Методи неінвазивного вимірювання артеріального тиску
Анатолій Миколайович Рогоза
Докт. біол. наук, вед. науч. співр. Інституту кардіології ім. А.Л. Мясникова РКНПК МОЗ РФ.
У клінічній практиці лікаря найбільшого поширення набули неінвазивні методи вимірювання артеріального тиску (АТ), які класифікуються в залежності від принципу, покладеного в основу визначення артеріального тиску. Розрізняють методи, засновані на пальпації, аускультації артерії та Осциллографическое методі реєстрації.
Методи, засновані на пальпації артерій
Ці методи передбачають поступову компресію або декомпресію кінцівки або тканини в області артерії і пальпацію артерії дистальніше місця оклюзії. Один з перших апаратів (S. Basch, 1876) складався із заповненого водою невеликого гумового балона, з'єднаного трубкою з манометром. Балон розташовувався над артерією кінцівки, і на нього вироблялося дозоване натискання долонею. Одночасно пальпувати артерія дистальніше місця накладення балона. Тиск, при якому зникала пульсація артерії, приймалося за систолічний. Охоплює компресійна манжета і зручний варіант вертикального ртутного манометра для пальпаторного методу були запропоновані італійцем S. Riva_Roсci (1896).
Манжета Ріва-Роччі була шириною всього в 4-5 см і внаслідок цього призводила до завищення АТ до 30 мм рт. ст. Через 5 років ця невдала манжета була замінена манжетою F. Reсklinghausen шириною в 12 см, і в такому вигляді прилад витримав випробування часом аж до наших днів. Тиск в манжеті піднімалась до повного припинення пульсу, а потім поступово знижувався. Систолічний АТ (САТ) визначалося по тиску в манжеті, при якому з'являвся пульс, а оцінка діастолічного АТ (ДАТ) проводилася по моментах, коли наповнення пульсу починало помітно знижуватися або коли виникало відчуття удаваного прискорення пульсу (pulsus celer).
Методи, засновані на аускультації артерій
8 листопада 1905 на засіданні суспільства "Наукові наради Клінічного військового госпіталю" було заслухано повідомлення хірурга Миколи Сергійовича Короткова "До питання про методи дослідження кров'яного тиску". Наведемо фрагменти з реферату цієї доповіді.
"Рукав Ріва-Роччі накладається на середню третину плеча; тиск в рукаві швидко підвищується до повного припинення кровообігу нижче рукава. Потім, надавши ртуті манометра падати, дитячим стетоскопом дослідник вислуховує артерію зараз нижче рукава. Спершу не чути ніяких звуків. При падінні ртуті манометра до певної висоти з'являються перші короткі тони, поява яких вказує на проходження частини пульсової хвилі під рукавом. Отже, цифри манометра, при яких з'явився перший тон, відповідають максимальному тиску.
При подальшому падінні ртуті в манометрі чуються систолічний компресійні шуми, які переходять знову в тони (другі). Нарешті, всі звуки зникають. Час зникнення звуків вказує на вільну прохідність пульсової хвилі; іншими словами, в момент зникнення звуків мінімальне кров'яний тиск перевищило тиск в рукаві. Отже, цифри манометра в цей час відповідають мінімальному кров'яного тиску. Досліди на тваринах дали позитивні результати. Перші звукі_тони з'являються (на 10-12 мм рт. Ст.) Раніше, ніж пульс, для відчуття якого на променевої артерії потрібно прорив більшої частини пульсової хвилі ".
Саме з цього повідомлення веде початок аускультативно метод неінвазивного вимірювання артеріального тиску, який продовжує залишатися найбільш поширеним і надійним методом вимірювання артеріального тиску в клінічній практиці.
Метод не зазнав серйозних змін за 95 років практичного використання. Змінилася класифікація тонів, які отримали назву тонів Короткова. Перша фаза тонів - їх поява, друга - ослаблення (аж до зникнення, що спостерігається при так званому аускультативном провалі) із заміщенням їх компресійними шумами, третя - посилення тонів, четверта - різке ослаблення, п'ята - повне припинення (іноді відсутній при явищі "нескінченного тону ").
Типовий прилад для вимірювання артеріального тиску за методом Н.С. Короткова (сфігмоманометр, або тонометр) складається з оклюзійної пневмоманжети, груші для нагнітання повітря з регульованим клапаном стравлювання, а також пристрої, що вимірює тиск в манжеті. В якості останнього використовуються або ртутні манометри, виробництво яких в більшості країн світу припиняється для запобігання ртутних отруєнь і з міркувань екологічної безпеки (в Росії вони не виробляються вже кілька років), або стрілочні манометри анероидного типу, або електронні манометри. В ході вимірювання необхідно розташовувати шкалу стрілочного і ртутного манометрів на рівні очей, щоб знизити ймовірність помилки у відліку показань.
