home | post | tree
или
Название:
Округ:
Метро:
ФИО:
Метро:
Специализация:
Что ищем:

НЕИНВАЗИВНЫЙ МЕТОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ

Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности и инвалидизации населения экономически развитых стран. В России смертность населения от ишемической болезни сердца находится на одном из первых мест. Большое социальное значение имеет тот факт, что максимум частоты заболевания приходится на возраст 40–50 лет, а высокий процент инвалидности и дорогостоящая реабилитация  увеличивают социальную значимость этой проблемы.
Существующая концепция профилактической кардиологии основана на оценке и коррекции факторов сердечно-сосудистого риска. Несмотря на большие успехи в использовании данного подхода для выявления лиц с увеличенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, этот подход не позволяет фиксировать момент перехода предпосылки заболевания непосредственно в болезнь. Нередки случаи, когда при длительном мониторировании имеющийся фактор риска не реализуется в заболевание, т. е. данный под-
ход не позволяет проводить раннюю доклиническую диагностику стенозирующего атеросклероза (ишеми
ческая болезнь сердца, стенозирующий атеросклероз сосудов мозга и нижних конечностей). Клиническая симптоматика данных заболеваний появляется только тогда, когда имеется клинически значимый стеноз, т.е. окклюдировано более 50% просвета пораженной артерии. Характеризуя данный подход по оценке факторов
риска для целей диспансеризации населения и выявления групп риска развития, нужно отметить высокую стоимость данного мероприятия (число факторов риска постоянно увеличивается), а главное, неоднозначность полученных результатов для каждого конкретного пациента.
Альтернативой подхода по выявлению многочисленных факторов риска и включению пациента в группу риска может быть новая концепция действительно ранней диагностики, основанная на оценке состояния эндотелиальной системы.
Все факторы сердечно-сосудистого риска (гиперхолестеринемия, артериальная гипертензия, нарушения толерантности к глюкозе, курение, возраст, избыточный вес, малоподвижный образ жизни, хронически протекающее воспаление и другие) приводят к нарушению функции эндотелиальных клеток, т. е. эндотелий является органом – мишенью этих факторов.
В свою очередь, состояние эндотелия определяет сосудистый тонус (продукция NO, простациклина, ангиотензиногена и других вазоактивных веществ), принимает участие в регуляции гемостаза (тромбоцитарный гемостаз), участвует в пролиферации клеток и воспалительных реакциях. Многие авторы рассматривают синтезированный эндотелиальными клетками оксид азота как «антиатерогенную» молекулу.
Дисфункция эндотелия носит системный характер и не ограничена только областью преимущественного поражения артерий сердца, мозга или нижних конечностей. Дисфункция эндотелия носит обратимый характер. При коррекции факторов риска, приведших к нарушениям, функция эндотелия нормализуется, что
позволяет проводить контроль эффективности проводимой терапии.
Понимание функции эндотелиальных клеток послужило толчком к развитию новых методов раннейдоклинической диагностики этих заболеваний. Появился ряд инвазивных методов оценки состояния эндотелиальной системы (рентгеноконтрастная ангиография с использованием внутрикоронарного введения ацетилхолина). Однако использование такой методологии для проведения широкомасштабной диагностики по понятным причинам невозможно. Позднее появилась ультразвуковая неинвазивная методика оценки состояния эндотелия, основанная на визуализации плечевой артерии до и после проведения окклюзионной пробы. К сожалению, полученные результаты с использованием данной методики в огромной степени зависят от опыта врача функциональной диагностики, так как необходимо измерить приращение диаметра плечевой артерии всего на несколько процентов, причем сам диаметр артерии составляет порядка 4 мм. Даже при использовании самых современных ультразвуковых датчиков (10–15 МГц) такое измерение представляет и определенную техническую сложность.
Наиболее востребованными являются неинвазивные методы, которые позволяют непосредственно в момент обращения пациента к врачу оценить состояние эндотелия. Использование ультразвукового сканирования участка плечевой артерии, с одной стороны, требует достаточно дорогого оборудования, а с другой, проведения теста может быть осуществлено хорошо подготовленным врачом функциональной диагностики. Ультразвуковой тест оценки состояния эндотелия основан на визуализации вазомоторного эффекта, синтезированного в ходе окклюзионного теста оксида азота.
Последовательность выполнения теста состоит из следующих шагов:
а) регистрация исходного диаметра артерии до ее окклюзии;
б) пережатие плечевой артерии окклюзионной манжетой на 5 минут, при этом давление в манжете выше систолического давления;
в) после снятия давления в манжете проводится повторная регистрация диаметра артерии.

