Зачем нужен фотоплетизмограф, и что такое контурный анализ пульсовой волны?

Зачем нужен фотоплетизмограф, и что такое контурный анализ пульсовой волны?

В данной заметке мы расскажем, зачем компьютерный фотоплетизмограф нужен врачу, ученому-исследователю или простому обывателю. В отличии от кардиографии, фотоплетизмография - область относительно малоизвестная, но от того не менее интересная. Давайте разберем, где и как можно применить компьютерный пульсограф, и что нам даст знание параметров пульсовой волны. Вы также узнаете, как формируется характерный "двугорбый" вид пульсовой волны, и о чем говорит форма сигнала фотоплетизмограммы.

 

Что такое фотоплетизмограф?

Фотоплетизмограф - это прибор, который позволяет регистрировать пульсовые волны (распространяющиеся по сосудам волны повышенного давления) за счет изменения светопропускания (светоотражения) тканей в зависимости от кровенаполнения крупных сосудов (артерий и артериол) в течение сердечного цикла. Во время выброса крови сердцем (систола) пульсовая волна распространяется от аорты к капиллярам, увеличивая кровоток в тканях и вызывая расширение сосудов, как результат - ткани сильнее поглощают свет.  Изменение поглощения светового излучения тканями отражает форма пульсовой волны.

Поэтому для регистрации изменения поглощения в пульсометрах обычно установлен светодиод, излучающий в красном и/или ИК диапазоне и фотоприемник. В пульсоксиметрах устанавливают два светодиода (один в красном, второй в ИК диапазоне) для того, чтобы фиксировать не только изменение поглощения света тканями, но и регистрировать разницу в поглощении света красного и ИК источника. Знание этой разницы позволяет вычислить процент сатурации (насыщение крови кислородом), поскольку известно, что оксигенированный гемоглобин (НbО2) больше абсорбирует инфракрасный свет, деоксигенированный гемоглобин (Нb) - красный свет.

Фотоплетизмограф / пульсограф / пульсометр - по сути, слова синонимы. За исключением того, что пульсометры, обычно, регистрируют только мгновенную ЧСС и форму пульсовой волны не отображают (в отличие от пульсографа, пульсоксиметра и фотоплетизмографа).

Зачем нужен фотоплетизмограф?

Зачем нужен пульсометр (прибор для измерения частоты пульса), полагаю, известно многим. По ЧСС определяют общее состояние организма и исследуют уровень стресса ученые (используя параметры вариабельности сердечного ритма), дозируют нагрузку спортсмены (или их тренеры), оценивают свой режим труда и отдыха пользователи современных фитнес-браслетов (и надо сказать, достаточно объективно оценивают), диагностируют все болезни в Тибете (сведения из рекламы :-), за правильность постановки диагноза в альтернативных методах диагностики не ручаюсь) и т.д., и т.п.

форма пульсовой волны

Что отражает форма пульсовой волны и зачем ее регистрировать?

Коротко - форма пульсовой волны определяется состоянием крупных (преимущественно) и мелких сосудов, поэтому её параметры дают возможность исследовать и объективно оценивать состояние сосудистой системы.

Чтобы дать более развернутый ответ, давайте изучим механизм формирования пульсовой волны. Повторимся, что выброс крови из желудочка во время сокращения сердечной мышцы (систолы) создает волну повышенного давления, которая распространяется по всему телу от аорты (крупнейший сосуд, берет свое начало из левого желудочка) до мельчайших сосудов (капилляров). Распространяясь по эластичным артериям и артериолам, пульсовая волна вызывает краткосрочное расширение сосудистой стенки, что и фиксируется (обычно в области запястья), как пульсовый толчок при ручном измерении ЧСС - так формируется первый пик на фотоплетизмограмме. Второй пик пульсовой волны возникает вследствие отражения волны от мест разветвления крупных сосудов (в основном, брюшной части аорты). Интенсивность этого отражения зависит от тонуса сосудов в местах разветвления, а время отражения напрямую зависит от скорости распространения пульсовой волны, которая является важнейшим показателем эластичности крупных сосудов (чем выше жесткость сосудов, тем быстрее по ним распространяется пульсовая волна). Следовательно, зная форму пульсовой волны, мы можем оценить функциональное состояние и структурные изменения периферического сосудистого русла. Вот именно поэтому фотоплетизмография и дает нам ценнейшую информацию о состоянии сосудов, которую не может обеспечить любой другой доступный неинвазивный метод (кроме методов той же плетизмографии или совсем "не домашнего" МРТ), прекрасно дополняя данные электрокардиографии (как основного источника информации о состоянии сердца).

