Спосіб визначення тиску в порожнині лівого шлуночка серця

Реферат: Спосіб визначення тиску в порожнині лівого шлуночка серця шляхом двомірного ехокардіографічного обстеження з виміром товщини задньої стінки лівого шлуночка в діастолу, передньо-заднього розміру лівого шлуночка. Визначають товщину міокарду задньої стінки лівого шлуночка та кінцевий розмір порожнини лівого шлуночка в систолу. Середнє значення тиску в порожнині лівого шлуночка серця при закритих аортальних клапанах обчислюють за формулою: Pcp  OMM 2  2  2 / 2   x  y   x z   y z  / E  УО  . x y z    UA 71334 U (12) UA 71334 U UA 71334 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до медицини, а точніше до кардіології. Відомий аускультативний спосіб Короткова неінвазивного визначення тиску в порожнині лівого шлуночка, який реалізується послідовним виконанням наступних операцій: накладання манжети на передпліччя, перетиск артерій, які проходять в передпліччі, за допомогою підвищення тиску повітря в манжеті, випускання повітря з манжети, фіксація за допомогою стетоскопа моменту появи звуків - хлопків, фіксація показників величини тиску в манжеті, що відповідають згаданому вище моменту [Фізіологія людини, за редакцією Н.В. Зимкіна, М., “Ф.” і “С.”, 1975, стр 241, Яковлев Г.М., Перспективи використання електронної апаратури для вимірювання артеріального тиску, “Збірник наукових праць Дніпродзержинського технічного університету, випуск 1” (14), 2010, стор. 109-113]. Недолік способу: він не дозволяє вимірювати тиск у порожнині лівого шлуночка при закритих аортальних клапанах, коли тиск в порожнинні відрізняється від аортального. Відомий неінвазивний спосіб визначення тиску крові в порожнині лівого шлуночка при закритих аортальних клапанах, який реалізується послідовним виконанням операцій: встановлення на грудній поверхні датчика - сфігмографа, вимірювання за допомогою датчика механічних коливань верхівки серця, перетворення механічних коливань верхівки серця в електричні, реєстрація електричних коливань на екрані і на стрічці електрокардіографа, розрахунок кінцевого діастолічного тиску за замірами амплітуди апекс кардіограми [А.В. Чоговадзе, Лікарняний контроль у фізичному вихованні і спорті, М, "Медицина", 1974, стр. 89]. Недолік відомого способу: невірогідність отриманих при використанні способу результатів через неадекватність обумовленого параметру, вимірюваного як вихідного, а саме величини амплітуди верхівки серця, тому що величина амплітуди верхівки серця залежить не тільки від внутрішнього тиску в порожнині шлуночка, але і від геометричних розмірів шлуночка, що за даним способом-прототипом узагалі не вимірюються і при розрахунку тиску не враховуються. Недолік збільшується низькою роздільною здатністю пристрою для вимірювання, що не забезпечує точності виміру амплітуди коливань, тому що датчик-вимірника прямої дії не має безпосереднього контакту з верхівкою серця. Відомий також, вибраний як прототип, неінвазивний спосіб діагностики діастоличної дисфункції лівого шлуночка серця [Патент України № 3805, А61В 5/02, 2004], при якому шляхом двомірного ехокардіологічного обстеження визначають товщину задньої стінки шлуночка та кінцевий розмір порожнини лівого шлуночка в діастолу, а наявність діастолічної дисфункції лівого шлуночка обчислюють за формулою та міжшлункової перегородки за формулою: Ппд=Тзслш+ТМШП+10(ЛП/КДРлш), де Пдд - показник вірогідності діастоличної дисфункції