С физиологических позиций этот тест можно описать следующим образом. После снятия давления в окклюзионной манжете резко возрастает скорость кровотока (на 300–800% от исходной). При увеличении скорости потока крови в плечевой артерии, возрастает напряжение сдвига, прикладываемое к поверхности эндотелиальных клеток. Возросшее напряжение сдвига приводит к активации синтеза оксида азота эндотелиальными клетками. Локальное увеличение концентрации оксида азота оказывает свое воздействие на гладкомышечный тонус артерии, приводя к ее вазодилатации (рис.1).
Таким образом, ультразвуковой тест регистрирует индуцируемую потоком дилатацию плечевой артерии. Прирост диаметра плечевой артерии после окклюзии составляет 5–15%, при этом диаметр плечевой артерии колеблется в пределах 4 мм. Необходимо также отметить, что регистрацию диаметра артерии нужно выполнять в определенную фазу сердечного цикла, а УЗ-датчик не должен менять свою позицию во время 5-
минутной окклюзии. Чрезвычайно важно соблюдать постоянство усилия прижима датчика к поверхности участка плеча, чтобы не вызвать миогенную реакцию артерии.
В настоящее время ультразвуковая визуализация плечевой артерии в ходе окклюзионного теста считается «золотым стандартом» среди имеющихся неинвазивных методов оценки эндотелия. Однако ложность соблюдения всех необходимых условий при проведении теста делает его сильно зависящим от опыта оператора.
В последнее время появились сообщения о возможности использования плетизмографических подходов для оценки вазомоторного эффекта, синтезированного в ходе окклюзии оксида азота. Плетизмографический сигнал формируется благодаря изменению пульсового объема кровотока. При использовании оптического сенсора пульсовое изменение объема крови сопровождается увеличением оптической плотности, лоцируемого участка. Прирост оптической плотности определяется пульсовыми изменениями количества гемоглобина в лоцируемой области. Наиболее удобное место для расположения оптического сенсора при проведении окклюзионной пробы – палец руки. На рис. 1 схематически представлен механизм формирования сигнала. Преимущественно в формировании сигнала принимает участие пульсовая динамика изменений диаметра пальцевых артерий. Считается, что вклад резистивных сосудов (артериол) в формирование сигнала не превышает 10–20%. Для исключения влияния системного изменения тонуса пальцевых артерий во время проведения окклюзионного теста используется двухканальная система регистрации сигнала.
Окклюзионная манжета устанавливается на плечо правой руки, время окклюзии может быть уменьшено до 3 минут. Оптический датчик, установленный на указательный палец левой руки, является референсным. С датчика, установленного на указательный палец правой руки, снимается основной сигнал.
На рис. 3 представлен пример фотоплетизмографической кривой, зарегистрированной с указательного пальца правой руки здорового испытуемого 35 лет. На ФПГ кривой можно видеть два пика А и В, первый определяется приращением диаметра пальцевой артерии в систолу, пик В определяется приходом отраженной волны. Первая часть волны (систолический компонент) формируется в результате распространения пульсового давления от дуги аорты к пальцу руки.
Вторая часть (диастолический компонент) формируется в результате распространения пульсового давления от желудочка к аорте и далее к нижней части тела с последующим его отражения через аорту к пальцу.
На основании измерений амплитуд этих двух волн можно рассчитать индекс отражения RI. Высота диастолического пика В зависит от значения пульсового давления отражения, характеризующего состояние сосудистого тонуса мелких артерий. Не вдаваясь в детали определения индекса отражения, можно сказать, что чем меньше амплитуда пика В по отношению к амплитуде пика А, тем меньше тонус резистивных сосудов.
Временной интервал Т между этими двумя пиками зависит от скорости распространения пульсовой
волны в аорте и крупных артериях. Этот показатель отражает ригидность крупных артерий и называется индексом жесткости SI. Индекс жесткости зависит от структурных особенностей крупных проводящих артерий (соотношение эластин / коллаген, атероматозных включений). С увеличением возраста происходит нарастание индекса жесткости. Для расчета индекса жесткости нужно учитывать рост пациента.
В случаях значительного увеличения индекса жесткости, определить максимум отраженной волны затруднительно, так как он начинает «сливаться» с прямой волной (рис. 4). В этом случае предусмотрена возможность проведения дифференцирования исходной кривой для точного определения максимума отраженного сигнала. Большой интерес оценка индекса жесткости крупных проводящих артерий представляет не только для контроля за пациентами с клиническими проявлениями атеросклероза, но и у больных с артериальной гипертонией. Согласно современным данным, увеличение скорости распространения пульсовой волны приводит к наложению отраженной волны давления на систолическую волну. Ранний приход отраженной волны и ее слияние с прямой волной приводят к ряду гемодинамически неблагоприятных моментов:
