающий чреспищеводную эхокардиографию, определение фракции укорочения переднезаднего размера ЛЖ (ФУ) и конечно-систолического миокардиального меридианального стресса (КСМС) при минутном объеме аппарата искусственного кровообращения, составляющем более 50% от расчетного и в момент прекращения искусственного кровообращения, рассчитывают показатели ΔФУ и ΔФУ/ΔКСМС и оценивают сократительную способность миокарда ЛЖ как восстановившуюся, при ΔФУ > -1 и ΔФУ/ΔKCMC > -0,1 и ΔФУ/ΔKCMC < -0,1 при разнонаправленности показателей оценивают сократительную способность по показателю ΔФУ/ΔKCMC. К недостаткам способов относится сложность их осуществления в условиях интактного организма, а также неодинаковый характер изменения получаемых индексов сократимости при эквивалентных по нагрузке, но отличающихся по природе инотропных воздействиях, что никак не повышает их адекватность и диагностическую ценность.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения сократимости миокарда по развиваемой им ударной мощности (N_e в Вт) [5], включающий определение систолического объема крови (Vs в мл), диастолического и пульсового артериального давления крови (P в мм рт.ст.) времени совершения работы желудочком (период изгнания крови, t_e в с) и расчет по формуле N_e = к·g·ρ·V_S·(P_d+1/3·P_p)/t_e, где ρ - плотность крови, принимается за 1,057 г/см·см·см; g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с·с , P_d - диастолическое давление крови, P_p - пульсовое давление крови, к - коэффициент перевода мм рт.ст. и эргов в джоули, равный 0,000141.

Недостатком наиболее близкого аналога является определение ударной работы желудочка V_S·ρ·к·g·(P_d+1/3·P_p) только по систолическому объему и недоучет остаточного объема крови в желудочке, при сжатии которого также совершается работа. С другой стороны, ударная мощность определяется за время изгнания крови t_e, тогда как большая часть работы (более 80%) совершается в предыдущую фазу изометрического сокращения (t_i в с). Таким образом, прототип характеризуется неадекватностью определения сократимости миокарда и, как следствие, малой диагностической ценностью из-за большого разброса значений ударной мощности у лиц с одинаковым физиологическим статусом.

Техническая задача состоит в получении адекватного показателя сократимости миокарда, обладающего малым разбросом значений у лиц с одинаковым физиологическим статусом и, как следствие, более высокой диагностической ценностью.

Для решения технической задачи предлагается определять сократимость миокарда по показателю импульсной мощности (N_i в Вт). При этом измеряют систолический (V_s в мл) и остаточный (V_r в мл) объемы крови желудочка, время изометрического сокращения (t_i в с), диастолическое давление (P_d в мм рт.ст.) и осуществляют расчет по формуле N_i = к·ρ·g·P_d·(V_S+V_r)/t_i где ρ - плотность крови, принимаемая за 1,057 г/см·см·см,
g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с·с,
к - коэффициент перевода эргов и мм рт.ст. в джоули, равный 0,000141.

Пример конкретного выполнения.

У испытуемого Самотуги А.В. реографическим способом по Кубичеку [6] определили систолический объем V_S= 72,40 мл, время изометрического сокращения желудочка t_i= 0,058 с и время изгнания крови t_e= 0,27 с. Затем трижды измерили артериальное давление по Короткову и нашли среднее значение 116,38/72,88 мм рт.ст. По формуле
V_r = P_d · t_e · к/V_S · P_p,
где к - коэффициент, равный 9284 для мужчин и 5732 для женщин,
P_d и P_p - соответственно диастолическое и пульсовое давление,
рассчитали остаточный объем левого желудочка V_r = 58,01 мл [7]. После этого определили сократимость миокарда по импульсной мощности (N_i в Вт) левого желудочка, используя формулу
N_i = к·ρ·g·P_d·(V_S+V_r)/t_i = 0,000141 · 1,057 · 981 · (72,40+58,01) · 72,88/0,058 = 23,11 (Вт).

Как известно, признаком адекватности любого физиологического показателя является его малая вариабельность при его определении у здоровых людей одного пола и возраста (т.е. лиц с одинаковым физиологическим статусом). Поэтому, чтобы проверить адекватность заявляемого способа, были исследованы 5 здоровых мужчин и 5 здоровых женщин в возрасте 18-20 лет, у которых определяли сократимость миокарда по прототипу, а также по предлагаемому способу, как это описано в примере конкретного выполнения. Результаты исследования сведены в таблицу, из которой видно, что вариационный разброс ударной мощности, определяемой по прототипу, составляет 20-34%, тогда как аналогичный разброс импульсной мощности, определяемой заявляемым способом, составляет 6-9%, что свидетельствует о его большой адекватности и диагностической ценности.

Источники информации
1. Покровский В.М., Шейх-Заде Ю.Р., Воверейдт В.В. Сердце при гипотермии. Л., Наука, 1984 , 141 с.

2. Veragut U.P., Krayenbuhl H. Estimation and quantification of myocardial contractility in the closed-chest dog.- Cardiologia, 1965, V. 47, N 2, р. 96-112.

3. Sonnenblick E.H. Force-velocity relation in mammalian heart muscle. - Am. J. Physiol. 1962, V. 202. N 5, 931-939.

4. Патент РФ N 1816425, МКИ (6) A 61 B 5/02, БИ N 19, 1993, с. 5.

5. Покровский В. М. Деятельность сердца при общей гипотермии и при его охлаждении в сердечно-легочном препарате: автореферат дис.... докт. мед. наук. Краснодар, 1970, 30 с.

6. Kubicek W.G. Impedance pletismography. United States Patent Office. Patent N 3340867, September 12, 1967.

7. Заявка на патент РФ 96106348 (09.04.96) "Способ определения остаточного объема левого желудочка".

Формула изобретения

Способ определения сократимости миокарда по развиваемой им мощности, включающий определение систолического объема желудочка V_S, диастолического артериального давления P_d и расчет показателя по формуле, отличающийся тем, что дополнительно определяют остаточный объем желудочка V_r и время его изометрического сокращения t_i, а расчет показателя N_i осуществляют по формуле
N_i = K · ρ · g · P_d (V_s + V_r) / t_i,
где N_i - импульсная мощность, Ст;
ρ - плотность крови, принимаемая за 1,057 г/см · см · см;
g - ускорение свободного падения, принимаемое за 981 см/с · с;
к - коэффициент перевода эргов и мм рт.ст. в джоули, равный 0,000141.

РИСУНКИ

Рисунок 1