Спосіб оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою доплерографічного тесту

УКРАЇНА (19) UA (11) 57879 (13) U (51) МПК (2011.01) A61B 5/04 (2011.01) A61B 8/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС видається під відповідальність власника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СПОСІБ ОЦІНКИ СУДИННОГО СТАНУ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЛЮДИНИ ЗА ДОПОМОГОЮ ДОПЛЕРОГРАФІЧНОГО ТЕСТУ 1 2 динного стану головного мозку людини здійснюють автоматизовано на основі числового значення критерію Y за допомогою моделі, що описується рівнянням: Y= 0,0318*X10 0,00803*Х23+0,00530*Х25+0,00301*Х28+0,440, де X - вхідні параметри моделі; Х10 - максимальна швидкість по загальній сонній артерії; Х23 - індекс резистентності по хребетній артерії; Х25 - індекс резистентності по надблоковій артерії; Х28 - індекс резистентності по передньомозковій артерії, і, якщо Y>0,622, то у обстежуваного прогнозують наявність судинних змін, у протилежному випадку норму. Спосіб, що заявляться, відноситься до медицини, до ультразвукової діагностики і може бути використаний для діагностики функціонального судинного стану головного мозку людини в процесі діяльності, а також при проведенні масових скринінгових обстежень. Відомо спосіб оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою допплерографічного тесту [1. Патент RU №2032378 А61В8/06 Прохоров С.А.; Шабалов Н.П. Способ диагностики отека головного мозга у новорожденных детей. Заявитель: Ленинградский педиатрический медицинский институт, Патентообладатель: СанктПетербургский педиатрический медицинский институт /Заявка №4954346/14 от 28.06.1991 Опубликовано: 10.04.1995] шляхом визначення допплерографічних показників головного мозку і порівняння з їх критеріальними значеннями. Спосіб включає визначення змін просторових характеристик головного мозку на основі багатократних вимірювань, які супроводжуються зміною положень датчиків з фіксацією отриманих результатів для їх обробки і прийняття рішення про функціональний стан головного мозку людини. Недоліком відомого способу є недостатня точність визначення судинного стану головного мозку людини у зв'язку з тим, що аналіз показників, які отримують у процесі виконання допплерографічного тесту, вимагає багато часу та у значній мірі залежить від кваліфікації та функціонального стану лікарів, що проводять обстеження. Відомо також спосіб оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою допплерографічного тесту [2. Патент RU №2108063 6 А61В8/00 Филиппова Е.М. Способ ультразвукового исследования головного мозга Заявитель: Филиппова Е.М. /Заявка №93030240/14 от 06.07.1993. Опубликовано: 04.10.1998] шляхом визначення допплерографічних показників головного мозку і порівняння їх з критеріальними значеннями. Спосіб включає визначення змін просторових характеристик головного мозку на основі багатократних вимірювань, які супроводжуються зміною положень датчиків з фіксацією отриманих результатів для їх обробки і прийняття рішення про функціональний стан головного мозку людини. Недоліком відомого способу є недостатня точність визначення судинного стану головного мозку людини у зв'язку з тим, що аналіз показників, які отримують у (19) UA (11) 57879 (13) U (21) u201011907 (22) 07.10.2010 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) ПАНЧЕНКО ОЛЕГ АНАТОЛІЙОВИЧ, РАДЧЕНКО СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ЛЯХ ЮРІЙ ЄРЕМІЙОВИЧ, ГУР'ЯНОВ ВІТАЛІЙ ГРИГОРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ЗАКЛАД "НАУКОВОПРАКТИЧНИЙ МЕДИЧНИЙ РЕАБІЛІТАЦІЙНОДІАГНОСТИЧНИЙ ЦЕНТР МІНІСТЕРСТВА ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ" (57) Спосіб оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою доплерографічного тесту шляхом визначення критеріїв границь діагностичної "норми" для параметрів мозкової гемодинаміки у осіб з різною ефективністю церебральної гемодинаміки, який відрізняється тим, що оцінку су 3 процесі виконання допплерографічного тесту, у значній мірі залежить від кваліфікації та функціонального стану лікарів, що проводять обстеження, вимагає багато часу. Найбільш близьким по технічній суттєвості до способу, що заявляється є спосіб оцінки функціонального судинного стану головного мозку людини [3. Патент UA №67707А, 7А61В5/04 А61В 8/00 Лущик У.Б., Новицький В.В., Францевич К.А., Алексеева Т.С., Браніцька Н.