МАТЕРИАЛЫ XI МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
“Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии”
Украина, Ялта, 2003, стр. 58.
ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА ФОТОПЛЕТИЗМОГРАММЫ В ОЦЕНКЕ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АРТЕРИЙ У БОЛЬНЫХ С ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ
2003 г.
УДК: 616.149-008 331.1
ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА
ФОТОПЛЕТИЗМОГРАММЫ В ОЦЕНКЕ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
АРТЕРИЙ У БОЛЬНЫХ С ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ
Лебедев Н.А. д.м.н., проф., Калакутский Л.И. д.т.н., проф., Горлов А.П., Власова С.П., Труфанова Н.Ю.
Кафедра терапии института последипломного образования Самарского государственного медицинского университета. г.Самара, Россия.
Областная клин.6-ца им М.И. Калинина, ул. Ташкентская. 159,
443095, Самара. Россия факс (тел) 8-8462-56-56-42. E-mail: Lebedcard@sama.ru
COMPUTER FINGERTIP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY IN ASSESSMENT OFARTERIAL PROPERTIES IN ESSENTIAL HYPERTENSION.
P.A.Lebedev, L.I.Kalakutsky, A.P.Gorlov, S.P.Vlasova, N. U.Trufanova
To evaluate the clinical application of computer fingertip photoplethysmogramm waveform we performed study on 27 patients (mean age 50,34 ± 2,57 years) with essential hypertension, compared with control group of 25 healthy persons. The amplitudes of main wave Al, and reflected wave A2, augmentation index A2/A1, time (ТА) between the A1 and peak A2 were measured.
In hypertensive group there were significant elevation of A2: 94,28 ±7,66 vs 68.55 ±5,31 points, p<0.05, also as A1/A2 index: 63,51 ± 1,55% vs 58,35 ± 1,84%, p<0.05. We consider that shifts were due to ТА prolongation in hyperthensive group: 149,50 ± 5,01 ms vs 199,27 ± 5,93 ms, p<0.01, because ТА had good relation with A2/A1 index r=0.5, p<0.02.
A2 wave was superimposed on fading Al slope and so, increased timing of A2 brought the drop of its amplitude. In control group ТА had inverse relation with age (r=- 0,45, p<0.02). In hypertensive gr. ТА inversely related to body mass index (r= -0,45, p<0.02). These data confirm idea, that ТА is a parameter, similar to pulse wave velocity. The both reflects arterial stiffness, determined by aging and such adverse factor as elevated body mass index.
Nitroglycerin (NTG) sublingual administration (0,5 mg) caused prominent drop of Al in both groups and especially A2 peak due to ТА augmentation by 70% in hypertensive gr. And 40% in control gr. With regard to-pharmacological action NTG causes reduction in smooth muscle tone, which completely restore ТА in hypertensive patients. We believe that described method is of clinical value, regarding ТА as the most reliable character for evaluation of arterial stiffness and vascular drug reactivity.
По современным представлениям нарушение функции периферических артерий занимает одно из ключевых мест в патогенезе сердечно - сосудистых заболеваний, прежде всего в патогенезе гипертонической болезни и ее осложнений. Показано, что ригидность артерий является независимым фактором риска сердечно - сосудистой летальности (Blacher J. et al, 1999).
В последние годы привлекает внимание метод исследования жесткости периферических артерий - компьютеризированная фотоплетизмография. Он заключается в цифровой обработке объемных характеристик периферической пульсовой волны (ПВ), регистрация которой производится инфракрасным датчиком с пальцев конечностей.
Контур периферической пульсовой волны представляет собой слияние двух пиков. Первый пик представлен систолической или прямой волной. Второй пик - отраженная волна, которая формируется давлением передающимся по аорте и крупным магистральным артериям к нижним конечностям, где отражается и направляется обратно в восходящую аорту. Расстояние между пиками (Та) - время необходимое для прохождения ПВ вниз и отражения ее обратно, определяется скоростью распространения волны и расстоянием. Скорость ПВ зависит от жесткости артерий. Поэтому у лиц с растяжимыми артериями скорость ПВ низкая и отраженная волна возвращается в восходящую аорту в период диастолы. При ригидных артериях скорость ПВ возрастает и отраженная волна возвращается раньше, во время систолы, тем самым принимая участие увеличении систолического и пульсового давления и постнагрузки левого желудочка.