Вы могли сталкиваться с мнением, что второй пик пульсовой волны формируется иным образом: первый пик - это артериальный приток, второй пик - венозный отток. Такое объяснение в корне неверно и безграмотно! Продвигаясь по артериальному руслу пульсовая волна затухает, в капиллярах (и дальше, в венулах и венах) нет практически никаких пульсаций - поток крови постоянный. Еще раз и громко: вены не пульсируют! Ни у кого и никогда, при любом состоянии сосудов. Вы можете это проверить в любом учебнике по физиологии и на своем собственном теле. Изучать матчасть и теорию отправим всех несогласных, мы же продолжим.

Для оценки состояния сосудов вычисляют множество параметров пульсовой волны (все их можно посмотреть здесь), но мы остановимся на двух самых важных - индекс жесткости и индекс отражения. Индекс отражения вычисляется как соотношение амплитуд отраженного и прямого пика волны и, следовательно, означает интенсивность отраженной волны. В норме этот показатель колеблется от 40 до 70%.  Его превышение указывает на высокий тонус мелких сосудов и является косвенным признаком атеросклероза (отложение холестерина на стенках артерий). Индекс жесткости - отношение роста пациента в сантиметрах к временной задержке между прямой и отраженной волной.  Норма для индекса жесткости 5 - 9 м/с. Высокая скорость распространения волны говорит о повышенной жесткости крупных сосудов. Значительный стеноз артерий ведет к сглаживаю пульсовой волны и второй волны на плетизмограмме нет.  Также сглаживание волны может наблюдаться при плохом периферическом кровотоке и передавливании сосудов датчиком-прищепкой. Именно поэтому так важно для корректной диагностики выполнить подготовку рук испытуемого перед регистрацией пульсовой волны (к примеру, погреть руки теплой водой).

Зачем нужен фотоплетизмограф "Pulse Lite"

Рассмотрим пульсометры / пульсоксиметры различных производителей и их отличия.

Обычно пульсометры выполнены в виде ручных ("умных") часов, и стоимость их не очень высокая. Некоторые модели на экране показывают на экране форму пульсовой волны и даже оксигенацию. Сам по себе напрашивается вопрос - почему профессиональные фотоплетизмографы и пульсоксиметры (российская разработка "Ангиоскан 01", украинский "ЮТАСОКСИ-200", американский "Nellcor") представляют собой громоздкие устройства, цены которых начинаются от 30 000 рублей, если китайские часы умеют тоже самое?

Ответ прост - умные часы выполняют только подсчет мгновенной ЧСС, не отражают форму пульсовой волны, и не измеряют сатурацию. Чаще всего, пульсовая волна на экране монитора - не более, чем картинка с Вашей ЧСС, а сатурация - генератор случайных чисел от 95 до 99%. Проверить просто - задержите дыхание и посмотрите, снижается ли выводимая прибором сатурация (на 5 - 7%), или же просто снимите прибор с руки и понаблюдайте за его поведением.

Зафиксировать пульс намного проще, чем передать форму пульсовой волны, потому что значительно снижаются требования к АЧХ усилительного тракта, можно "отделаться" простейшими цепями автоматической регулировки и фильтрации.  Думаю, это достаточно очевидно, что простая фиксация увеличения оптической плотности тканей куда проще, чем качественно передать форму этого изменения во времени. Именно поэтому модели профессиональных приборов намного сложнее и значительно дороже умных часов и фитнес браслетов (и, конечно, плюс расходы на получение документов, прохождение испытаний и прочее).

Осознав дефицит качественных, но доступных нормальным врачам и исследователям, настоящих фотоплетизмографов, достоверно регистрирующих форму пульсовой волны, мы постарались сделать прибор, по качеству не уступающий профессиональному оборудованию (а еще дополнили его, по просьбам наших первых клиентов, анализом вариабельности сердечного ритма, о котором можно прочитать здесь).

Более подробное описание возможностей компьютерного фотоплетизмографа есть в этой заметке.

Надеюсь, данный материал поможет нашим читателям лучше понять, зачем нужно делать анализ пульсовой волны! 🙂

пульсовая волна, пульсометр с прищепкой, пульсограф купить, вариабельность сердечного ритма, диагностика аритмии, проверить сосуды, фотоплетизмограф, пульсоксиметр купить

7 комментариев к записи Зачем нужен фотоплетизмограф, и что такое контурный анализ пульсовой волны?

