RU2351281C1 - Method of cerebrovascular reactance estimation - Google Patents
Method of cerebrovascular reactance estimation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351281C1 RU2351281C1 RU2007137318/14A RU2007137318A RU2351281C1 RU 2351281 C1 RU2351281 C1 RU 2351281C1 RU 2007137318/14 A RU2007137318/14 A RU 2007137318/14A RU 2007137318 A RU2007137318 A RU 2007137318A RU 2351281 C1 RU2351281 C1 RU 2351281C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minutes
- inhalation
- diameter
- initial
- formula
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims abstract description 40
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 28
- 206010020591 Hypercapnia Diseases 0.000 claims abstract description 24
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000001042 autoregulative effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims description 26
- 210000003657 middle cerebral artery Anatomy 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 claims description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 210000001627 cerebral artery Anatomy 0.000 abstract 2
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 8
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003727 cerebral blood flow Effects 0.000 description 5
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 5
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 206010058842 Cerebrovascular insufficiency Diseases 0.000 description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 230000003788 cerebral perfusion Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 3
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000007177 brain activity Effects 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 2
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- UIAGMCDKSXEBJQ-IBGZPJMESA-N 3-o-(2-methoxyethyl) 5-o-propan-2-yl (4s)-2,6-dimethyl-4-(3-nitrophenyl)-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarboxylate Chemical compound COCCOC(=O)C1=C(C)NC(C)=C(C(=O)OC(C)C)[C@H]1C1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1 UIAGMCDKSXEBJQ-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 1
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 description 1
- 208000032274 Encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 1
- 206010029719 Nonspecific reaction Diseases 0.000 description 1
- BZKPWHYZMXOIDC-UHFFFAOYSA-N acetazolamide Chemical compound CC(=O)NC1=NN=C(S(N)(=O)=O)S1 BZKPWHYZMXOIDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000571 acetazolamide Drugs 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000003143 atherosclerotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010455 autoregulation Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 description 1
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- FPCCSQOGAWCVBH-UHFFFAOYSA-N ketanserin Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1CCN(CCN2C(C3=CC=CC=C3NC2=O)=O)CC1 FPCCSQOGAWCVBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005417 ketanserin Drugs 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229960000715 nimodipine Drugs 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002746 orthostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/02028—Determining haemodynamic parameters not otherwise provided for, e.g. cardiac contractility or left ventricular ejection fraction
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, конкретно к инструментальным способам оценки цереброваскулярной реактивности, и может быть использовано в неврологии, кардиологии, нейрохирургии и реаниматологии для диагностики латентной церебрососудистой недостаточности.The invention relates to medicine, specifically to instrumental methods for assessing cerebrovascular reactivity, and can be used in neurology, cardiology, neurosurgery and resuscitation for the diagnosis of latent cerebrovascular insufficiency.
Известные способы оценки цереброваскулярной реактивности заключаются в определении методами ангиографии (контрастная, магнитно-резонансная, спиральная компьтерно-томографическая) и транскраниальной допплерографии (ТКДГ) способности и возможности мозговых сосудов изменять свой диаметр и величину кровотока в ответ на функциональные нагрузочные стимулы физической (задержка дыхания, компрессия сосуда, ортостатическая проба) и химической природы (ацетазоламид, нитроглицерин, нимодипин, кетансерин, курантил) либо на воздействие психофизиологических стимулов (чтение текста, разговор, счет в уме, запоминание вербальных и зрительных образов, световая и звуковая стимуляция, двигательная нагрузка).Known methods for assessing cerebrovascular reactivity consist in determining by the methods of angiography (contrast, magnetic resonance, spiral computed tomography) and transcranial dopplerography (TCD) the ability and ability of the cerebral vessels to change their diameter and blood flow in response to functional exercise stimuli physical (breath holding, vessel compression, orthostatic test) and chemical nature (acetazolamide, nitroglycerin, nimodipine, ketanserin, chimes) or on the effects of psycho iologicheskih incentives (read the text, talk, mental arithmetic, memorization of verbal and visual images, light and sound stimulation, motor load).
К основным недостаткам ангиографических исследований относятся необходимость наличия технически сложного оборудования, инвазивность процедуры, лучевая нагрузка при проведении исследования, невозможность оценки функционального состояния сосудистого русла, включая гемодинамические особенности кровотока на различных уровнях, невозможность выявления ранних доклинических признаков заболевания [1].The main disadvantages of angiographic studies include the need for technically sophisticated equipment, the invasiveness of the procedure, radiation exposure during the study, the inability to assess the functional state of the vascular bed, including the hemodynamic features of blood flow at various levels, the inability to identify early preclinical signs of the disease [1].
