Способ определения среднего перепада давления на клапане сердца

 

Способ относится к медицине, в частности к кардиологии. Замеряют исходные перепад давлений на исследуемом клапане, ударный объем сердца и время прохождения крови через исследуемый клапан в состоянии покоя. Производят исследование во время возрастающей физической нагрузки. Фиксируют значения ударного объема сердца и времени прохождения крови через клапан на различных уровнях нагрузки. Перепад давлений вычисляют по оригинальной математической формуле. Способ позволяет оценить перепад давлений на клапанах сердца во время физической нагрузки, что традиционным доплерэхокардиографическим методом определить невозможно. 2 ил., 4 табл.

Настоящее изобретение относится к медицине, в частности к ультразвуковой и функциональной диагностике состояния клапанного аппарата сердца.

Известно, что измерение перепада давлений на клапане сердца с помощью доплерэхокардиографии - рутинная процедура, выполняемая с легкостью, когда больной находится в состоянии покоя. Процедура измерения перепада давлений с помощью доплерэхокардиографического метода на митральном клапане сердца во время физической нагрузки значительно затруднена, а на аортальном - технически невыполнима.

Известен также способ определения перепада давлений на клапанах сердца с помощью доплерэхокардиографии во время медикаментозной нагрузки добутамином (Dobutomine stress-echocardiographic evaluation of small size aortic prostheses. Tartarini G., Taglioli M., Di Santo D., Mengozzi G. et all. // Eur. Heart. J. - 1996. - Vol. 17. - P. - 248). Способ позволяет проследить динамику перепада давлений на клапане по мере нарастания сердечного выброса под действием постоянно увеличивающейся дозы вводимого внутривенно добутамина (Comparison of hemodynamic performances of St. Jude Medical and CarboMedics 21 mm aortic prostheses by means of dobutamine stress echocardiography. Izzat M. B. , Birdi I., Wilde P., Bryan A.J. et al. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 1996. - Vol. 111. - P. - 408-15), но может лишь в определенной мере отражать реальную динамику перепада давлений на клапане во время физической деятельности. Эти исследования очень важны для оценки работы искусственных клапанов сердца у больных после их имплантации (Dynamic evaluation of the 21-mm Medtronic Intact aortic bioprosthesis by dobutamine echocardiography. Kadir I. , Izzat M. B., Wilde P., Reeves B. et al. //Ann. Thorac. Surg. - 1997. - Vol. 63. P. - 1128-32.). Они используются для разработки программ реабилитации больных и разработки новых моделей искусственных клапанов сердца.

Однако описанный способ, принимаемый нами за прототип, обладает рядом существенных недостатков: прежде всего способ оценивает перепад давлений на клапане при сердечном выбросе, который при реальной физической деятельности может никогда не достигаться больным или, наоборот, может быть значительно выше. Введение добутамина, несмотря его безопасность, переносится не всеми больными одинаково хорошо.

Целью изобретения является оценка динамики среднего перепада давлений на клапанах сердца во время физической нагрузки.

Эта цель достигается тем, что замеряют исходные перепад давлений на исследуемом клапане, ударный объем сердца и время прохождения крови через исследуемый клапан в состоянии покоя, производят исследование во время возрастающей физической нагрузки по принятому протоколу, фиксируют значения ударного объема сердца и времени прохождения крови через клапан на различных уровнях нагрузки, после чего производят определение перепада давлений по формуле: где dР_нагр - искомый средний перепад давлений на клапане сердца при фиксируемой частоте сердечных сокращений или на данном уровне физической нагрузки, dP_o - средний перепад давления на исследуемом клапане в состоянии покоя, V_o - ударный объем сердца в состоянии покоя, V_нагр - ударный объем сердца на том же уровне нагрузки, Т_о - время прохождения крови через клапан в состоянии покоя, Т_нагр - время прохождения крови через клапан на том же уровне нагрузки На фиг. 1 представлено сопоставление динамики среднего перепада давлений на протезе митрального клапана, определенной методом традиционной доплерэхокардиографии и предложенным способом; на фиг.2 - коэффициент корреляции между показателями среднего перепада давления на искусственном митральном клапане, определенными традиционным и предложенным способом.

Способ поясняется примерами.

ПРИМЕР 1 Б - ной Е. , 35 лет. Д-з: ревматизм, неактивная фаза, комбинированный аортальный порок сердца с преобладанием недостаточности, операция протезирования аортального клапана шаровым протезом АКЧ-02-2 в 1977 г. В момент исследования состояние удовлетворительное, функциональный класс I. При велоэргометрии - достигнута максимальная физическая нагрузка 140 Вт при частоте сердечных сокращений - 150 в 1 мин. При доплерэхокардиографии в состоянии покоя средний перепад давлений на протезе - 23 мм рт.ст., ударный объем - 99.5 мл, время прохождения крови через протез - 0.260 с. Уже на низком уровне нагрузки, при частоте сердечных сокращений 90 в 1 мин ударный объем сердца вырос до 139.1 мл, а время прохождения крови через клапан сократилось до 0.250 с. Расчитанный средний перепад давлений на искусственном клапане вырос до 48.6 мм рт. ст. Дальнейшая динамика перепада давлений на искусственном клапане во время физической нагрузки больного Е. в соответствии с возрастающей частотой сердечных сокращений представлена в таблице 1.