Основными характеристиками объемной ПВ являются: амплитуда прямой волны (А1), амплитуда отраженной волны (А2), процентное соотношение амплитуд - индекс отражения (ИО= А2/А1) и время задержки отраженной волны -(Та).
Нами обследовано 27 больных с гипертонической болезнью 1-2 стадии.Среди них 14 мужчин и 13 женщин в возрасте от 36 до 56 лет (средний возраст 50,34 ± 2,57лет). Контрольную группу, сопоставимую по возрасту и полу, индексу массы тела, составили 25 практически здоровых человека без факторов риска ИБС. Фотоплетизмограмма фиксировалась с указательного пальца пациента и обрабатывалась оригинальным устройством, разработанным в инженерно-медицинском центре “Новые приборы”.
Параметры анализировались в полуавтоматическом режиме на персональном компьютере. Статистическая обработка результатов проводилась по параметрическим критериям.
В группе больных величина волны А2 была выше: 94,28± 7,66 ед по сравнению с 68,55± 5,31 ед ,р< 0,05 , амплитуда А1 в этих группах не отличалась, поэтому ИО у больных ГБ был выше - 63,51 ± 1,55 % против 58.35± 1,84% р< 0,05 у здоровых. Время Та было меньшим у больных: 149,5 ±5,01 мс по сравнению со здоровыми – 199,27 ±5.93 мс , р< 0,01.
В общей группе обследованных параметр Та находился в обратных соотношениях с пульсовым и систолическим артериальным давлением (г=-0,40: -0,45, р<0,01) соответственно. Следует отметить отрицательную корреляцию Та с индексом отражения в обеих группах (г =- 0,5, р<0,02). Это объясняется тем, что амплитуда отраженной волны суммируется с амплитудой затухающей прямой волны. В группе здоровых отмечалась значимая корреляция Та и возраста г =-0,45, р< 0,02. В группе больных взаимосвязь обсуждаемого показателя с возрастом утрачивалась, но появлялись обратные взаимоотношения Та с индексом массы тела (г =-0,45, р<0,02). Эти соотношения позволяют констатировать, что время задержки отраженной волны может быть использовано как показатель возрастного снижения эластичности периферических артерий у здоровых, так и их ремоделирования у больных с гипертонической болезнью, определяя величину систолического и пульсового АД. По нашему мнению, корреляция Та со степенью ожирения, наблюдаемая в группе больных, отражает связь между изменениями эластичности сосудов и ожирением, которое является известным фактором риска патогенеза сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений.
Следующей задачей была оценка влияния сублингвального нитроглицерина (НТГ), как эндотелий независимого стимула на исследуемые параметры периферических пульсаций. В пробе с НТГ приняло участие 18 больных и 15 здоровых из числа описанных групп. Все параметры периферического пульса разделялись до и через 5 минут после приема НТГ в дозе 0,5 мг. В контрольной группе и группе больных прием НТГ высокодостоверно сопровождался уменьшением волны А1 в среднем на 26% и 40% соответственно, уменьшением волны А2 на 49% и 64%, ИО снизился в одинаковой степени - на 36% и 39%. Время Та увеличилось в группе больных - на 70% и в группе контроля - на 40%, р<0,001. Это свидетельствует об артериальной вазодилатации под действием НТГ, что опосредует улучшение эластических свойств периферических артерий. Таким образом, чувствительность мышечных элементов артерий к оксиду азота, донатором которого является НТГ, у больных с ГБ сохранена и. возможно даже выше, чем у здоровых. Очень важно то, что абсолютные значения Та через 5 минут после приема НТГ не отличались между собой в исследованных группах. Поэтому правомочен вывод о том, что снижение эластичности периферических артерий у больных ГБ 1-2 стадий в основном обусловлено функциональным компонентом, который может быть нормализован с помощью вазоактивных препаратов, а данный метод может быть использован для контроля эффективности лечения. Опираясь на данные литературы можно утверждать, что запаздывание отраженной волны под действием НТГ является главным образом следствием его эффекта на сопротивление периферических артерий, а не региональных - артерий конечности, с которой регистрируется фотоплетизмограмма.