Метод транскраниальной допплерографии обеспечивает быструю и неинвазивную регистрацию показателей линейной скорости кровотока (ЛСК) в базальных артериях мозга [2]. Для получения информации о состоянии цереброваскулярной реактивности применяются ТКДГ-методики с предъявлением разнообразных нагрузочных тестов The method of transcranial dopplerography provides fast and non-invasive registration of linear blood flow velocity (LSC) in the basal arteries of the brain [2]. To obtain information on the state of cerebrovascular reactivity, TCD methods are used with a variety of stress tests
[3]. Однако данные способы оценки цереброваскулярной реактивности являются недостаточно точными и объективными, так как используют в качестве функциональных нагрузочных тестов воздействия несвойственные для системы регуляции мозгового кровообращения. Поэтому для получения достоверной информации о цереброваскулярной реактивности целесообразно в качестве стимула химической природы, воздействующего на метаболический механизм ауторегуляции использовать физиологический раздражитель, а именно углекислый газ, являющийся естественным информационным переносчиком в сосудистой системе [4].[3]. However, these methods for assessing cerebrovascular reactivity are not accurate and objective enough, since they use effects that are unusual for the system of regulation of cerebral circulation as functional stress tests. Therefore, to obtain reliable information on cerebrovascular reactivity, it is advisable to use a physiological stimulus, namely carbon dioxide, which is a natural information carrier in the vascular system, as a stimulus of a chemical nature that affects the metabolic mechanism of autoregulation [4].
Наиболее близким к предлагаемому способу оценки цереброваскулярной реактивности является выбранный нами в качестве прототипа способ оценки состояния церебрального перфузионного резерва [5], заключающийся в регистрации ЛСК в сегменте М3 средней мозговой артерии в покое и при ингаляции в течение 3-5 минут 5-6% смеси воздуха с углекислым газом, нагнетаемой в мешок, расчете индекса церебрального перфузионного резерва и его оценке.Closest to the proposed method for assessing cerebrovascular reactivity is the method we selected as a prototype for assessing the state of cerebral perfusion reserve [5], which consists in registering LSC in the M 3 segment of the middle cerebral artery at rest and with inhalation for 3-5 minutes 5-6% a mixture of air with carbon dioxide injected into the bag, the calculation of the index of cerebral perfusion reserve and its evaluation.
Однако данный способ имеет недостатки, а именно: используемая система подачи воздуха с углекислым газом не обеспечивает постоянной концентрации СО2 во вдыхаемой смеси, что требует использования дополнительного оборудования - капнографа, делает невозможным стандартизацию пробы по времени и увеличивает длительность исследования; при концентрации углекислого газа 5-6% у пациентов возникают неприятные ощущения нехватки воздуха, прилива крови к голове, появляются неспецифические реакции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, что маскирует результаты пробы [4]; при расчете индекса церебрального перфузионного резерва не учитывается изменение системного артериального давления, закономерно повышающегося при гиперкапнии и изменяющего мозговой кровоток [6]; а также не разработаны конкретные критерии показателей цереброваскулярной реактивности для пациентов разных возрастных групп, что сужает область применения известного способа.However, this method has disadvantages, namely: the used carbon dioxide air supply system does not provide a constant concentration of CO 2 in the inhaled mixture, which requires the use of additional equipment - a capnograph, makes it impossible to standardize the sample in time and increases the duration of the study; at a carbon dioxide concentration of 5-6%, patients experience unpleasant sensations of lack of air, a rush of blood to the head, nonspecific reactions of the respiratory and cardiovascular systems appear, which mask the results of the sample [4]; when calculating the index of cerebral perfusion reserve, the change in systemic blood pressure, which naturally increases with hypercapnia and changes cerebral blood flow, is not taken into account [6]; and also have not developed specific criteria for indicators of cerebrovascular reactivity for patients of different age groups, which narrows the scope of the known method.
Новая техническая задача - повышение информативности, воспроизводимости и точности оценки цереброваскулярной реактивности, оптимизация техники проведения, стандартизация и сокращение времени исследования.A new technical task is to increase the information content, reproducibility and accuracy of cerebrovascular reactivity assessment, optimization of the technique, standardization and reduction of research time.