возрастанию пульсового давления, увеличению «после-агрузки» на сердце и снижению коронарной перфузии. Увеличенная жесткость крупных артерий, в том числе и аорты, положительно коррелирует с тяжестью эндотелиальной дисфункции.
Использование контурного анализа плетизмографического сигнала, зарегистрированного с пальцевой
артерии, позволяет легко визуализировать эффективность фармакологических препаратов, направленных
как на коррекцию структурных изменений артериальной стенки, так и на нормализацию сосудистого тонуса. При этом чрезвычайно важно оценивать отношение амплитуд прямого и отраженного сигнала.
При проведении окклюзионного теста с целью оценки вазомоторного эффекта вновь синтезированного оксида азота нужно иметь информацию о способности к релаксации гладкомышечного аппарата стенки
пальцевой артерии. Принципиально нельзя исключить ситуацию, когда эндотелиальные клетки в состоянии синтезировать оксид азота, а гладкая мышца стенки артерии не в состоянии релаксировать. Для по лучения этой информации можно использовать фармакологическую пробу с введением эндотелий независимого оксида азота. Для этого можно использовать сублингвальное введение нитроглицерина. На рис. 5 представлены кривые, полученные до приема нитроглицерина (А) и в момент его максимального действия (208-я секунда). Контурный анализ сигнала о преимущественном эффекте нитроглицерина на амплитуду отраженного сигнала. Амплитуда которой, в свою очередь, определяется тонусом резистивных артерий.
Наряду с воздействием нитроглицерина на амплитуду отраженной волны наблюдается некоторое увеличение расстояния между максимумами прямой и отраженной волны. Подобная динамика поведения кривой возможна благодаря снижению динамической жесткости в крупных проводящих артериях.
Оценить способность гладкомышечного аппарата пальцевой артерии релаксировать можно с помощью
манжеты установленной на палец. На рис. 6 приведен пример нормального отклика гладкомышечного аппарата на изменение трансму рального давления с помощью манжеты. Нарушенный отклик  храктеризуется малой амплитудой прироста сигнала при снижении трансмурального давления и плоской вершиной огибающего сигнала.
Оценка состояния эндотелиальных клеток с помощью данного анализатора проводится с использованием анализа амплитудных и фазовых характеристик сигнала до и после окклюзионной пробы. При сохраненной функции эндотелия после окклюзии происходит увеличение амплитуды сигнала на 25% и более. На рис. 7 представлены два примера оценки состояния эндотелия с использованием критерия изменения амплитуды сигнала до и после проведения окклюзионной пробы. На рис. 7А представлена нормальная динамика амплитуды сигнала (после окклюзии амплитуда увеличилась на 50% – красная кривая, синяя кривая – референсный сигнал с пальца противоположной руки).
Увеличение амплитуды сигнала после окклюзии определяется увеличением податливости артериальной стенки, возникающей в результате действия оксида азота на гладкие мышцы. На рис. 7Б представлен результат теста, свидетельствующий о наличии дисфункции эндотелия (красная кривая – после окклюзииамплитуда сигнала уменьшилась, синяя кривая референсный сигнал с пальца противоположной руки).
Вторым критерием, который используется для оценки состояния эндотелия, является оценка фазового сдвига (задержки) прихода пульсовой волны объема к оптическому сенсору на стороне, где проводилась окклюзия. Этот феномен связан с замедлением скорости распространения пульсовой волны на той стороне, где проводилась окклюзия. Синтезированный оксид азота, изменяя тонус гладких мышц, замедляет скорость распространения пульсовой волны. На рис. 8 приведены пример фазового сдвига (задержки) на той руке, где проводилась окклюзия. Задержку скорости распространения пульсовой волны можно проводить по точке начала подъема систолической (прямой) волны или по положению точки максимума прямой волны, определяя смещение максимума на пальце той руки, где выполнялась окклюзия. Анализ фазового сдвига по начальной точке подъема и точке максимума выявил различную задержку на одной и той же кривой. Более выдержанная задержка отмечается при анализе с использованием точки максимума систолической волны. Так при использовании точки максимума систолической волны смещение равно 60 мс, тогда как, используя начальную точку, смещение равно 20 мс.
В заключение нужно отметить простоту использования метода и устройства для оценки состояния эндотелиальной функции, возможность длительного мониторирования сигнала. Наряду с оценкой функции
эндотелия анализатор позволяет проводить оценку состояния стенки крупных проводящих артерий и величину тонуса мелких мышечных (резистивныхартерий). Использование специализированной манжеты, установленной на палец, позволяет оценить способность гладкомышечного аппарата сосудистой стенки отвечать на изменение трансмурального давления.

Назад

Возврат к списку