Значення тиску округлюються до найближчого парного числа. Категорично заборонена практика округлений до "5" і "0" (тобто постійних записів, наприклад "145/95" або "160/100"). Всі прилади як засоби вимірювання вимагають дбайливого ставлення і регулярної повірки (перевірки точності і регулювання), причому останню повинні виконувати спеціалізовані метрологічні організації. Інтервал між перевірками зазначений в супровідних документах до приладу, проте в будь-якому випадку він не повинен перевищувати одного року. При виникненні сумнівів у правильності роботи стрілочного манометра в проміжках між регулярними перевірками необхідно звернутися в ремонтну службу, але також корисно зіставити його свідчення з іншим приладом, що пройшли регулярну перевірку.
Манжета накладається на плече. Не рекомендується накладення на тканину одягу і категорично забороняється закочування рукавів з утворенням здавлюють валиків з тканини. Необхідно уникати як занадто вільного, так і надмірно щільного накладання манжети. Між нею і поверхнею плеча повинні проходити 2 пальця (для дітей - 1 палець). Нижній край манжети повинен відстояти від ліктьового згину на 2 пальці.
Розміри манжети (найбільш важливі такі її показники, як ширина і довжина внутрішньої еластичної камери) повинні відповідати периметру (охопленням) плеча - довжина не менше 80%, а ширина близько 40% охоплення плеча. Камера стандартної середньої плечовий манжети для дорослої людини має розміри приблизно 13. 24 см і прийнятна тільки для охватов від 22 до 33 см. У великій частині дорослого населення обхвати значно перевищують 32 см і застосування стандартних манжет призводить до суттєвого завищення значень АТ. У той же час застосування подібних манжет при охопленні менше 22 см супроводжується заниженням величин АТ. Спеціальні манжети необхідні для дітей і вимірювань АТ на ногах. Повний ряд оклюзійних манжет складається з 5-7 типів. Наприклад, манжети, виготовлені за ТУ 9441-0022938161498 мають характеристики, наведені в таблиці. Тиск в манжеті швидко нагнітається до величини, що перевищує САД на 30 мм рт. ст. Для оцінки САД в ході компресії пальпують променеву артерію. Необхідно враховувати, що надмірно високий тиск в манжеті може викликати додаткові больові відчуття і підвищення артеріального тиску.
Швидкість декомпресії - 2-3 мм рт. ст. за секунду або за час між послідовними скороченнями серця (при тиску понад 200 мм рт. ст. допустимо збільшення швидкості декомпресії до 4-5 мм рт. ст.).
Аускультація проводиться або стетоскопом (переважно) або мембранним фонендоскопом (у тому числі і адаптованим для цілей вимірювання артеріального тиску і входять до складу тонометрів). При цьому чутлива голівка розташовується у нижнього краю манжети над проекцією плечової артерії (позиція визначається попередньо пальпаторно і коригується для забезпечення максимальної інтенсивності тонів). Головка повинна фіксуватися засобами, не створюють значний тиск на шкіру. Фіксація з істотним натисканням, як і розташування голівки під манжетою, призводить, як правило, до спотворення в першу чергу ДАТ.
При декомпресії визначають САД в момент появи тонів Короткова (перша фаза тонів). Якщо ви не впевнені у визначенні САД, наприклад при аускультативном провалі (різкому ослабленні і зникнення тонів після прослуховування перших двох-трьох більш виразних тонів), або низької інтенсивності тонів паралельно пальпаторно фіксують момент початку проходження крові під манжетою.
У складних випадках можливе застосування ультразвукових допплерівських приладів для цих же цілей. Виражений аускультативно провал може служити причиною серйозної недооцінки САД, якщо дослідник орієнтується тільки на регулярні тони.
Таблиця
ДАТ в переважній більшості випадків визначають по моменту зникнення тонів Короткова (п'ята фаза). Для контролю повного зникнення тонів необхідно продовжити аускультацію при зниженні тиску в манжеті на 10-20 мм рт. ст. щодо останнього звуку.
Визначення ДАТ четвертій фазі тонів (моменту їх різкого ослаблення) рекомендується при проведенні вимірювань АТ у дітей до 12 років, вагітних жінок, а також у пацієнтів з високим хвилинним об'ємом серця, обумовленим фізичним навантаженням, захворюванням або фізіологічними особливостями. Перехід до четвертої фазі необхідний і при відсутності чітко вираженої п'ятої фази - явище "нескінченного тону".