Поставленную задачу решают применением нового способа оценки цереброваскулярной реактивности, заключающегося в исследовании кровотока и диаметра средней мозговой артерии (СМА) в покое и на фоне гиперкапнического нагрузочного теста - ингаляции в течение 2-х минут смеси воздуха с углекислым газом, при парциальном содержании двуокиси углерода (FiCO2) 4%, причем регистрируют изменения средней скорости кровотока (V) и диаметр СМА (D), рассчитывают коэффициенты и индексы, а именно: коэффициент изменения скорости кровотока 
Новым в предлагаемом способе является уменьшение эффективной концентрации углекислого газа до 4% и времени исследования до 2-х минут с сохранением детерминированной сосудистой реакции, что достигается путем использования оригинального устройства для оценки цереброваскулярного резерва [7], обеспечивающего стабильную концентрацию подаваемой газовой смеси, посредством инжекторной подачи двуокиси углерода, низкого сопротивления дыхательной системы и уменьшения объема «мертвого» пространства и приводит к лучшей переносимости пробы пациентами; позволяет оптимизировать и стандартизировать технику проведения исследования.New in the proposed method is to reduce the effective concentration of carbon dioxide to 4% and the study time to 2 minutes while maintaining a deterministic vascular reaction, which is achieved by using an original device for evaluating the cerebrovascular reserve [7], which provides a stable concentration of the supplied gas mixture by injection supply of carbon dioxide, low resistance of the respiratory system and a decrease in the volume of "dead" space and leads to better tolerance of the sample patz cients; allows you to optimize and standardize the technique of the study.
Кроме того, новым в предлагаемом способе является исследование изменения диаметра СМА на фоне гиперкапнического нагрузочного теста; расчет и оценка индекса постгиперкапнического восстановления линейной скорости кровотока и коррекция коэффициента ауторегуляторного ответа в зависимости от системного артериального давления, что повышает информативность и точность оценки цереброваскулярной реактивности.In addition, new in the proposed method is the study of changes in the diameter of the SMA against the background of hypercapnic stress test; calculation and assessment of the index of posthypercapnic restoration of the linear blood flow velocity and correction of the autoregulatory response coefficient depending on systemic blood pressure, which increases the information content and accuracy of cerebrovascular reactivity assessment.
Существенные признаки, характеризующие изобретение, проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и являющиеся очевидными для специалиста.The essential features characterizing the invention, showed in the claimed combination of new properties that are not explicitly derived from the prior art in this field and which are obvious to a specialist.
Идентичной совокупности признаков не обнаружено при изучении патентной и научно-медицинской литературы. Данное изобретение может быть использовано в практическом здравоохранении для повышения качества диагностики и своевременного начала лечения нарушений цереброваскулярного резерва в условиях гиперкапнии.An identical set of features was not found in the study of patent and medical literature. This invention can be used in practical health care to improve the quality of diagnosis and the timely start of treatment of disorders of the cerebrovascular reserve in hypercapnia.
Исходя из вышеизложенного, следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень», «промышленная применимость».Based on the foregoing, the proposed invention should be considered relevant to the conditions of patentability "novelty", "inventive step", "industrial applicability".
Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.The invention will be clear from the following description and the accompanying drawings.
На фиг.1 изображено устройство для оценки цереброваскулярного резерва, состоящее из двух литых металлических баллонов емкостью 2 литра, содержащих кислород (1) и двуокись углерода (2), закрепленных на корпусе устройства; двухкамерных редукторов (3, 4) (ГОСТ 5313-59); блока ротаметрических дозиметров - двух дозиметров для кислорода (5) с пределами измерений от 0 до 2 л/мин и от 2 до 10 л/мин и дозиметра для двуокиси углерода (6) с пределами измерения от 0 до 2 л/мин; направляющих клапанов (7); дыхательных шлангов - гофрированного большого диаметра (22 мм) для кислорода/воздуха (8) и малого диаметра (8 мм) для инжекторной подачи двуокиси углерода при проведении гиперкапнической пробы (9); нереверсивного клапана (10); лицевой маски (11) с надувным обтуратором и регистрирующего устройства - аппарата ультразвуковой диагностики HDI 5000 SonoCT (Philips-ATL, Германия - США) (12).Figure 1 shows a device for assessing cerebrovascular reserve, consisting of two cast metal cylinders with a capacity of 2 liters, containing oxygen (1) and carbon dioxide (2), mounted on the device; two-chamber gearboxes (3, 4) (GOST 5313-59); a unit of rotametric dosimeters - two dosimeters for oxygen (5) with measurement limits from 0 to 2 l / min and from 2 to 10 l / min and a dosimeter for carbon dioxide (6) with measurement limits from 0 to 2 l / min; directional valves (7); breathing hoses - corrugated large diameter (22 mm) for oxygen / air (8) and small diameter (8 mm) for injection of carbon dioxide during hypercapnic tests (9); non-reversing valve (10); face mask (11) with an inflatable obturator and a recording device - an ultrasound diagnostic apparatus HDI 5000 SonoCT (Philips-ATL, Germany - USA) (12).
На фиг.2 представлена динамика изменения диаметра средней мозговой артерии при проведении функционального гиперкапнического нагрузочного теста у пациентов в возрастных группах: 20-30 лет, 30-40 и старше 40 лет.Figure 2 presents the dynamics of changes in the diameter of the middle cerebral artery during the functional hypercapnic load test in patients in age groups: 20-30 years, 30-40 and older than 40 years.