  • Виктор пишет

    Расставить правильно маркерные точки на пульсовой волне .
    В первую очередь это касается точки В4 и В3 . Маркерная точка В4 , для меня лично не совсем понятно по каким критериям я должен определять ее место на пульсовой волне . Не зная как правильно ее устанавливать я ориентируюсь по дискретным линиям прорисовки формы пульсовой волны а именно на то место справа от вершины обратной волны где меняется ее угол наклона ( возвожно это следствие подпирания "третей волной-второй обратной") . С маркерной точкой В3 проще если есть явно выраженная "впадина" а когда ее почти нет то устанавливаю как и В4 . Есть рекомендации их место на пульсовой волне привязывать к определенным местам (точкам ) на ЭКГ снятой синхронно с пульсовой волной .
    А как Вы рекомендуете их расставлять в трудных формах ПВ . ?
    Как по мне то параметр индекс напряженности в ВСР очень информативный . В очень эмоциональных людей он ВСЕГДА повышенный и постоянен, даже если они внешне очень спокойны и уравновешены .

    • admin пишет

      Виктор, хороший вопрос :-). Напишу заметку о расстановке маркеров и о типах пульсовых волн.
      А по поводу индекса напряженности - да, Вы правы, он очень хорошо отражает эмоциональное состояние и стресс. Он, правда, не очень хорошо отражает физиологическое состояние (общее недомогание, простуды). Поэтому мы сейчас работаем над доработкой диагностики :-).

  • Виктор пишет

    Параметры пульсовой волны измеренные прибором предоставляют достаточно информации о взаимосвязи между сердцем и кровеносными сосудами.
    Практическая польза :
    • Выявлять сердечно-сосудистые нарушения на ранней стадии. (Выявлять преждевременное старение кровеносных сосудов).
    • Проводить мониторинг эффективности медикаментозного лечения. Индивидуализированный подход к лечению
    • Стимулировать выбор в пользу здорового образа жизни посредством демонстрации доступных для понимания результатов в режиме реального времени без нравоучений докторов . Наглядное свидетельство того, какой эффект оказывают изменения в образе жизни и медикаментозного лечение .
    Что нужно для простого понимания состояния своей сосудистой системы без особого углубления в изучение данной темы.
    Пульсовая волна , регистрируемая на верхней конечности у молодых людей, характеризуется быстрым подъемом, довольно острой вершиной и наличием одного или нескольких дополнительных максимумов на нисходящей части кривой. Временной интервал между прямой и отраженной волной равен 0,3-0,4 с, амплитуда отраженной волны составляет менее 50% от амплитуды прямой волны.
    В пожилых людей форма пульсовой волны отличается медленным подъемом с закругленной вершиной и аркообразной формой вершины . На нисходящей части пульсовой волны наблюдается сглаженность или отсутствие дикротической волны. Ее максимум располагается в верхней или средней части кривой, тогда как у молодых людей — обычно в нижней трети. В пульсовой волне людей с проблемами сосудистой системы отраженная волна практически сливается с прямой волной из-за большой жесткости стенок аорты.
    Данный прибор полностью соответствует вышеперечисленным требованиям за приемлемую цену .
    Визуально и в цифрах параметров .

    Хотелось, чтоб пользователем и программно по выбору расставлялись маркерные точки на пульсовой волне чтоб избежать влияния оператора на исходные данные (маркер- B3) при слабо просматриваемой или отсутствии инцизуры .
    Возможность программного обеспечения синхронно проводить запись и визуального наблюдения ЭКГ и ПВ .
    Приобретенным прибором доволен .

    • admin пишет

      Виктор, спасибо за такой развернутый ответ!
      К сожалению, пользователь Falconist не дал развернутого ответа на вопрос, почему он считает индексы пульсовой волны не информативными :-). Могла бы получиться интересная дискуссия.

  • Falconist пишет

    Всё это красиво. Главная проблема в том, что фотоплетизмограммы ПРИНЦИПИАЛЬНО НЕ ПОДДАЮТСЯ КАЛИБРОВКЕ! Поэтому судить по ним о реальном кровотоке, а также сравнивать между собой пациентов невозможно.

    • Виктор пишет

      "а также сравнивать между собой пациентов невозможно."
      Данный прибор по моему мнению разработан для домашнего пользования обычными людьми .
      Для мена лично главный эффект - Стимулировать выбор в пользу здорового образа жизни посредством демонстрации доступных для понимания результатов в режиме реального времени.

    • admin пишет

      Изучите подробнее параметры пульсовой волны, которые используются в диагностике. Проблемы калибровки затрагивают только абсолютные величины, которые не используются в фотоплетизмографии. Судить о реальном кровотоке вполне возможно, что и применяется с успехом на практике. Давление, концентрация сахара в крови по такому методу - да, это из области фантастики.Однако, оксигенация прекрасно вычисляется оптическими методами, поскольку также вычисляется, как относительный параметр. Или с этим Вы тоже не согласны? Спасибо за Ваше мнение, но приведите более развернутое объяснение на примере индекса жесткости и отражения - почему они не могут использоваться в диагностике?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*