Вимірювання артеріального тиску при порушеннях ритму серця становить більшу проблему. Необхідно пальпувати променеву артерію для оцінки нерівномірності скорочень серця в ході вимірювання. При рідкісної екстрасистолії бажано повторити вимір і орієнтуватися на значення АТ, отримані при регулярному ритмі. При частій екстрасистолії і миготливої аритмії необхідно орієнтуватися на середні значення АТ за результатами 4-6 послідовних вимірювань.
АТ потрібно визначати в положенні сидячи, лежачи і стоячи, проте у всіх випадках необхідно забезпечити положення руки, при якому середина манжети знаходиться на рівні серця. Це дозволяє уникнути впливу гідростатичного стовпа на виміряне значення АТ. Кожні 5 см зміщення середини манжети щодо рівня серця призводять до завищення (якщо рука опущена) або заниження (якщо рука піднята) САД і ДАТ на 4 мм рт. ст.! Положення сидячи найбільш прийнятно при вимірюванні АТ в амбулаторних умовах і в кабінетах контролю АТ.
Вимірювання артеріального тиску виробляють в спокійному стані пацієнта. За 30 хв до вимірювання необхідно виключити куріння і прийом напоїв, що містять кофеїн. Пацієнт розташовується на зручному стільці або в кріслі, рука розслаблена і спирається на поверхню столу або іншої опори. Для зниження емоційного прессорного фактора бажано проводити вимірювання в спокійній обстановці, після адаптації пацієнта до умов кабінету, причому час перебування в положенні сидячи повинно бути не менше 5 хв. Необхідно враховувати, що глибоке дихання призводить до підвищеної лабільності артеріального тиску, про що потрібно інформувати пацієнта, як і про те, що розмови під час вимірювання, напруга або схрещування ніг супроводжуються істотним підвищенням артеріального тиску.
Під час першого візиту пацієнта необхідно провести вимірювання артеріального тиску на обох руках (послідовно).
При виявленні стійкої асиметрії (більш 10 мм рт. Ст. Для САД і 5 мм рт. Ст. Для ДАТ) вимірювання повторюється при накладенні двох манжет і одночасному визначенні АТ на обох руках. У разі підтвердження значимої асиметрії всі наступні вимірювання артеріального тиску проводять на руці з вищими цифрами АТ. При відсутності асиметрії вимірювання проводять на недоминантной руці, тобто у "правші" на лівій руці, а у "лівші" - на правій (якщо відсутні протипоказання).
Необхідно враховувати, що при істотних проксимальних стенозах артерій тони Короткова в місцях стандартної аускультації можуть різко слабшати і навіть відсутні. З іншого боку, у пацієнтів старшої вікової групи (а також у пацієнтів з цукровим діабетом) досить часто спостерігається підвищена ригідність артерій. Залежно від вираженості даного ефекту може спостерігатися більша або менша завищення АТ, що приводить до псевдогіпертензіі. Для виявлення цієї категорії осіб рекомендується проведення спеціальної проби з пальпаторним визначенням ригідності променевої артерії, залучення ультразвукових методів дослідження плечової артерії, а в деяких випадках і інвазивне вимірювання артеріального тиску.
З урахуванням мінливості АТ вимірювання повинні проводитися кілька разів до тих пір, поки два послідовних вимірювання не будуть відрізнятися менш ніж на 5 мм рт. ст. (Зазвичай ця умова виконується при 2-4 вимірах). Середні значення за результатами двох останніх близьких вимірів характеризують АТ пацієнта. Додаткові вимірювання артеріального тиску у вертикальному положенні необхідні для виявлення ортостатичноїгіпотензії. Вони рекомендовані як обов'язковий елемент обстеження хворих з цукровим діабетом, пацієнтів старшої вікової групи і пацієнтів, що приймають вазодилататори.
Дослідження останніх років показали, що при дотриманні наведених вище правил вимірювань різко зростає надійність значень АТ і, відповідно, їх взаємозв'язок зі змінами органів-мішеней і прогнозом захворювання. Згідно з рекомендаціями ВООЗ 1999 року, вимірювання артеріального тиску за методом Н.С. Короткова, виконане навченим фахівцем, є "золотим стандартом" і може тільки доповнюватися вимірами з допомогою автоматичних приладів.
Автоматичні прилади з аускультативно методом відтворюють алгоритм вимірювання Н.С. Короткова та в деяких випадках застосовують додаткові заходи для підвищення його надійності. В даний час вони використовуються для навантажувальних тестів і цілей добового моніторування АТ вільно пересувається людини.