На фиг.3 представлена динамика изменения линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии при проведении функционального гиперкапнического нагрузочного теста у пациентов в возрастных группах: 20-30 лет, 30-40 и старше 40 лет.Figure 3 presents the dynamics of changes in the linear velocity of blood flow in the middle cerebral artery during the functional hypercapnic load test in patients in age groups: 20-30 years, 30-40 and older than 40 years.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
1 этап. На лицо пациента, лежащего на спине, накладывают стерильную лицевую маску (11) и в течение 2-х минут, с помощью волюметра, измеряют показатели внешнего дыхания - дыхательный объем (ДО), минутную вентиляцию легких (МВЛ) и частоту дыхания (ЧД). Одновременно с этим, при помощи регистрирующего устройства (12) проводят транскраниальную допплерографию средней мозговой артерии через темпоральное окно и оценивают качественные показатели (характер допплеровского сигнала, форма допплерограммы, распределение частот по допплерограмме, направление кровотока) и исходные количественные характеристики мозгового кровотока, а именно: максимальную (пиковую) систолическую скорость кровотока, конечную диастолическую скорость и среднюю скорость кровотока. Диаметр средней мозговой артерии оценивают по допплеровскому слепку.
2 этап. Для проведения гиперкапнического нагрузочного теста с двуокисью углерода открывают вентиль (4) баллона с СО2 (2). С помощью ротаметрического дозиметра (6) устанавливают газоток (л/мин) в соответствии с результатами измерения МВЛ. Парциальное содержание двуокиси углерода (FiCO2) - 4%. Инжекторную подачу двуокиси углерода осуществляют через шланг малого диаметра (9). Регистрирующим устройством (12) фиксируют изменение показателей мозгового кровотока и диаметра СМА в течение 2-х минут. Прекращают подачу двуокиси углерода закрытием вентиля (4) баллона с СО2 (2). Определяют время возврата показателей мозгового кровотока к исходным значениям.2 stage. To conduct a hypercapnic load test with carbon dioxide, the valve (4) of the CO 2 cylinder (2) is opened. Using a rotametric dosimeter (6) set the gas flow (l / min) in accordance with the results of the measurement of MVL. The partial content of carbon dioxide (FiCO 2 ) is 4%. The carbon dioxide is injected through a small diameter hose (9). The recording device (12) records the change in the parameters of cerebral blood flow and the diameter of the MCA for 2 minutes. Cut off the carbon dioxide supply by closing the valve (4) of the CO 2 cylinder (2). Determine the time of return of cerebral blood flow to baseline values.
3 этап. Рассчитывают коэффициенты и индексы, а именно:3 stage. The coefficients and indices are calculated, namely:
1) коэффициент изменения скорости кровотока 
где V0 - исходная ЛСК в СМА (см/с), V2 - ЛСК через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (см/с);where V 0 is the initial BFV in the MCA (cm / s), V 2 is BFK after 2 minutes of inhalation of the hypercapnic mixture (cm / s);
2) индекс изменения скорости кровотока 
где V0 - исходная ЛСК в СМА (см/с), V2 - ЛСК через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (см/с), Т - время ингаляции гиперкапнической смеси (с);where V 0 is the initial BFV in the MCA (cm / s), V 2 is BFK after 2 minutes of inhalation of the hypercapnic mixture (cm / s), T is the time of inhalation of the hypercapnic mixture (s);
3) коэффициент изменения диаметра 
где D0 - исходный диаметр СМА (мм), D2 - диаметр через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (мм);where D 0 is the initial diameter of the SMA (mm), D 2 is the diameter after 2 minutes of inhalation of the hypercapnic mixture (mm);
4) индекс изменения диаметра 
где D0 - исходный диаметр СМА (мм), D2 - диаметр через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (мм), Т - время ингаляции гиперкапнической смеси (мин);where D 0 is the initial diameter of the SMA (mm), D 2 is the diameter after 2 minutes of inhalation of the hypercapnic mixture (mm), T is the inhalation time of the hypercapnic mixture (min);
5) индекс постгиперкапнического восстановления 
где V0 - исходная ЛСК в СМА (см/с), V5 - ЛСК через 5 минут от начала исследования (см/с);where V 0 is the initial BFV in the MCA (cm / s), V 5 is BFK after 5 minutes from the start of the study (cm / s);
6) нормализованный к АД ауторегуляторный ответ 
где V0 - исходная ЛСК в СМА (см/с), V2 - ЛСК через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (см/с), АД0 - исходное систолическое АД (мм рт. ст.), АД2 - систолическое АД через 2 минуты ингаляции гиперкапнической смеси (мм рт. ст.).where V 0 is the initial BFV in the MCA (cm / s), V 2 is BFK after 2 minutes of inhalation of the hypercapnic mixture (cm / s), BP 0 is the initial systolic blood pressure (mmHg), BP 2 is the systolic blood pressure through 2 minutes of inhalation of a hypercapnic mixture (mmHg).