Таким образом видно нарастание перепада давлений на искусственном аортальном клапане по мере возрастания числа сердечных сокращений при нарастающей физической нагрузке.

ПРИМЕР 2
Б - ной М., 35 лет. Д-з: первичный инфекционный эндокардит в периоде ремиссии, недостаточность аортального клапана, операция протезирования аортального клапана шарнирным монодисковым протезом ЭМИКС-21 в 1989 г. В момент исследования состояние удовлетворительное, функциональный класс I. При велоэргометрии достигнута максимальная нагрузка 130 Вт при частоте сердечных сокращений 155 в 1 мин. При доплерэхокардиографии в состоянии покоя определены средний перепад давлений на аортальном протезе 17 мм рт.ст., ударный объем сердца - 76.2 мл, время прохождения крови через протез 0.29 с. Дальнейшая динамика перепада давлений на аортальном искусственном клапане по мере изменения частоты сердечных сокращений при нарастающей физической нагрузке больного М. представлена в таблице 2.

Таким образом, из таблицы 2 видно, что, как и у предыдущего больного, по мере увеличения числа сердечных сокращений при нагрузке средний перепад давлений на искусственном аортальном клапане возрастает, однако он существенно ниже на всех уровнях нагрузки. Это связано с тем, что у второго больного аортальный клапан замещен более современным протезом.

ПРИМЕР 3
Б-ной К, 55 лет. Д-з: ревматизм, неактивная фаза, комбинированный аортальный порок сердца с преобладанием стеноза. Операция протезирования аортального клапана двустворчатым дисковым протезом Св. Йуды-23 в 1995 г. В настоящее время состояние удовлетворительное, I функциональный класс. При велоэргометрии выявлена переносимость физической нагрузки 140 Вт при максимальной частоте сердечных сокращений 153 в 1 мин. При осбледовании в состоянии покоя выявлены средний перепад давлений на аортальном искусственном клапане 14 мм рт.ст. при частоте сердечных сокращений 59 в 1 мин, ударный объем сердца - 95.2 мл, время прохождения крови через искусственный аортальный клапан - 0.34 с. Дальнейшая динамика среднего перепада давлений на искусственном клапане представлена в таблице 3.

Так же, как и у предыдущих, у данного больного перепад давления повышается в ходе физической нагрузки.

Из представленных примеров трех больных с протезированными аортальными клапанами хорошо видно, что наиболее быстрый рост перепада давлений на аортальном протезе при физической нагрузке происходит в начале нагрузки, а затем замедляется, и, что самое главное, хорошо видно, что на старой модели искусственного клапана АКЧ-02-2 значительно более высокий перепад давлений в покое и при физической нагрузке, чем на современных моделях протезов.

Способ измерения перепада давлений на клапанах сердца применен в клинике на 53 больных с протезированным аортальным клапаном. Метод достаточно информативен. В таблице 4 представлены результаты измерений на всей группе больных. Хорошо видно, что закономерности, выявленные при исследовании динамики перепада давления на отдельных больных, сохраняются и во всей группе.

Разработанный способ определения среднего перепада давлений на клапанах сердца не очевиден для специалистов в области ультразвуковой и функциональной диагностики, разработан в результате длительных сопоставительных исследований по верификации данных. Технология измерения перепада давления на искусственном клапане сердца с помощью доплерэхокардиографии во время физической нагрузки ранее практически не осуществлялась, поскольку она сложна технически для персонала.

Способ позволяет получить ранее не достигавшийся другими методами результат. В частности, если с помощью доплерэхокардиографии у части больных удается осуществить измерения во время возрастающей непрерывной физической нагрузки на митральном клапане, на аортальном клапане это не осуществимо, в то время как предложенный способ позволит это сделать. Наши данные в настоящем описании изобретения приводятся впервые. Специалисты в данной области считают измерение перепада давления с помощью доплерэхокардиографии на аортальном клапане во время физической нагрузки в вертикальном положении в принципе невозможным.

Это изобретение может быть применено в любом отделении ультразвуковой и функциональной диагностики без какой-либо дополнительной аппаратуры.

Формула изобретения

Способ определения среднего перепада давления на клапане сердца с использованием данных доплерэхокардиографического исследования, отличающийся тем, что замеряют исходные перепад давления на клапане, ударный объем сердца и время прохождения крови через исследуемый клапан в состоянии покоя, производят исследование во время возрастающей физической нагрузки, фиксируют значения ударного объема сердца и времени прохождения крови через клапан на различных уровнях нагрузки, после чего производят определение перепада давлений по формуле

где dР_нагр - искомый средний перепад давлений на клапане сердца при фиксируемой частоте сердечных сокращений или на данном уровне физической нагрузки;
dР_о - средний перепад давления на исследуемом клапане в состоянии покоя;
V_о - ударный объем сердца в состоянии покоя;
V_нагр - ударный объем сердца на том же уровне нагрузки;
Т_о - время прохождения крови через клапан в состоянии покоя;
Т_нагр - время прохождения крови через клапан при нагрузке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6