Новые подходы оценки состояния сосудистой системы по результатам реографических исследований.

3. Новый подход к оценке параметров сосудистой системы по результатам реографических исследований

3.1. Нормализация параметров реографических сигналов

В разделе 2. были рассмотрены ограничения классической методики анализа реограмм, не позволяющие получить адекватную оценку состояния сосудистого русла исследуемой области. Возникает вопрос, а нельзя ли представить реоволну в каком-то другом виде, функционально преобразованном, менее зависящим от индивидуальных особенностей строения тела пациента, расстояния между электродами и т.д.?
Или, например, нельзя ли разложить ее на отдельные составляющие, каждая из которых, сохраняя неизменным вид каких-то характерных, стабильных своих элементов для любых типов реоволн, позволяла бы определять конкретные параметры сосудистой системы в результате, скажем, обмера параметров этих стабильных, легко распознаваемых элементов? С этой точки зрения “сырая” реограмма, безусловно, крайне неудобна. Повторяем, очень часто не представляется возможным однозначно определить даже положение особых точек на реокривой в конкретном периоде, не говоря уж о том, что уже в следующем периоде расстановка требует изменений, оставаясь по-прежнему весьма туманной.
Итак, сформулируем основные моменты, препятствующие получению достоверных данных о состоянии сосудистой системы по результатам реографических исследований при использовании классической методики анализа:

субъективизм при выборе периода реосигнала, предназначенного для проведения измерений;

влияние на амплитуду реографических сигналов «сопутствующих» факторов, искажающих информацию об истинном кровенаполнении исследуемой сосудистой области;

трудности определения истинных положений временных маркеров, необходимых для нахождения амплитудно-временных информационных параметров реографических сигналов.

Способ устранения влияния первого пункта данного списка весьма прост – формирование усредненного периода реосигнала с автоматической отбраковкой артефактных периодов. Правильно организованное когерентное накопление реосигнала позволит подчеркнуть влияние регулярно действующих факторов и нейтрализовать влияние случайных событий, влияющих на форму реосигнала.
Понятно, что данное решение приемлемо лишь для анализа установившегося состояния колебательных процессов в сосудах исследуемого региона и не пригодно для анализа динамических изменений, возникающих в результате воздействия различных внешних факторов. Заметим, что частично это решение приемлемо и для анализа динамических изменений, если усреднение проводить по сравнительно коротким участкам записи, на которых форма реоволны меняется незначительно.
Устранение влияния «сопутствующих» факторов на амплитуду реографических сигналов более проблематично, и, к сожалению, мы не можем предложить абсолютный способ полного исключения влияния всех «сопутствующих» факторов, однако частично и эта задача может быть решена.
Как упоминалось в разделе 2, чрезвычайно велико влияние на амплитуду регистрируемых реосигналов изменения расстояния между потенциальными электродами и изменения шунтирующих свойств окружающих сосуды тканей. Однако, как показывает не сложный анализ, данное влияние может быть сведено к минимуму при нормализации амплитуды реокривой ΔR_max за счет приведения ее к значению ΔR_Н, которое бы она имела при некотором стандартном базисном сопротивлении, ΔR_б.ст., т.е., ΔR_Н = ΔR_max * R_б.ст. / R_б
При изменении расстояния между электродами или шунтирующего влияния окружающих тканей величины ΔR_max и R_б будут изменяться практически в одинаковой степени, что и приведет к независимости ΔR_Н от данных «сопутствующих» факторов, т.е. от индивидуальных особенностей строения исследуемого участка тела конкретного пациента и расстояния между потенциальными электродами.
Теперь рассмотрим способ устранения влияния третьего пункта списка на степень достоверности данных о состоянии сосудистой системы по результатам реографических исследований. Одновременно, это будет и способ устранения влияния тонуса крупных сосудов на оценку кровенаполнения сосудов исследуемой области.