По данным показателям оценивают состояние цереброваскулярной реактивности.According to these indicators assess the state of cerebrovascular reactivity.
В течение всего исследования производят непрерывную запись электрокардиограммы, измеряют артериальное давление и частоту дыхания. Общее время исследования составляет 10 минут.Throughout the study, a continuous recording of the electrocardiogram is carried out, blood pressure and respiratory rate are measured. The total study time is 10 minutes.
В качестве клинических примеров, подтверждающих преимущества предлагаемого способа оценки цереброваскулярной реактивности, приводятся протоколы обследования пациентов.As clinical examples, confirming the advantages of the proposed method for assessing cerebrovascular reactivity, the examination protocols of patients are given.
Пример 1. Пациентка Р., 44 лет, проходила клиническое обследование в клиниках ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. Неврологических жалоб не предъявляла. При исследовании мозгового кровотока по общепринятой методике - методом транскраниальной допплерографии средней мозговой артерии - были получены следующие результаты: максимальная (пиковая) систолическая скорость кровотока 107,1 см/с, конечная диастолическая скорость кровотока 54,0 см/с, средняя скорость кровотока за сердечный цикл 71,7 см/с, что соответствовало норме, но не позволяло судить о состоянии компенсаторно-приспособительных механизмов (цереброваскулярной реактивности), которые адаптируют сопротивление мозговых сосудов к меняющемуся перфузионному давлению, химизму крови и повышенной активности мозга, обеспечивая функциональную устойчивость системы мозгового кровообращения.Example 1. Patient R., 44 years old, underwent a clinical examination in clinics of the State Scientific Research Institute of Cardiology, Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. No neurological complaints. When studying cerebral blood flow according to the generally accepted method — transcranial dopplerography of the middle cerebral artery — the following results were obtained: the maximum (peak) systolic blood flow velocity of 107.1 cm / s, the final diastolic blood flow velocity of 54.0 cm / s, and the average blood flow velocity for the heart a cycle of 71.7 cm / s, which corresponded to the norm, but did not allow judging the state of compensatory-adaptive mechanisms (cerebrovascular reactivity), which adapt the resistance of cerebral vessels to changing mussing with perfusion pressure, blood chemistry and increased brain activity, providing functional stability of the cerebral circulation system.
При исследовании цереброваскулярной реактивности согласно предлагаемому способу были получены следующие результаты: коэффициент изменения скорости кровотока 1,35, индекс изменения скорости кровотока 0,32, коэффициент изменения диаметра средней мозговой артерии 1,25, индекс изменения диаметра средней мозговой артерии 0,40, индекс постгиперкапнического восстановления линейной скорости кровотока 0,87, нормализованный к АД ауторегуляторный ответ 6,17. Полученные данные позволили оценить нормальное состояние цереброваскулярной реактивности.In the study of cerebrovascular reactivity according to the proposed method, the following results were obtained: the coefficient of change in blood flow velocity 1.35, the index of change in blood flow velocity 0.32, the coefficient of change in diameter of the middle cerebral artery 1.25, the index of change in diameter of the middle cerebral artery 0.40, post-hypercapnic index restoration of linear blood flow velocity 0.87, normalized to blood pressure autoregulatory response 6.17. The data obtained allowed us to assess the normal state of cerebrovascular reactivity.
Пример 2. Пациент Л., 49 лет, проходил клиническое обследование в клиниках ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. Неврологических жалоб не предъявлял. При транскраниальной допплерографии средней мозговой артерии - максимальная (пиковая) систолическая скорость кровотока 104,0 см/с, конечная диастолическая скорость кровотока 32,3 см/с, средняя скорость кровотока за сердечный цикл 56,2 см/с, что соответствовало норме. Компьютерная томография головного мозга не выявила органических изменений.Example 2. Patient L., 49 years old, underwent a clinical examination in clinics of the State Research Institute of Cardiology, Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. No neurological complaints. In transcranial dopplerography of the middle cerebral artery, the maximum (peak) systolic blood flow velocity was 104.0 cm / s, the final diastolic blood flow velocity was 32.3 cm / s, and the average blood flow velocity for the cardiac cycle was 56.2 cm / s, which was normal. Computed tomography of the brain did not reveal organic changes.
