Неинвазивные методы измерения артериального давления
Содержание
Исторические сведения
В 1876 г. E.Marey предложил один из первых способов неинвазивного определения АД у человека, который получил название осциллометрического. Из-за сложности в реализации и неоднозначной трактовки результатов он долго не получал развития. Развивались пальпаторные подходы, получившие широкое распространение после появления в 1896 г. модели прибора S.Riva-Rocci, содержащей окклюзионную манжетку для конечностей. Открытие Н. С. Коротковым в 1905 г. закономерностей звуковых явлений при декомпрессии плечевой артерии легло в основу нового аускультативного метода, ставшего основным способом контроля АД и принципиально не изменившегося за 90 лет существования. Первые же исследователи, изучавшие динамику АД при его повторных измерениях, отмечали нестабильность данной величины. В 1898 г. L.Hill опубликовал первое сообщение об изменениях АД во время сна и работы. Динамические измерения АД находили все более широкое распространение в практике научных исследований, но широкого распространения не получали ввиду трудоемкости исследования и проблем, связанных с ночными измерениями АД.
Технологический прогресс в области электроники привел в начале 60-х годов к созданию относительно малогабаритных систем «холтеровского» мониторирования ЭКГ , а, вскоре, и полуавтоматического монитора АД Remler M2000 . Для измерения АД больной по сигналу таймера накачивал с помощью груши воздух в манжету, а прибор обеспечивал стравливание воздуха и регистрацию на магнитную ленту носимого регистратора кривой давления в манжете и сигнала закрепленного под ней микрофона. Основным недостатком прибора был ручной режим нагнетания воздуха, что не позволяло получать ночных величин АД. Фактически это был лишь прототип суточных мониторов давления.
В эти же годы в практику клинико-физиологических работ вошло и инвазивное суточное мониторирование АД. Метод получил название «Oxford». Он предполагает непрерывную регистрацию АД через катетер, введенный в плечевую артерию. Миниатюрный инфузатор обеспечивает промывку катетера гепаринезированным солевым раствором. Сигнал датчика давления непрерывно записывается на магнитную ленту. Эта методика представляет наиболее точный способ измерения АД в амбулаторных условиях. Однако с учетом потенциального риска развития осложнений (инфицирование, кровотечение, повреждение срединного нерва и др.), а также наличия стресс фактора у пациента с соответствующим прессорным компонентом, данный метод не находит массового применения в научной и клинической практике.
Неинвазивные приборы с встроенными микрокомпрессорами (реже — газовыми баллончиками) и полностью автоматизированным процессом измерения появились в конце 60-х годов. Практически все они воспроизводили алгоритм измерения АД по методу Короткова.
В 1976 г. фирма Criticon создала и выпустила на рынок первый прикроватный автоматический измеритель АД, успешно реализующий модифицированный осциллометрический метод Marey (Dinamap 825). При измерении АД по этому методу давление в окклюзионной манжетке снижается постепенно (ступенями по 6 — 8 мм рт.ст. или линейно) и анализируется амплитуда микропульсаций давления в манжете, возникающих при передаче на нее пульсации артерий. Зависимость амплитуды пульсаций от уровня давления в манжете имеет характерную колоколообразную форму. Ее анализ позволяет определить значения систолического, среднего и диастолического давления. За первое обычно принимают давление в манжете, при котором происходит наиболее резкое (быстрое) увеличение амплитуды пульсаций, второму соответствуют максимальные пульсации, а третьему — резкое ослабление пульсаций.
Однако точные алгоритмы работы приборов, как правило, не разглашаются фирмами-производителями. В некоторых приборах применяют алгоритмы, основанные на анализе первой производной пульсаций, то есть варианты тахоосциллометрии.
Прибор Dinamap успешно прошел верификацию при сопоставлении с данными катетеризации и стал прототипом для нового типа измерителей АД — осциллометрических. С 80-х годов этот метод нашел применение и в носимых суточных мониторах АД.
В настоящее время приборы на основе осциллометрического метода составляют около 80 % от всех автоматических и полуавтоматических измерителей артериального давления. Среди носимых суточных мониторов этот процент снижается до 30 %, при этом аускультативные методы представлены в 38 % мониторов, а на комбинацию методов приходится 24 % приборов (K. Ng, 1994).