лівого шлуночка; ТМД - товщина задньої стінки лівого шлуночка (ЛШ), мм; ТМШП - товщина міжшлункової перегородки, мм; ЛП- передньо-задній розмір лівого передсердя в парастернальній позиції, мм; КДР - кінцевий розмір порожнини лівого шлуночка в діастолу. За даним способом визначення показника вірогідності діастоличної дисфункції лівого шлуночка виконується за формулою, одержаною емпіричним методом, ніяк не враховують зміну кінцевого розміру порожнини лівого шлуночка в систолу в результаті дії тиску в порожнині лівого шлуночка, що є причиною кінцевої похибки обчислення. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу визначення тиску в порожнині лівого шлуночка серця шляхом ехокардіологічних вимірів геометричних розмірів лівого шлуночка серця як в діастолу, так і в систолу, що дасть можливість, прирівняв енергію деформації міокарду за фазу вигнання роботі, чиненої при наповненні порожнини лівого шлуночка, знайти середній тиск у фазу наповнення при закритих аортальних клапанах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення тиску в порожнині лівого шлуночкасерця шляхом двомірного ехокардіографічного обстеження з виміром товщини задньої стінки лівого шлуночка в діастолу, передньо-заднього розміру лівого шлуночка, визначають товщину міокарду задньої стінки лівого шлуночка та кінцевий розмір порожнини лівого шлуночка в систолу, а середнє значення тиску в порожнині лівого шлуночка серця при закритих аортальних клапанах обчислюють за формулою: Pcp  OMM 2  2  2 / 2   x  y   x z   y z  / E  УО  , x y z  55 60   де Рср - середній тиск в мм.рт.ст., 3 ОММ - обсяг маси міокарда лівого шлуночка см , x, y, z - напруження в тілі міокарда в 3-х взаємно перпендикулярних площинах, УО - ударний обсяг,  - модуль Пуассона, Е - модуль пружності міокарда. 1 UA 71334 U 5 10 15 Ця задача вирішується за допомогою алгоритму в основі якого покладене твердження, що випливає з першого закону термодинаміки, а саме, що енергія деформації міокарда за фазу вигнання дорівнює роботі, чиненої при наповненні порожнини лівого шлуночка, тобто пропорційна середньому тиску у фазі наповнення. Перелік операцій запропонованого способу: За допомогою аускультативного способу Короткова визначають артеріальний діастолічний і систолічний тиск За допомогою ехокардіографа визначають розміри внутрішньої порожнини та товщини стінки лівого шлуночка в кінцеві моменти систоли та діастоли [Н.М. Мухарлямов, Ю.Н. Бєленков. Ультразвукова діагностика в кардіології, "Медицина", М., стор. 17-20, 33] Бойко В.І., Досвід конструювання, виготовлення і результати використання апаратно-програмного діагностичного комплексу, [Вісник Сумського державного університету, 3, 2010, том 2, стор. 121133]. За заданим алгоритмом визначаємо значення тиску в порожнині лівого шлуночку при закритих аортальних клапанах. При складанні алгоритму використані залежності теорії пружності для товстостінних судин, деформованих у результаті напруження їхнім внутрішнім тиском [А.И. Лурье, Пространственные задачи теории упругости, Гостехтеоретиизад, М., 1979, стр. 247]. Pcp  OMM 2  2  2 / 2   x  y   x z   y z  / E  УО  , x y z  20 25 z  40 45 50    3 R1 R3  R3 * P 0 cp 2 * R3 cp *   R3 0 3 R1 R3  R3 * P 0 cp  3 R3 * R3  R1 cp 0  3  R1 ; ; Р=Рс-Рд; УО=КДО-КСО; К=0,75(КCO+OMM)*КCP*1,33/((КДР-КСР)*ОММ); Е=К*АР; R1=КДР/2; R0=R1+ТМД КСО  35  де Рср - середній тиск в мм.рт.