С целью оценки цереброваскулярной реактивности было проведено исследование согласно предлагаемому способу, а именно: регистрация изменения линейной скорости кровотока и диаметра средней мозговой артерии на фоне гиперкапнического нагрузочного теста. Были получены следующие результаты: коэффициент изменения скорости кровотока 0,96, индекс изменения скорости кровотока 0,03, коэффициент изменения диаметра средней мозговой артерии 1,0, индекс изменения диаметра средней мозговой артерии 0,00, индекс постгиперкапнического восстановления линейной скорости кровотока 0,76, нормализованный к АД ауторегуляторный ответ 1,24. Полученные данные свидетельствовали о снижении цереброваскулярной реактивности, т.е. уменьшении способности и возможности мозговых сосудов изменять свой диаметр и скорость кровотока в ответ на воздействие нагрузочных стимулов.In order to assess cerebrovascular reactivity, a study was conducted according to the proposed method, namely: registration of changes in the linear velocity of blood flow and the diameter of the middle cerebral artery against the background of hypercapnic loading test. The following results were obtained: coefficient of change in blood flow velocity 0.96, index of change in blood flow velocity 0.03, coefficient of change in diameter of the middle cerebral artery 1.0, index of change in diameter of the middle cerebral artery 0.00, index of posthypercapnic restoration of the linear velocity of blood flow 0.76 , normalized to blood pressure autoregulatory response 1.24. The data obtained indicated a decrease in cerebrovascular reactivity, i.e. a decrease in the ability and ability of cerebral vessels to change their diameter and blood flow velocity in response to exposure to load stimuli.
Полученные с помощью предлагаемого способа данные позволили на ранней, доклинической стадии, выявить уязвимость циркуляторно-метаболического обеспечения деятельности головного мозга при повышенной нагрузке и предоставили возможность дать пациенту практические рекомендации для уменьшения риска развития острого нарушения мозгового кровообращения, а именно: исключить работу в экстремальных условиях (высокогорье, подводные работы); избегать нахождения в помещениях с высокой загазованностью и повышенным содержанием CO2; оптимизировать режим работы (чередование труда и отдыха, полноценный сон, исключить работу в ночную смену); не допускать снижения системного артериального давления; регулярно проходить обследование у невролога.The data obtained using the proposed method made it possible, at an early, preclinical stage, to identify the vulnerability of the circulatory and metabolic support of brain activity at increased load and provided the opportunity to give the patient practical recommendations to reduce the risk of developing acute cerebrovascular accident, namely: to exclude work in extreme conditions ( highlands, underwater works); avoid being in rooms with high gas contamination and high content of CO 2 ; optimize the mode of work (alternation of work and rest, full sleep, exclude night work); prevent a decrease in systemic blood pressure; regularly examined by a neurologist.
Критерии, предлагаемые для оценки цереброваскулярной реактивности, были подобраны на основании интерпретации результатов применения предлагаемого способа у 40 здоровых добровольцев трех возрастных групп: 20-30 лет, 30-40 и старше 40 лет, проходивших клиническое обследование в клиниках ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН.The criteria proposed for assessing cerebrovascular reactivity were selected based on the interpretation of the results of applying the proposed method in 40 healthy volunteers of three age groups: 20-30 years old, 30-40 and older than 40 years old, who underwent clinical examination in clinics of the State Research Institute of Cardiology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences.
Согласно использованию критериев предлагаемого способа были определены пороговые значения показателей кровотока и диаметра средней мозговой артерии, обеспечивающие нормальное состояние цереброваскулярной реактивности (табл.1).According to the use of the criteria of the proposed method, threshold values of blood flow parameters and the diameter of the middle cerebral artery were determined, which ensure the normal state of cerebrovascular reactivity (Table 1).
Пороговые значения показателей кровотока и диаметра СМА при проведении функционального гиперкапнического нагрузочного тестаTable 1
Threshold values of blood flow parameters and SMA diameter during functional hypercapnic loading test
Примечание: данные представлены как M±SDNote: data are presented as M ± SD
Цереброваскулярная реактивность является интегративным показателем функционального состояния системы мозгового кровообращения и нарушается при патологии любого церебрального сосудистого бассейна [8]. В основе патогенеза доинсультных стадий цереброваскулярных заболеваний, к которым относятся начальные проявления недостаточности мозгового кровообращения и ранние формы дисциркуляторной энцефалопатии, лежит недостаточное гемодинамическое обеспечение повышенной функциональной активности мозга, объясняемое неэффективностью компенсаторно-приспособительных реакций [9].Cerebrovascular reactivity is an integrative indicator of the functional state of the cerebral circulatory system and is impaired in the pathology of any cerebral vascular pool [8]. The pathogenesis of pre-stroke stages of cerebrovascular diseases, which include the initial manifestations of cerebrovascular insufficiency and early forms of discirculatory encephalopathy, is based on the insufficient hemodynamic support of increased functional activity of the brain, due to the ineffectiveness of compensatory-adaptive reactions [9].