осцилометричний методи
Оригінальна осцилометрична методика E. Marey (1876) передбачала приміщення кінцівки людини у водний плетизмограф, що дозволяє створювати навколо неї регульоване тиск здавлювання і одночасно реєструвати невеликі пульсації обсягу кінцівки, пов'язані з пульсових кровонаповненням артерій. Проаналізувавши характер залежності амплітуди цих пульсацій від тиску здавлювання, автор запропонував наступні критерії для оцінки АТ. Здавлює тиск (при декомпресії), при якому пульсації починають різко зростати, відповідає САД, пульсації максимальні - середньому АТ, починають різко знижуватися - ДАТ.
Метод володів двома недоліками - вимагав спеціального обладнання у вигляді плетизмографа і викликав труднощі при інтерпретації даних, так як характерні точки для САД і ДАТ чітко виділялися аж ніяк не на всіх записах. Рішення першої проблеми було досягнуто за рахунок спрощення плетізмографіческого методу і, в кінцевому рахунку, переходу від плетизмографа до звичайної оклюзійної манжеті. Вона змогла поєднати в собі і пристрій створення зовнішньої компресії, і не дуже точний, але прийнятний для завдання вимірювання артеріального тиску датчик пульсацій артерій. Дійсно, пульсові зміни обсягу артерій, що знаходяться під манжетою, трансформуються в невеликі осциляції тиску в оклюзійної манжеті, добре помітні навіть за невеликих коливань стрілки анероидного манометра або рівня ртуті в тонометрах. Спрощений алгоритм визначення АД виходячи з даних про тиск у манжеті і амплітуді микропульсаций тиску в тій же манжеті наведений на малюнку.
Технічне завдання вимірювання амплітуди цих малих коливань була вирішена в 30-40_е роки. Однак завдання строго формалізованої, об'єктивної і точної інтерпретації результатів вимірювання характеристик малих пульсацій тиску в манжеті не знаходила рішення до 70-х років. Її вирішення сприяв технічний прогрес (в першу чергу в області цифрової мікроелектроніки), що дозволив використовувати для цих цілей досить складні цифрові методи обробки сигналів.
У тисячу дев'ятсот сімдесят шість р фірма Criticon створі и випустила на ринок перший пріліжковій автоматичний вімірювач артеріального тиску (Dinamap 825), успешно реалізує модіфікованій осциллометрический метод E. Marey. При вімірюванні АТ за ЦІМ методом Тиск у оклюзійної манжеті зніжується східчасто - по 6-8 мм рт. ст. за крок - и на кожному Ступені тиску аналізується амплітуда микропульсаций тиску в манжеті, что вінікають при передачі на неї пульсації артерій. З 80_х років цею метод знайшов! Застосування в прікроватніх и носяться Добовий моніторах АТ, а такоже в приладнати для самостійного контролю артеріального тиску. Йде інтенсівне змагання фірм_проізводітелей в області Вдосконалення алгоритмів роботи апаратів З метою підвищення точності и надійності одержуваніх результатів. Останні моделі приладів для самоконтролю АТ також мають підвищений "рівень інтелекту" (моделі "fuzzi logic" - c "розмитою логікою"). Це вселяє надію на появу приладів, стійких до порушень ритму серця і рухів руки під час вимірювання. В даний час прилади на основі осцилометричного методу складають близько 80% всіх автоматичних та напівавтоматичних вимірювачів артеріального тиску. Серед носяться добових моніторів цей відсоток знижується до 30%, при цьому аускультативні методи представлені в 38% моніторів, а на комбінацію методів припадає 24% приладів.
Спрощений алгоритм визначення АД осцилометричним методом.
Переваги та недоліки аускультативного і осцилометричного методів
Аускультативно метод (по М.С. Короткову)
Переваги: а) на сьогоднішній день визнається офіційним еталоном неінвазивного вимірювання артеріального тиску для діагностичних цілей і при проведенні веріфікацііческіх вимірювачів артеріального тиску; б) має підвищену (щодо осцилометричного) стійкістю до рухів руки, особливо при прив'язці аналізу звукових явищ до R-зубця ЕКГ, застосуванні двох і більше мікрофонів, використанні складних спектральних алгоритмів розпізнавання корисного сигналу (наприклад, прилад Accutracker-2 в умовах тестування при велоергометріческой навантаженні успішно виконував близько 93% вимірів АТ); в) потенційно більш стійкий до порушень ритму серця.