ст., 3 ОММ - обсяг маси міокарда лівого шлуночка см , x, y, z - напруження в тілі міокарда в 3-х взаємно перпендикулярних площинах, УО - ударний обсяг,  - модуль Пуассона, Е - модуль пружності міокарда. x  y  30  7 * КСР3 2,4  КСР 3 КДО=7*(КДР) /(2,4+КДР); 3 КДО1=7*(КДР+ТМД) /(2,4+КДР+ТМД); ОММ=(КДО1-КДО)*1,05; ККД=100*(Рс+Рд-2*Рср)/(Рс+Рд); КСО, КДО - кінцеві систолітичний і діастолічний об'єми, КСР, КДР- кінцеві систолітичний і діастолічний розміри, ТМД - товщина міокарда в діастолу, Рс, Рд - тиск по Короткову, ТМС - товщина міокарда в діастолу, ККД - коефіцієнт корисної дії роботи лівого шлуночка. Таким чином, визначають середній тиск в порожнині лівого шлуночка при закритих аортальних клапанах у фазу наповнення, використовуючи алгоритм трактування результатів виміру геометричних параметрів відділів серця, в основу якого покладений перший закон термодинаміки, що встановлює тотожність чиненої у фазі наповнення роботи з виштовхування крові з лівого шлуночка енергії деформації міокарда у фазу наповнення. Приклад. Результат визначення інвазивним методом тиску у фазу наповнення в обстежуваного: 15 мм ртутного стовпа. 2 UA 71334 U 5 10 15 Дані ехокардіографії, проведеної при цьому: кінцеві діастолічний і систолічний розміри порожнини лівого шлуночка відповідно 6,1 і 3,25 см, товщини міокарда в діастолу і систолу 1,1 і 1,3 см, тиск по Короткову 160/100 мм ртутного стовпа. Результат розрахунку з використанням даних ехокардіографії: середній тиск у фазу наповненням 12 мм ртутного стовпа, тобто розходження даних отриманих експериментально і розрахунком за допомогою заявленого пристрою 100·(15-12)/15=20 %. Згідно даних з лівосторонньої вентрикулографії [Кутів Ф.Г., Ю.Ф. Некласов, В.А. Герасин. Катеризація серця і селективна ангіокардіографія, Л., "Медицина", 1974, мал. 14] у практично здорових тиск у фазу наповнення складає 5 мм ртутного стовпа. Для тієї ж групи по Н.М. Мухарлямову (див. назва вище, стор.65) дані ехокардіографії 4.8, 3.1, 1.4, 1.1, 120/80, середній тиск у фазу наповнення 4 мм ртутного стовпа. Запропонований спосіб вирішує задачу визначення середнього тиску у фазу наповнення за виміряними ехокардіографом геометричними розмірами шлуночка. Можливо одержувати дані, що можуть бути використані з метою діагностики функціонального стану серцево-судинної системи. Зокрема, використовуючи дані про тиск по Короткову й тиск у фазу наповнення, визначають коефіцієнт корисної дії роботи лівого шлуночка, тобто використання способу визначення внутрішнього тиску в порожнині лівого шлуночка дозволяє одержати позитивний сумарний ефект. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб визначення тиску в порожнині лівого шлуночка серця шляхом двомірного ехокардіографічного обстеження з виміром товщини задньої стінки лівого шлуночка в діастолу, передньо-заднього розміру лівого шлуночка, який відрізняється тим, що визначають товщину міокарду задньої стінки лівого шлуночка та кінцевий розмір порожнини лівого шлуночка в систолу, а середнє значення тиску в порожнині лівого шлуночка серця при закритих аортальних клапанах обчислюють за формулою: Pcp  OMM 2  2  2 / 2   x  y   x z   y z  / E  УО  , x y z  30   де Pcp - середній тиск в мм рт.ст., 3 OMM - обсяг маси міокарда лівого шлуночка см ,  x ,  y ,  z - напруження в тілі міокарда в 3-х взаємно перпендикулярних площинах, УO- ударний обсяг,  - модуль Пуассона, Е - модуль пружності міокарда. 35 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3