Таким образом, предлагаемые критерии, характеризующие состояние цереброваскулярной реактивности могут использоваться в неврологии,. кардиологии, нейрохирургии и реаниматологии для диагностики латентной церебрососудистой недостаточности, позволяют распознавать цереброваскулярные заболевания на ранней, доклинической стадии и являются пороговыми для определения периода применения лечебно-профилактических мероприятий.Thus, the proposed criteria characterizing the state of cerebrovascular reactivity can be used in neurology. cardiology, neurosurgery and resuscitation for the diagnosis of latent cerebrovascular insufficiency, can recognize cerebrovascular diseases at an early, preclinical stage and are threshold for determining the period of application of therapeutic measures.
Предлагаемый способ отличает детерминированность сосудистой реакции, стандартизация исследования, простота выполнения, оперативность получения и высокая степень воспроизводимости результатов, использование физиологического раздражителя (СО2) в низкой концентрации (4%), что обеспечивает безопасность, неинвазивность и хорошую переносимость исследования и позволяет применять данный способ для экспресс-диагностики цереброваскулярной реактивности.The proposed method is distinguished by the determinism of the vascular reaction, the standardization of the study, ease of implementation, the speed of obtaining and a high degree of reproducibility of the results, the use of physiological stimulus (CO 2 ) in a low concentration (4%), which ensures safety, non-invasiveness and good tolerance of the study and allows the use of this method for rapid diagnosis of cerebrovascular reactivity.
Список используемой литературыBibliography
1. Лелюк В.Г. Цереброваскулярный резерв при атеросклеротическом поражении брахиоцефальных артерий. Этюды современной ультразвуковой диагностики / В.Г.Лелюк, С.Э.Лелюк. - К.: Укрмед, 2001. - Выпуск 2. - С.31-41.1. Lelyuk V.G. Cerebrovascular reserve for atherosclerotic lesions of the brachiocephalic arteries. Studies of modern ultrasound diagnostics / V.G. Lelyuk, S.E. Lelyuk. - K .: Ukrmed, 2001. -
2. Гайдар Б.В. Полуколичественная оценка ауторегуляции кровоснабжения головного мозга в норме / Б.В.Гайдар, Д.В.Свистов, К.Н.Храпов. // Журнал неврологии и психиатрии. - 2000. - №6. - С.38-41.2. Gaidar B.V. Semiquantitative assessment of autoregulation of blood supply to the brain is normal / B.V. Gaidar, D.V. Svistov, K.N. Khrapov. // Journal of Neurology and Psychiatry. - 2000. - No. 6. - S. 38-41.
3. Шахнович А.Р. Диагностика нарушений мозгового кровообращения (Транскраниальная допплерография) / А.Р.Шахнович, В.А.Шахнович. - М.: Медицина, 1996. - С.129-191.3. Shakhnovich A.R. Diagnosis of cerebrovascular accident (transcranial dopplerography) / A.R. Shakhnovich, V.A. Shakhnovich. - M .: Medicine, 1996. - P.129-191.
4. Ультразвуковая допплеровская диагностика сосудистых заболеваний / Под ред. Никитина Ю.М., Труханова А.И. - М.: Видар, 1998. - С.241-248.4. Ultrasound Doppler diagnostics of vascular diseases / Ed. Nikitina Yu.M., Trukhanova A.I. - M .: Vidar, 1998 .-- S.241-248.
5. Клиническая допплерография окклюзирующих поражений артерий мозга и конечностей / Под ред. проф. Куперберга Е.Б. - М.: Изд. НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН, 1997. - С.40-41.5. Clinical Dopplerography of occlusive lesions of the arteries of the brain and limbs / Ed. prof. Cooperberg E.B. - M.: Publishing. NTSSSH them. A.N. Bakuleva RAMS, 1997 .-- P.40-41.
6. Hetzel A. CO2 reactivity testing without blood pressure monitoring. / A.Hetzel, S.Draune, B.Guschlbauer, K.Dohms. // Strokt., 1999. - №30(2). - P.398-401.6. Hetzel A. CO 2 reactivity testing without blood pressure monitoring. / A. Hetzel, S. Draune, B. Guschlbauer, K.Dohms. // Strokt., 1999. - No. 30 (2). - P.398-401.
7. Патент РФ на полезную модель №53881. Устройство для оценки цереброваскулярного резерва / Е.Г.Рипп, Т.М.Рипп, В.Е.Шипаков, Ю.К.Подоксенов, А.В.Шипакова, Ю.С.Свирко, Е.В.Шишнева. - БИ №16. - 10.06.2006.7. RF patent for utility model No. 53881. Device for assessing cerebrovascular reserve / E.G. Ripp, T.M. Ripp, V.E. Shipakov, Yu.K. Podoksenov, A.V. Shipakova, Yu.S. Svirko, E.V. Shishneva. - BI No. 16. - 06/10/2006.