Преимущества и недостатки методов
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки.
Аускультативный метод (по Н. С. Короткову)
Преимущества
а) На сегодняшний день признается официальным эталоном неинвазивного измерения АД для диагностических целей и при проведении верификации автоматических измерителей АД.
б) Обладает повышенной (относительно осциллометрического) устойчивостью к движениям руки. Особенно при «привязке» анализа звуковых явлений к R- зубцу ЭКГ, применении двух и более микрофонов, использовании сложных спектральных алгоритмов распознавания полезного сигнала. Например, прибор Accutracker 2 в условиях тестирования при велоэргометрической нагрузке успешно выполнял около 93 % измерений АД.
Недостатки.
Чувствителен к шумам в помещении, точности расположения микрофонов относительно артерии, разворотам манжеты с микрофонами на руке в ходе длительного мониторирования, требует непосредственного контакта манжеты или микрофона с кожей пациента.
Осциллометрический метод измерения АД
Преимущества.
а) Относительно устойчив с шумовым нагрузкам, что позволяет использовать его в ситуациях с высоким уровнем шума (вплоть до кабины вертолета).
б) Позволяет проводить определения АД в случаях, представляющих проблему для аускультативного метода — при выраженном «аускультативном провале», «бесконечном тоне», слабых тонах Короткова.
в) Значения давления практически не зависят от разворота манжеты на руке и мало зависят от ее перемещений вдоль руки (пока манжета не достигает локтевого сгиба).
г) Позволяет проводить измерения АД без потери точности через тонкую ткань одежды.
Недостатки.
Относительно низкая устойчивость к движениям руки. Так прибор SL90202 не обеспечивал измерения АД при ВЭМ пробе в 82 % измерений.
Оба метода оказываются неэффективными при выраженных нарушениях ритма сердца. В этой ситуации чрезвычайно затруднено и врачебное определение АД, поскольку проблематичен сам алгоритм осуществления методики, приемлемый для нерегулярных сокращений сердца.
Новые методы
В последние годы все большее внимание привлекают новые неинвазивные методы определения АД.
В 1969 чешский исследователь J.Penaz получил патент на метод, который в англоязычной литературе обычно именуется как «volume-clump» . В отечественной литературе этот и подобные ему методы называют компенсационными (реже, методами разгруженной артерии). Он основан на непрерывной оценке объема сосудов пальца методом фотоплетизмографии и использовании следящей электропневматической системы для создания в окружающей палец манжете давления, противодействующего растяжению проходящих под манжетой артериальных сосудов. При выполнении последнего условия и постоянстве диаметра пальцевых артерий в них поддерживается неизменное растягивающее давление, близкое к нулю, а давление в манжете «повторяет» давление крови в артериях пальца. Таким образом, прибор обеспечивает уникальную возможность длительной регистрации неинвазивными средствами всей кривой артериального давления, что ранее было возможно только инвазивным методом Oxford. Стационарный прибор, реализующий данный метод известен под названием Finapres, а недавно созданный носимый — Portapres (I и II). Последний предполагает наложение манжеток на два пальца руки и их чередование для исключения неприятных ощущений у пациента при суточном мониторировании АД . Прибор имеет систему коррекции АД на гидростатическую поправку, возникающую при различном расположении пальцев относительно уровня сердца. К сожалению, метод не лишен принципиальных недостатков. Измеряемая величина диастолического АД ниже, чем в плечевой артерии, причем поправка зависит от вазоспастического состояния артерий пальца. Систолическое АД, как правило, выше, чем в плечевой артерии, для молодых субъектов, но ниже у пожилых. Поправка также зависит от тонуса артерий. Масса прибора с аккумуляторами более 2 кг, и он существенно дороже традиционных мониторов АД.
Метод тонометрии, впервые описанный Pressman и Newgard в 1963 г. предполагает частичное сдавливание поверхностно залегающих артерий конечности (например, на запястье) и регистрацию с помощью тензодатчиков бокового давления, передаваемого на них через стенку сосуда. В настоящее время проходит апробацию серийно выпускаемый прикроватный вариант аппарата Colin Pilot 9200. Интерес к этому методу связан, прежде всего, с ожидаемой комбинацией — непрерывная запись АД — низкий уровень тактильных воздействий — приемлемая цена.