Недоліки: чутливий до шумів в приміщенні, точності розташування мікрофонів щодо артерії, розворотів манжети з мікрофонами на руці при тривалому моніторуванні, вимагає безпосереднього контакту манжети або мікрофона з шкірою пацієнта. Практика експлуатації показує, що мікрофон часто є найбільш вразливим (у плані ушкоджень і необхідності ремонту) елементом апарату.
Осциллометричний метод вимірювання артеріального тиску
Переваги: а) відносно стійкий до шумових навантажень, що дозволяє використовувати його в ситуаціях з високим рівнем шуму (аж до кабіни вертольота); б) дозволяє проводити визначення артеріального тиску у випадках, що представляють проблему для аускультативного методу, - при вираженому аускультативном провалі, "нескінченному тоні", слабких тонах Короткова; в) значення тиску практично не залежать від розвороту манжети на руці і мало залежать від її переміщень вздовж руки (поки манжета не досягає ліктьового згину); г) дозволяє проводити вимірювання артеріального тиску без втрати точності через тонку тканину одягу; д) практика експлуатації показує, що цей метод, як правило, забезпечує в режимі добового моніторування менший відсоток невдалих вимірів, ніж аускультативно метод.
Недоліки: а) відносно низька стійкість до рухів руки: так, прилад SL90202 не забезпечував вимірювання артеріального тиску при велоергометріческой пробі в 82% вимірів; б) у незначної кількості пацієнтів (близько 5%) дає стійкі і значні відхилення від значень АТ за методом Короткова, що ускладнює трактування результатів.
Підкреслимо, що обидва методи виявляються неефективними при виражених порушеннях ритму серця.
Методи оперативного вимірювання артеріального тиску (від скорочення до скорочення серця)
Циклічні методи вимірювання артеріального тиску є найбільш точними, але дозволяють визначати АТ з інтервалами не менше 2-3 хв (короткочасно і при невисоких значеннях АТ інтервал може бути скорочений до 1 хв). Ряд методів дозволяють підвищити оперативність контролю артеріального тиску і визначати всі або деякі показники АТ практично в ході кожного скорочення серця.
У 1969 р J. Penaz отримав патент на метод, який в англомовній літературі зазвичай іменується як "volumeclump". Він заснований на безперервній оцінці обсягу артеріальних судин пальця методом фотоплетізмографія і використанні стежить електропневматичної системи для створення в навколишньому палець манжеті тиску, протидіє розтягуванню що проходять під манжетою артеріальних судин. При виконанні останнього умови (сталості діаметра пальцевих артерій, незважаючи на зміни артеріального тиску в них) забезпечується збереження незмінного близького до нуля розтягуючого тиску в артеріях, а тиск в манжеті починає "повторювати" тиск крові в артеріях пальця. В результаті прилад забезпечує унікальну можливість тривалої реєстрації неінвазивними засобами всієї кривої артеріального тиску, що раніше було можливо тільки інвазивним методом Oxford.
Стаціонарний прилад, який реалізує даний метод, відомий під назвою Finapres, а відносно недавно створений ношений варіант - Portapres (I і II). Прилад має систему корекції АТ на гідростатичну поправку, яка виникає при різному розташуванні пальців щодо рівня серця. На жаль, метод не позбавлений принципових недоліків. Вимірюється величина ДАД нижче, ніж у плечовій артерії, причому поправка залежить від вазоспастического стану артерій пальця. САД у молодих суб'єктів, як правило, вище, ніж у плечовій артерії, але у літніх - нижче. Поправка також залежить від тонусу артерій
артеріальна тонометрія
Визначення АТ методом тонометрії вперше описано Pressman і Newgard в 1963 р і передбачає часткове здавлювання поверхово залягаючих артерій кінцівки (наприклад, на зап'ясті) і реєстрацію за допомогою вбудованих в оклюзійний браслет тензодатчиків бокового тиску, переданого на них через стінку судини. Передбачає регулярні порівняння з верифікуйте циклічним методом. В даний час є перші повідомлення про успішну апробацію серійно випускається прикроватного апарату Colin Pilot 9200. Інтерес до цього методу в зв'язку з добовим мониторированием АТ пов'язаний насамперед з унікальною очікуваної комбінацією переваг даного методу: безперервний запис АТ + низький рівень компресійних впливів + відносно низька ціна .
У наступних публікаціях ми зупинимося більш детально на методі добового моніторування АТ, можливостях самостійного контролю артеріального тиску пацієнтами в домашніх умовах, належних величинах АТ, результатах клінічних досліджень з оцінки точності приладів для вимірювання, вироблених різними фірмами.