The classification of the indices of local elastic properties of arteries depending on the estimate of the vascular wall (dispensability or elasticity) and also depending on the extent of the arterial pressure influence on them is suggested.Все показатели локальных упругих свойств артерий разделены на 2 класса: показатели эластичности и индексы растяжимости. Первые учитывают толщину комплекса интима-медиа и поэтому ориентированы на оценку эластичности материала сосудистой стенки, вторые этот параметр не учитывают, вследствие чего оценивают растяжимость сосуда. Кроме того, показатели классифицированы на три группы по степени зависимости их от артериального давления: сильная, средняя и слабая зависимость

A. M. PRYSTROM

E. I. GAISHUN

I. V. GAISHUN

А. М. ПРИСТРОМ

Е. И. ГАЙШУН

И. В. ГАЙШУН

Russian

Reports of the National Academy of Sciences of Belarus

88Доклады Национальной академии наук Беларуси2014 май–июнь Том 58 № 3МЕДИЦИНАУДК 616-13-008.21Е. И. ГАЙШУН1, академик И. В. ГАЙШУН2, А. М. ПРИСТРОМ3КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКАЛЬНЫХ УПРУГИХ СВОЙСТВ АРТЕРИЙ11-я городская клиническая больница, Минск 2Институт математики НАН Беларуси, Минск 3Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск  Поступило 09.04.2014Введение. Высокая ригидность крупных артерий способствует увеличению систолического артериального давления (АД) и снижению диастолического АД . Это приводит к возрастанию повреждающего действия пульсовой волны на сосуды органов-мишеней, уменьшает кровоснаб-жение миокарда и увеличивает нагрузку на него, что, в свою очередь, предрасполагает к развитию ишемической болезни сердца, сердечной и почечной недостаточности и др . Следовательно, оцен-ка артериальной жесткости имеет важное значение для выявления лиц высокого сердечно-сосу-дистого риска .В настоящее время разработаны различные методы определения как региональной, так и ло-кальной жесткости сосудистой стенки . К первым относится скорость распространения пульсо-вой волны (СРПВ), получаемая каротидно-феморальным способом (carotid-femoral pulse wave velocity), и сердечно-лодыжечный сосудистый индекс (cardio-ankle vascular index: CAVI) [1] . Ко вторым – локальная СРПВ, вычисляемая по известным формулам Bramwell–Hill или Moens–Kortweg [2–3], и различные показатели [4–6] . Некоторые из известных показателей упругих свойств артерий не учитывают такой важный параметр сосуда, как толщина комплекса интима-медиа (КИМ), другие существенно зависят от него . Поэтому возникает естественный вопрос: чем отличаются такие показатели . Кроме того, важно знать, почему и насколько сильно подвержен влиянию АД тот или иной показатель (по-скольку чем сильнее это влияние, тем ниже надежность показателя [5; 7]) .Попытка ответить на эти вопросы привела нас к классификации показателей, которая и пред-ставлена в данной работе .Цель исследования – установить различия между показателями упругих свойств артерий, учитывающими толщину КИМ, и показателями, не учитывающими этот параметр . Разработать классификацию показателей, положив в ее основу эти различия и степень зависимости от АД .Материалы и методы исследования. В основе всех показателей (кроме СРПВ) лежит из-вестный закон Гука, который применительно к исследованию упругих свойств артерий можно сформулировать следующим образом: если в сосуде, имеющем внутренний диаметр D0, произо-шло увеличение давления на малую величину δР, то относительное приращение диаметра про-порционально δР, т . е . 00.D D b PD−= δ  (1)Коэффициент пропорциональности b (размерности Па–1) называется коэффициентом растяжимости диаметра . В нем содержится основная информация об упругих свойствах сосудистой стенки . Он зависит от многих факторов, в первую очередь, от давления в сосуде и от толщины КИМ .89Прежде чем высказать какие-либо заключения о коэффициенте b, уточним используемую нами терминологию . Под растяжимостью артерии мы понимаем способность ее диаметра увеличиваться при возрастании давления, а под эластичностью – способность материала сосудистой стенки де-формироваться при воздействии давления . Эластичность и растяжимость – разные свойства . В этом легко убедиться, представив мысленно два сосуда с одинаковыми внутренними диаметрами и с оди наковым материалом сосудистой стенки . Ясно, что при одном и том же приращении давления больше увеличится диаметр у того сосуда, у которого тоньше КИМ, т . е . эластичность сосудов одинаковая, а растяжимость разная .