С. Спосіб оцінки регіональної архітектоніки /Заявка №20031213327 від 31.12.2003. Надруковано 15.06.2004] шляхом визначення всіх досліджуваних доплерографічних показників регіональної архітектоніки за допомогою ультразвукових діагностичних систем. Недоліком відомого способу є те, що показники, які отримують у процесі виконання допплерографічного тесту вимагають тривалого часу для оцінки функціонального судинного стану головного мозку у зв'язку з тим, що отримана велика кількість діагностичних показників, а це потребує каскад інформаційної обробки, а також відповідної кваліфікації та функціонального стану лікарів, що проводять обстеження. Крім того, відсутність у даному способі оцінки параметрів мозкового кровообігу суттєвим чином знижує точність визначення функціонального судинного стану головного мозку людини. В основу способу, що заявляється, поставлена задача автоматизації оцінки показників допплерографічного тесту, чим забезпечити можливість суттєвого підвищення точності та швидкості визначення судинного стану головного мозку людини. Сутність способу, що заявляється, полягає у тому, що у способі оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою допплерографічного тесту автоматизовано визначають числове значення критерію Y за допомогою моделі, що описується рівнянням: Y=0,0318*Х10 0,00803*Х23+0,00530*Х25+0,00301*Х28+0,440, де X - вхідні параметри моделі; Х10 - максимальна швидкість по загальній сонній артерії; Х23 - індекс резистентності по хребетній артерії; Х25 - індекс резистентності по надблоковій артерії; Х28 - індекс резистентності по передньомозковій артерії і якщо Y>0,622, то у обстежуваного прогнозується наявність судинних змін, у протилежному випадку - норма. Новим у способі, що заявляється, є те, що у способі оцінки судинного стану головного мозку людини за допомогою допплерографічного тесту автоматизовано визначають числове значення критерію Y за допомогою моделі, що описується рівнянням: Y=0,0318* Х100,00803*Х23+0,00530*Х25+0,00301*Х28+0,440, де X - вхідні параметри моделі; 57879 4 Х10 - максимальна швидкість по загальній сонній артерії; Х23 - індекс резистентності по хребетній артерії; Х25 - індекс резистентності по надблоковій артерії; Х28 - індекс резистентності по передньомозковій артерії і якщо Y>0,622, то у обстежуваного прогнозується наявність судинних змін, у протилежному випадку - норма. Технічний результат, який досягається у вирішенні задачі, що поставлена, полягає у підвищенні точності і швидкості оцінки функціонального судинного стану головного мозку людини. Отримання цього ефекту здійснюється завдяки тому, що: а) задіяно тільки декілька інформативних допплерографічних показників; б) скорочується час обробки даних; в) підвищується якість та об'єктивізація дослідження. Спосіб реалізують наступним чином. Дослідження церебральної гемодинаміки та магістральних судин шиї проводять з використанням програмно-апаратного комплексу з ультразвукової допплерографії "Sonomed - 300" (м. Долгопрудний, Московська область, 2001), призначеного для реєстрації, збереження і аналізу допплерографічних показників. Ультразвукову допплерографію судин головного мозку проводять в дуплексному режимі, з реєструванням показників судин (загальна сонна артерія (ЗСА), хребетна артерія (ХА) і інтракраніальним ангіоскануванням (надблокова артерія (НБА), передньомозкова артерія (ПМА). Вимір показників кровообігу в ХА, ПМА виконують за допомогою секторного датчика з магістральною частотою 2,0 МГц, НБА з частотою датчика 8,0 МГц, ЗСА з частотою 4,0 МГц. Показники в усіх випадках вимірюються в положенні хворого «лежачи на спині» після 15-хвилинного відпочинку для стабілізації показників гемодинаміки. При дослідженні сонної артерії дотримуються наступних вимог: 1. Проводять обережну та ретельну пальпацію, щоб виявити глибину залягання, силу пульсації. 2. Звертають увагу на розташування біфуркації і особливості ходу початкових відділів внутрішньої та зовнішньої сонних артерій. Ультразвуковий датчик, з завчасно нанесеною контактною пастою, розташовують над загальною сонною артерією на 2-4 см нижче біфуркації і, не давлячи на шкіру, повільно змінюють кут його схилу, отримують стійкий звуковий сигнал, після чого на екрані з'являється спектрограма, і виконується автоматичний аналіз показників. Дослідження хребетної артерії виконують на рівні сегменту С1 хребта. Датчик розташовують по задньому краю грудино-ключично-сосцевидного м'яза на 2-3 сантиметри нижче сосцевидного відростку з обов'язковим направленням його вісі до протилежної орбіти. Також можлива локація хребетної артерії на рівні сегменту С7 хребта. Для цього голова особи, у якої проводиться дослідження, повинна бути повернута в протилежну 5 сторону від дослідника: датчик розташовують між С7-С8 сегментами хребта. Дослідження надблокових артерій виконують при закритих очах. Датчик розташовують у внутрішнього кута очей, направляючи його усередину. Повільно змінюючи кут схилу датчика, отримують стійкий звуковий сигнал