8. Одинак М.М. Сосудистые заболевания головного мозга / М.М.Одинак, А.А.Михайленко, Ю.С.Иванов, Г.Ф.Семин. - СПб.: Гиппократ, 1998. - 160 с.8. Odinak M.M. Vascular diseases of the brain / M.M. Odinak, A.A. Mikhailenko, Yu.S. Ivanov, G.F.Semin. - St. Petersburg: Hippocrates, 1998 .-- 160 p.
9. Молоков Д.Д. Роль реактивности сердечно-сосудистой системы в патогенезе, диагностике и лечении атеросклеротической дисциркуляторной энцефалопатии. Автореф. дисс… докт. мед. наук. - Иванов, 1995.9. Molokov D.D. The role of cardiovascular reactivity in the pathogenesis, diagnosis and treatment of atherosclerotic discirculatory encephalopathy. Abstract. diss ... doctor. honey. sciences. - Ivanov, 1995.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137318/14A RU2351281C1 (en) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Method of cerebrovascular reactance estimation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137318/14A RU2351281C1 (en) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Method of cerebrovascular reactance estimation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2351281C1 true RU2351281C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137318/14A RU2351281C1 (en) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Method of cerebrovascular reactance estimation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351281C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515751C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-05-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации | Method for assessing cerebrovascular responsiveness |
| RU2613720C1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Method for brain resistance vessels dilatatornoy reactivity determination |
-
2007
- 2007-10-08 RU RU2007137318/14A patent/RU2351281C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Клиническая допплерография окклюзирующих поражений артерий мозга и конечностей. /Под ред. Е.Б.Куперберга. - М., 1997, с.40-41. * |
| МОЗГОВ А.В. Цереброваскулярный резерв у здоровых взрослых лиц по данным транскраниального дуплексного сканирования с цветным картированием кровотока. Современные вопросы диагностики, 1998, с.58-59. GORM GREISEN Autoregulation of Cerebral Biood Flow. NeoReviews, 2007, 8, (1):e22. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515751C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-05-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации | Method for assessing cerebrovascular responsiveness |
| RU2613720C1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Method for brain resistance vessels dilatatornoy reactivity determination |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Potential for lung recruitment estimated by the recruitment-to-inflation ratio in acute respiratory distress syndrome. A clinical trial | |
| Yazici et al. | Cerebral blood flow measurements of the extracranial carotid and vertebral arteries with Doppler ultrasonography in healthy adults | |
| Troosters et al. | Respiratory muscle assessment | |
| Chin et al. | Sonographic optic nerve sheath diameter as a surrogate measure for intracranial pressure in anesthetized patients in the Trendelenburg position | |
| US20110196245A1 (en) | Measurement of cerebral hemodynamic parameters | |
| JP4378171B2 (en) | Non-invasive device for diagnosing pulmonary vascular occlusion | |
| RU2351281C1 (en) | Method of cerebrovascular reactance estimation | |
| Lysakowski et al. | Effect of magnesium, high altitude and acute mountain sickness on blood flow velocity in the middle cerebral artery | |
| Weenink et al. | Quantitative electroencephalography in a swine model of cerebral arterial gas embolism | |
| Dünser et al. | Clinical examination skills in the adult critically ill patient | |
| RU2351282C1 (en) | Method of autoregulation estimation of cerebral blood flow | |
| Yiangou et al. | The impact of valsalva manoeuvres and exercise on intracranial pressure and cerebrovascular dynamics in idiopathic intracranial hypertension | |
| RU2755390C1 (en) | Method for diagnosing respiratory failure in chronic obstructive pulmonary disease | |
| Bodo et al. | Measurement of brain electrical impedance: animal studies in rheoencephalography | |
| Mariani et al. | Future noninvasive monitoring | |
| US12076128B2 (en) | Methods of evaluating cerebrovascular reactivity using transcranial doppler | |
| RU2792568C1 (en) | Method for verification of symptomatic and minimal hepatic encephalopathy in chronic hepatitis and liver cirrhosis | |
| RU2805362C1 (en) | Method for determining left-right hemisphere dichotomy in healthy individuals | |
| RU2790920C1 (en) | A method for diagnosing latent respiratory failure in patients with pneumonia | |
| Scheffzek et al. | Volumetric capnography curves as lung function test to confirm bronchoconstriction after carbachol challenge in sedated dogs | |
| RU2378978C1 (en) | Method of determining stroke volume of human heart | |
| da Costa et al. | Measurement of Cerebrovascular Reactivity Using Transcranial Doppler | |
| Miller | Development of NIRS Based Noninvasive Cerebrovascular Regulation Assessment | |
| Soumya et al. | Association of Peripheral Perfusion Status and Prognosis of Patients on Mechanical Ventilator | |
| Tarragona et al. | Modified passive leg-raising maneuver to predict fluid responsiveness by transthoracic ultrasound guidance in healthy pigs under sevoflurane anesthesia. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091009 |