Таким образом, при прочих равных условиях, растяжимость артерии уменьшается вместе с возрастанием толщины КИМ . Количественно это можно представить следующей формулой: эластичностРастяжимость .толщина ь КИМ=  (2)Выясним каким образом следует модифицировать коэффициент b (который, очевидно, опреде-ляется свойством растяжимости), чтобы он описывал эластичность материала сосудистой стенки . Согласно (2), для этого достаточно разделить его на толщину КИМ . Значит, если коэффициент b в (1) отражает растяжимость артерии, то коэффициент b / h (h – толщина КИМ) описывает эластичность материала сосудистой стенки . Отсюда, с учетом методики получения показателей упругих свойств артерий, предложенной в [8; 9], следует, что показатели, учитывающие толщину КИМ, оценивают эластичность материала сосудистой стенки, а показатели, не учитывающие этот параметр, оценивают растяжимость диаметра артерии . Первые мы называем показателями эластичности (ПЭ), вторые – индексами растяжимости (ИР) .Таким образом, все наиболее известные показатели упругих свойств артерий разделены нами на два класса, представленные в табл . 1 .Т а б л и ц а 1 . Индексы растяжимости и показатели эластичности артерийИндекс растяжимости Показатель эластичности0 3 2 2133,3( )1,06 10 ( )s dds dP Pc DD D−=⋅ −1(ln ln )s dd s dD DD P P− −β =−B–1 = β–1h1 1(1 )( )( )s dm m md s dm D DD P P− −− −γ =−  Гm = γmh1,5 1,51000( )((190 ) (190 ) )s dd d sD DD P P−ψ =− − −  Ψ = hψ1( )s dpd s dD DED P P− −=−  1 1y pE E h− −=П р и м е ч а н и я: Ps и Pd – систолическое и диастолическое АД в мм рт . ст ., Ds и Dd – диаметры сосуда в систо-лу и диастолу в мм, h – толщина КИМ в мм, c0 – СРПВ в форме Moens–Korteweg [3], β – индекс жесткости [6], В – модифицированный индекс жесткости, γm и Гm – параметрические ИР и ПЭ [8], Ep и Ey – модули упругости Петерсона и Юнга [8] .Оценим влияние АД на ИР и ПЭ . Коэффициент растяжимости достаточно сложным образом зависит от давления в сосуде и в настоящее время точно описать эту зависимость не представля-ется возможным . Поэтому обычно используются различные математические модели этого коэф-фициента . Наши исследования [10] показали, что влияние АД на показатель тем меньше, чем ближе используемая математическая модель к реальному коэффициенту растяжимости . По-скольку в модулях Петерсона Ep и Юнга Ey коэффициент растяжимости считается постоянным [11] (что не соответствует действительности), то эти показатели зависят от АД достаточно силь-но (по данным [10] такая зависимость может составлять 30 % и более) . В индексах жесткости β и В, в ИР γm, ψ и ПЭ Гm, Y используются более точные, чем и модулях Ep и Ey, математические 90модели коэффициента растяжимости [8–10] . Поэтому эти показатели зависят от АД мало . Со-гласно формулы Moens–Korteweg [3], СРПВ c0 получается извлечением квадратного корня из мо-дуля Юнга, что уменьшает зависимость от АД (расчеты, проведенные в работе [10], показывают, что зависимость от АД составляет 10–15 %) .Таким образом, все показатели, представленные в табл . 1, по критерию зависимости от АД разбиваются на 3 группы: сильная зависимость (модули Петерсона Ep и Юнга Ey), средняя зависимость (СРПВ c0) и слабая зависимость (индексы жесткости β и В, показатели γm, ψ, Гm, Y) .Результаты и их обсуждение . Объединяя приведенные данные о зависимости показателей от АД и учитывая разделение их на две группы, предложенное выше (см . табл . 1), приходим к классификации показателей локальных упругих свойств артерий, описанной в табл . 2 .Т а б л и ц а 2 . Классификация показателей упругих свойств артерийИндекс растяжимости .  Позволяет оценить  растяжимость  сосудистой стенкиПоказатель эластичности .  