і спектрограму. Локацію інтракраніальних артерій у скроневій області проводять через скроневу кістку, так як вона дуже тонка. У молодих осіб можна отримати сигнали з великої області, у осіб похилого віку ця зона значно зменшується. В зв'язку з цим датчик необхідно переміщувати дуже повільно, постійно контролюючи добрий контакт між шкірою та датчиком. В скроневій кістці прийнято виділяти три ультразвукових вікна, розташованих над скроневою дугою, яка виконує роль дуже надійного орієнтиру і легко визначається при пальпації. Переднє скроневе вікно розташоване спереду від скроневої дуги, заднє скроневе вікно - спереду вушної раковини, а середнє - між ними. При локації через переднє скроневе вікно датчик спрямовують трохи дозаду, при дослідженні через заднє вікно датчик направляють перпендикулярно, щоб отримати сигнал з артерій, які формують артеріальне коло мозку. Через середнє вікно досліджують передньомозкову та середньомозкову артерії. Кількісна оцінка кровообігу в артеріях заснована на безпосередньо вимірюваних допплерографічних показниках, що розраховуються. Цими показниками були: максимальна швидкість кровообігу, мінімальна швидкість кровообігу, середня швидкість кровообігу, індекс пульсації (індекс Гослінга), систоло-діастолічний показник (індекс Стюарта), індекс циркуляційного опору (індекс Пурсело). Приклад 1. Пацієнт К., 12 років. Пацієнт К., скаржився на головний біль дифузного характеру, який супроводжувався емоційною лабільністю, загальною стомленістю, метеозалежністю. Після 15-хвилинного відпочинку для стабілізації показників гемодинаміки, проводилось вимірювання в положенні хворого «лежачи на спині». Вимірювалась максимальна швидкість по загальній сонній артерії, яка склала Х10=39,0 см/с, індекс резистентності по хребетній артерії, який склав Х23 - 0,76, індекс резистентності по надблоковій артерії, який склав Х25=0,61, індекс резистентності по передньомозковій артерії, який склав Х28=0,71. На основі отриманих результатів автоматизовано було проведено аналіз і видано значення Y=1,68, що дозволило оцінити зміни, як магістральних судин хребта, так і інтракраніального сегменту мозку. Зміни носили функціональний характер, 57879 6 що дозволило у подальшому визначити тактику лікувально-профілактичних заходів. Приклад 2. Пацієнт Т., 62 роки. Пацієнтка Т., скаржилась на головний біль, «шум», «гул» у голові, загальну слабкість. Після 15-хвилинного відпочинку для стабілізації показників гемодинаміки, проводилось вимірювання в положенні хворого «лежачи на спині». Вимірювалась максимальна швидкість по загальній сонній артерії, яка склала Х10=93,0 см/с, індекс резистентності по хребетній артерії, який склав Х23=0,94, індекс резистентності по надблоковій артерії, який склав Х25=0,99, індекс резистентності по передньомозковій артерії, який склав Х28=0,95. На основі отриманих результатів автоматизовано було проведено аналіз і видано значення Y=4,00, що дало можливість оцінити зміни, як магістральних судин хребта, так і інтракраніального сегменту мозку. Зміни носили органічний характер, що дозволило у подальшому призначити курс лікувально-профілактичних заходів. Для оцінки адекватності моделі, що була покладена в основу технічного рішення, що заявляється, була використана тестова множина випадків, які відбирались за допомогою генератора випадкових чисел. Методом покрокового виключення показників була побудована модель, що включає мінімальну кількість показників: Х10 - максимальна швидкість по загальній сонній артерії; Х23 - індекс резистентності по хребетній артерії; Х25 - індекс резистентності по надблоковій артерії та Х28 - індекс резистентності по передньомозковій артерії. Ця модель дозволяє ефективно поділити обстежених на дві групи шляхом визначення числового значення критерію Y. При значенні Y>0,622 у обстежуваного прогнозується наявність судинних змін, у протилежному випадку - норма. Межа поділу обстежуваних на дві групи була визначена шляхом побудови за допомогою навчальної множини кривих операційних характеристик. Чутливість моделі на навчальній множині становила 85,3% (ДІ 71,1-95,3%), специфічність - 87,5% (ДІ 65,5-99,1%). На тестовій множині чутливість моделі досягла значення 83,3% (ДІ 34,3-100%), специфічність - 50,0% (ДІ 0-100%). При порівнянні чутливості і специфічності моделі на навчальній і тестовій множинах статистично значимої відмінності результатів прогнозування не виявлено (р=0,62 і р=0,3 за критерієм 2 відповідно), що є свідченням адекватності моделі. Для визначення значущості впливу факторних ознак була побудована логістична регресійна модель прогнозування патології стану судинної системи головного мозку людини (модель є адекватною, 2=28,7, р