Способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки

Заявленное изобретение относится к области медицины.

Согласно современным представлениям повышение гидростатического давления в почечных клубочках является универсальным патологическим механизмом прогрессирования почечной недостаточности при различных заболевания почек (Brenner BM., Lawler EV., Mackenzie HS.: The hyperfiltration theory: A paradigm shift in nephrology. Kidney Int 49: 1774-1777, 1996 [PubM]).

Такой вывод был сделан на основании прямого измерения клубочкового гидростатического давления у животных при моделировании у них различной почечной патологии.

В этих же экспериментах было показано, что снижение гидростатического давления в клубочках является эффективным способом профилактики и/или замедления развития терминальной стадии хронической почечной недостаточности.

Эти экспериментальные данные были в последующем многократно подтверждены в клинических испытаниях, в которых пациенты в течение нескольких лет принимали препараты, снижающие клубочковое давление (ингибиторы АПФ, антагонисты рецепторов ангиотензина II и некоторые другие). Пример одного из таких исследований: Ruggenenti P, Perna A, Remuzzi G. ACE inhibitors to prevent End-stage Renal Disease: when to start and why possibly nevced3 er stop: a post-hoc analysis of the REIN trial results. J Am Soc Nephrol 12: 2832-2837, 2001.

Однако, определение оптимального сочетания и дозы данных лекарственных препаратов у отдельно взятого пациента затруднено в связи с невозможностью прямого измерения величины клубочкового давления в клинической практике.

Кроме того, фармацевтические компании продолжают активно разрабатывать лекарственные препараты, замедляющие развитие почечной недостаточности и заинтересованы в возможности быстрой оценки того, как новый препарат влияет на клубочковое давление.

Вышеизложенное объясняет актуальность изобретения, задачей которого является создание способа количественной оценки клубочкового гидростатического давления в клинической практике и научных исследованиях.

Техническая проблема заключается в расширении арсенала технических средств.

Техническим результатом является реализация назначения, т.е. реализация способа определения гидростатического давления в почечных клубочках.

Технический результат достигается в способе определения гидростатического давления включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии или аортографии, заключающийся в том, что

синхронно регистрируют кривую артериального давления и скорость кровотока в почечных артериях во время коронарографии или аортографии,

используя полученные значения давления и скорости кровотока производят расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках по алгоритму включающий этапы на которых:

синхронизируют барограмму и допплерангиограмму,

разбивают обе кривые на малые временные интервалы

началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии,

для каждого заданного временного интервала (n) на протяжении всего записанного цикла рассчитывают гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Р_nx

для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производят расчет гидравлического сопротивления R_n

определяют интервалы значений R_n в которых Р_nx принимает минимальные колебания давления

значения Р_nx в указанных интервалах принимают за давление в капиллярах почечных клубочков или внутриклубочковое давление.

Дополнительная особенность заключается в том, что гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Р_nx рассчитывают по формуле:

Р_nх = , где V_n и P_n соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а V_n+1 и P_n+1 – соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.

Дополнительная особенность заключается в том, что расчет гидравлического сопротивления R_n производят по формуле:

R_n = где Р_n и V_n – соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Р_nx – гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи.

Заявленное изобретение характеризует способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии/аортографии.

Суть метода состоит в синхронной регистрации кривой артериального давления (барограмма) и скорости кровотока (допплерангиограмма) в почечных артериях во время рутинной коронарографии/аортографии. Затем, по предлагаемому мной алгоритму, используя полученные значения давления и скорости кровотока производится расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках.

Измерение давления производится при помощи датчика-манометра, которым снабжены стандартные катетеры, используемые при коронарографии. Измерение скорости кровотока в почечной артерии выполняется параллельно измерению давления методом чрескожной ультразвуковой допплерангиографии по стандартной методике, в месте наилучшей локации почечной артерии.

Запись кривой давления и скорости кровотока осуществляется синхронно при одинаковой скорости записывающих устройств (Фиг. 1), где верхняя кривая – скорость кровотока в почечной артерии, нижняя кривая – артериальное давление в почечной артерии.

В настоящее время реализована техническая возможность записи давления и скорости кровотока с помощью одного катетера, который объединяет функцию манометра и ультразвукового датчика (single-wire). Потенциально это упрощает процедуру регистрации данных – отпадает необходимость чрескожной допплерангиографии почечной артерии с использованием дополнительной аппаратуры и врача ультразвуковой диагностики.