Позволяет оценить эластичность материала сосудистой стенкиЗависимость  от артериального давленияПримечание1pE− 1yE− СильнаяНеобходима стандартизация условий примененияс0 – СредняяНеобходима стандартизация условий примененияψ ΨСлабая для практическиздоровых людей старше 50 летОсобенно надежны приартериальной гипертензии2-й степениβ–1 B–1 СлабаяОсобенно надежны для практически здоровыхлюдей возраста ≤30 летγm ГmОпределяется категориейпациентовТребуют выбора параметра m  в зависимости от упругих свойств артерий обследуемых пациентовm = 1,1Слабая для практическиздоровых людей возраста ≤30 летm = 1,2Слабая для практическиздоровых людей в возрасте 31–50 летm = 1,4Слабая для практическиздоровых людей в возрасте 51–60 летВыводы . Предложена классификация показателей локальных упруго-эластических свойств артерий по следующим двум критериям: оцениваемое свойство (растяжимость или эластич-ность) и степень зависимости от АД . По первому критерию все показатели разбиты на 2 группы: ИР и ПЭ . Отличительная особенность ПЭ – наличие в них, как одного из основных параметров, толщины КИМ . В то же время в ИР толщина КИМ не учитывается . Вследствие этого ИР ориен-тированы на оценки растяжимости артерий, а ПЭ – на оценку эластичности материала сосуди-стой стенки . Согласно второму критерию, показатели разделены на три класса: сильно, средне и слабо зави сящие от АД . К первому классу относятся модули Петерсона и Юнга, ко второму СРПВ, к третьему – индексы жесткости β, В и все показатели, полученные в [8; 9] .В связи с различиями между ИР и ПЭ (количественные характеристики этих различий при-ведены в [12]) возникает естественный вопрос: в каких случаях целесообразно использовать ИР, а в каких ПЭ . Однозначный ответ на этот вопрос дать невозможно, все зависит от цели проводи-мого исследования . Например, гемодинамическая нагрузка на сердечную мышцу в большей сте-пени зависит от растяжимости крупных артерий, чем от эластичности материала их стенок [13] . Следовательно, в этом случае целесообразно применять ИР . Однако при многих сердечно-сосу-дистых заболеваниях, а также с увеличением возраста, как правило, нарушается и растяжимость, и эластичность сосудистой стенки . Для повышения объективности выявления таких нарушений рекомендуется одновременно использовать и ИР и ПЭ в соответствии с методикой, предложен-ной в инструкции [14] .Литература1 . Shirai К., Utino J., Otsuka K . et al . // J . Atheroscler . Thromb . 2006 . Vol . 13 . P . 101–107 .2 . Bramwell J. S., Hill A. V., Bramwell J. S. // Proc . Roy . Soc . 1922 . Vol . 93 . P . 298–306 .3 . Moens A. I. Die Pulskurve . Leiden, 1878 . 4 . Лелюк В. Г., Лелюк С. Э. Ультразвуковая ангиология . М ., 2007 .5 . Ультразвуковая диагностика сосудистых заболеваний . Руководство для врачей / Под ред . В . П . Куликова . М ., 2011 .6 . Манак Н. А., Пристром А. М., Гайшун Е. И. // Здравоохранение . 2010 . № 6 . С . 36–38 .7 . Поливода С. Н., Черепок А. А., Сычев Р. А. // Internetmap . Info . Запорожский гос . мед . ун-т . 2002 . С . 1–20 .8 . Манак Н. А., Пристром А. М., Гайшун Е. И. // Докл . НАН Беларуси . 2010 . Т . 54, № 4 . С . 105–108 .9 . Гайшун И. В., Манак Н. А., Гайшун Е. И., Пристром А. М. // Весці НАН Беларусі . Сер . мед . навук . 2010 . № 4 . С . 25–31 .10 . Манак Н. А., Пристром А. М., Гайшун Е. И. // Кардиология в Беларуси . 2010 . № 3 (10) . С . 72–81 .11 . Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У . Механика кровообращения . М ., 1981 .12 . Пристром А. М., Гайшун Е. И. // Тез . докл . 18 Российского национального конгресса «Человек и лекарство» . М ., 2011 . С . 628 .13 . Пристром А. М., Гайшун Е. И. // Медицина . 2011 . № 4 . С . 14–17 .14 . Пристром А. М., Гайшун Е. И. Метод диагностики нарушения упругих свойств общей сонной артерии: Ин-струкция по применению . Рег . № 030–0313 .-2013 . Е. I. GAISHUN, I. V. GAISHUN, А. М. PRYSTROMgaishun@im .bas-net .byCLASSIFICATION OF THE INDICES OF LOCAL ELASTIC PROPERTIES OF ARTERIESSummaryThe classification of the indices of local elastic properties of arteries depending on the estimate of the vascular wall (dispensability or elasticity) and also depending on the extent of the arterial pressure influence on them is suggested .

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКАЛЬНЫХ УПРУГИХ СВОЙСТВ АРТЕРИЙ

https://doklady.belnauka.by/jour/article/download/231/234

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКАЛЬНЫХ УПРУГИХ СВОЙСТВ АРТЕРИЙ

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Reports of the National Academy of Sciences of Belarus