Исследование контура пульсовой волны. Анализ пульсовой волны
В настоящее время все большее внимание физиологи и клиницисты проявляют к сфигмографическои технологии регистрации сердечного выброса, называемой контурным анализом кривой пульса. Несмотря на то, что идея этой технологии была сформулирована еще на границе 19—20-х веков, реализация ее в клинической практике осуществилась только во второй половине 90-х годов. Сказалось отсутствие в то время технических возможностей для воплощения этой идеи. Важной особенностью метода является возможность измерения ударного объема сердца в непрерывном режиме синхронно с сердечными сокращениями, а, следовательно, открываются пути к автоматизации расчетов и мониторингу сердечного выброса в режиме реального времени.
В основе контурного метода анализа параметров центральной гемодинамики лежит модель формирования ударного объема сердца (УОС), предложенная Otto Frank в 1899 году и названная им Виндкессель моделью (Windkessel model). Эта модель определяет связь между потоком и давлением крови в аорте. О. Frank представил центральные органы системы кровообращения (сердце, артериальную систему) как эластичный сосуд, в который нагнетается жидкость и истекает из него, испытывая некоторое сопротивление.
В его модели основными элементами, определяющими форму кривой потока, являются растяжимость эластичного сосуда — С (комплайнс, точный перевод с английского — соответствие) и сопротивление истечению — R. Эластичность сосуда является аналогом аорто-артериального комплайнса, сопротивление истечению — аналогом общего сосудистого сопротивления (общесосудистый резистанс). Существуют и применяются на практике более сложные, чем двухэлементная, модели.
Несмотря на простоту, модель О. Frank остается эффективным инструментом до сих пор. Конечно, двухэлементная модель только грубо описывает процессы, протекающие внутри сердечного цикла, однако основные закономерности отображает правильно. Параметр комплайнса (С) характеризует упругие свойства (растяжимость) артериального русла и способность аккумулировать резерв крови во время диастолы. Параметр общего сопротивления (R) характеризует общее сопротивление истечению крови из артериального русла в венозное. Применяемые в клинической практике приборы и сегодня используют эту модель в том или ином виде.
Определение систолического объема сердца в соответствии с уравнением называется методом анализа пульсового контура аорты или крупных артерий. Не трудно заметить, что эта формула отражает величину площади, ограниченной контуром пульсовой кривой с учетом эластичности аорты и сопротивления кровотоку.
Формы кривой давления в аорте и крупных артериях достаточно близки, поэтому для уменьшения травматичности процедуры регистрацию давления производят в одной из артерий, чаще всего в бедренной.
Разработка алгоритмов для определения артериального комплайнса (С) и общего периферического сопротивления кровотоку (R) является ключевой проблемой в этой технологии. Как правило, их разработка является ноу-хау фирм-разработчиков.
Следует отметить, что точно измерить эти параметры чрезвычайно трудно, если вообще это возможно, поскольку они в каждом конкретном случае зависят от состояния стенки сосудов, уровня артериального давления, величины сердечного выброса и многих других факторов. Поэтому для минимизации ошибок измерения параметров модели, фирмы-изготовители мониторов предусматривают возможность коррекции алгоритма с помощью разовой калибровки другим независимым методом регистрации сердечного выброса (термодилюцией или другим индикатором). После калибровки измерение может вестись непрерывно в течение определенного времени с достаточно высокой точностью. Однако в таком подходе к реализации данной технологии имеются определенные минусы. Калибровка уточняет алгоритм на протяжении только 10-20 часов. Затем возникает необходимость в новой калибровке, что создает неудобства при проведении мониторинга.
В настоящее время известно несколько фирм, которые реализовали в своей продукции данную технологию.