Используя предлагаемый способ удалось получить значение величины клубочкового гидростатического давления в пределах 50 мм рт. ст. Это соответствует значениям, полученным ранее способом прямого измерения у млекопитающих.

Синхронизируют барограмму и допплерангиограмму, размещают их одну под другой, как это показано на (Фиг. 2). Временная ось под обоими кривыми делится на интервалы длиной 1 мм, что при скорости записи 50 мм/сек соответствует 1/50 сек. Началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии, соответственно V₁−P₂, V₂−P₂…V_n−P_n и так далее.

Так как временной промежуток 1/50 сек достаточно мал, условно допускается, что гидростатическое давление на противоположном конце гидравлической цепи Р_nх и гидростатическое сопротивление сосудистого русла R_n на протяжении каждого интервала от его начала до конца остается неизменным. Используя закон Ома для гидравлической цепи: V=, где – разность гидростатического давления между начальным и конечным участком гидравлической цепи, а R – гидравлическое сопротивление участка цепи, а также принимая допущение о неизменности гидростатического давления Р_nх на противоположном участке гидравлической цепи и сопротивления сосудистого русла R_n на протяжении каждого интервала от его начала до конца, рассчитываем Р_nх по формуле: Р_nх = , где V_n и P_n соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а V_n+1 и P_n+1 – соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.

Таким образом производится расчет Р_nх, для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла.

Затем для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производится расчет гидравлического сопротивления R_n по формуле: R_n = где Р_n и V_n соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Р_nx – гидростатическое давление на противоположном конце гидравлической цепи в начале интервала n.

На основании полученных значений Р_n и R_n, осуществляем построение графика в том числе и с помощью автоматизированных средств, т.е. строим график зависимости Р_n от R_n на протяжении всего записанного цикла. На графике находим интервалы значений или участки R_n в которых наблюдаются минимальные колебания давления Р_nx. Эти значения P_nx принимаем за давление в капиллярах почечных клубочков, или внутриклубочковое давление. Данный график отражает величину колебаний гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, начиная от устья магистральной почечной артерии (R=0) и до почечной вены (R_max) (Фиг. 3).

Согласно классическим исследованиям (Folkow, B; Neil, E (1971). Circulation. New York, London, Toronto: Oxford University Press. pp.1-593.) в сосудистом русле наибольшие колебания гидростатического давления на протяжении сердечного цикла регистрируются в артериях и артериолах, а наименьшие – в капиллярах и венулах.

На изображенном на Фиг. 3 графике видна область наименьшего колебания гидростатического давления, лежащая в значениях, близким к-50,0 мм Нg, расположенная между двумя зонами с более широкими колебаниями давления (теоретически между приносящими и выносящими артериолами почечного клубочка). Давление в этой области принимается за гидростатическое давление в почечных клубочках.

1. Способ определения гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, включая почечные клубочки, во время проведения коронарографии или аортографии, заключающийся в том, что

синхронно регистрируют кривую артериального давления и скорость кровотока в почечных артериях во время коронарографии или аортографии,

используя полученные значения давления и скорости кровотока, производят расчет гидростатического давления в различных участках сосудистого русла почки, в том числе в почечных клубочках по алгоритму, включающий этапы на которых:

синхронизируют барограмму и допплерангиограмму,

разбивают обе кривые на малые временные интервалы,

началу каждого интервала на допплерангиограмме и на барограмме находят соответствующие значения скорости кровотока (V) и давления (Р) в магистральной почечной артерии,

для каждого заданного временного интервала (n) на протяжении всего записанного цикла рассчитывают гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Р_nx,

для каждого временного интервала на протяжении всего записанного цикла производят расчет гидравлического сопротивления R_n,

определяют интервалы значений R_n, в которых Р_nx принимает минимальные колебания давления,

значения Р_nx в указанных интервалах принимают за давление в капиллярах почечных клубочков или внутриклубочковое давление.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи Р_nx рассчитывают по формуле:

Р_nх = , где V_n и P_n - соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n, а V_n+1 и P_n+1 - соответственно скорость и давление в почечной артерии в начале временного интервала n+1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчет гидравлического сопротивления R_n производят по формуле:

R_n = , где Р_n и V_n - соответственно давление и скорость в почечной артерии в начале временного интервала, а Р_nx - гидростатическое давление на противоположном участке гидравлической цепи.