3.2. Разложение реоволны на НЧ и ВЧ составляющие

Рассмотрим простейшую модель артериальной системы. Предположим, что на уровне крупных сосудов ее можно представить только распределенными реактивностями - индуктивностями (масса крови), и емкостями (эластичность сосудов), и что рассматриваемая система достаточно широкополосна (в диапазоне спектральных составляющих реосигналов). В этом случае кривые давления в крупных артериальных сосудах были бы подобны кривой изменения давления в аорте, но сдвинуты на некоторое время задержки, пропорциональное эластичности сосудов и массе движущейся в них крови.
Подобного мы не наблюдаем. Как говорит К. Каро [1] при рассмотрении процесса распространения пульсовой волны в артериальной системе, – «Волна все больше и больше запаздывает относительно волны давления непосредственно на выходе желудочка, но, кроме того, существенно возрастает ее амплитуда и изменяется форма». Это означает, что в пределах полосы частот реосигналов, модель артериальной системы нельзя считать широкополосной, она обладает избирательными свойствами в пределах рассматриваемой полосы частот, и именно особенности ее амплитудно-частотной характеристики и находят отражение в изменении формы и амплитуды реосигнала, по сравнению с реосигналом в аорте.
Но особенности амплитудно-частотной характеристики артериальной системы это отражение особенностей физических свойств ее сосудов. Анализируя изменение формы и амплитуды реоволны при ее распространении, мы получим всю необходимую нам информацию о физических параметрах исследуемой сосудистой области.
Вашему вниманию мы хотели бы предложить подход, который основывается на разложении реограммы на низкочастотную (первая гармоника частоты сердечных сокращений) и сумму остальных высокочастотных составляющих (Просим не отождествлять предлагаемый подход с идеей И.В.Соколовой (1987) о разделении реоволны на артериальную и венозную составляющие). Суть данного предложения состоит в том, чтобы разделить реограмму на некоторые легко сопоставимые составляющие, на которые по-разному влияли бы эластичные свойства сосудов различного уровня, величина периферического сопротивления, кровенаполнение сосудов, наличие волны отражения и т.д.
Попытаемся разобраться, что характеризуют и от чего зависят параметры низкочастотных и сумм высокочастотных составляющих реограмм.
На Рис.3 (верхний ряд графиков) представлены реограммы аорты и двух бедренных артерий пациента.
Выделим первую гармонику сигналов в каждом из рассматриваемых отведений (нижний ряд графиков Рис.3). Естественно, форма колебаний поперечного сечения сосудов в различных сечениях в этом случае будет совершенно одинакова, а отличаться могут лишь амплитуды и фазы колебаний (относительно моментов прихода пульсовой волны в рассматриваемом артериальном сечении, или, относительно такой же низкочастотной составляющей изменения поперечного сечения аорты).


Рис. 3	Рис. 4

Обычно наибольшая амплитуда спектральных составляющих реосигналов свойственна первой гармонике, т.е., наиболее значительные и продолжительные изменения поперечного сечения сосудов и давления в них происходят именно с частотой сердечных сокращений. Это и понятно, поскольку столб движущейся по сосудам крови является весьма инерционным, и изменение его скорости не может происходить быстро. Понятно и то, что чем больше кровоток, чем больше кровенаполнение сосудов, тем больше масса движущейся крови, больше ее кинетическая энергия, и, при пульсирующем характере тока, тем больше инерционные силы, раскачивающие стенки эластичных сосудов и создающие переменную составляющую давления в них. Таким образом, именно эти низкочастотные пульсации, в основном, будут характеризовать кровоток и степень кровенаполнения сосудов исследуемого бассейна из внешнего источника (аорты), в то время как высокочастотные пульсации (нижний ряд графиков на Рис.4) будут отображать реакцию крупных артериальных сосудов на импульсное изменение давления, вследствие прихода пульсовой волны, и меняющееся перераспределение крови между сосудами различного калибра уже внутри исследуемого бассейна.
На Рис.5 и Рис.6 приведены реограммы симметричных сосудистых бассейнов (в данном случае – верхних конечностей) и соответствующие НЧ и ВЧ их составляющие при существенно различных свойствах бассейнов.


Рис.5	Рис.6

Обратите внимание, что, если время запаздывания высокочастотных составляющих обоих симметричных бассейнов практически одинаково, то запаздывание низкочастотных составляющих существенно различно. Более того, на Рис.7 и Рис.8 приведены реограммы, в одной из которых вообще не существует запаздывания НЧ составляющей относительно соответствующей составляющей реограммы аорты, в то время как высокочастотные составляющие имеют практически одинаковое время задержки.


Рис.7	Рис.8

<<... Назад

...>> Вперед