Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)


Для цитирования:

Залетов И. С., Сагайдачный А. А., Скрипаль А. В., Клочков В. А., Майсков Д. И., Фомин А. В. Взаимосвязь формы пульсовой волны в периферических артериях, регистрируемой методами импедансной реографии и ультразвуковой допплерографии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 24-36. DOI: 10.18500/1817-3020-2023-23-1-24-36, EDN: BHJEOX

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
01.03.2023
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 351)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
537:612.1
EDN: 
BHJEOX

Взаимосвязь формы пульсовой волны в периферических артериях, регистрируемой методами импедансной реографии и ультразвуковой допплерографии

Авторы: 
Залетов Иван Сергеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сагайдачный Андрей Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Скрипаль Анатолий Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Клочков Виктор Александрович, Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского
Майсков Дмитрий Игоревич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Фомин Андрей Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Реография и ультразвуковая допплерография в большинстве случаев рассматриваются как независимые методы анализа гемодинамики. В данной работе показывается наличие сходств формы пульсовых волн, регистрируемых двумя указанными методами в состояниях покоя и во время нагрузочных проб. Для определения динамики объема крови в артерии использовался метод импедансной реографии, для определения линейной скорости артериального кровотока – метод ультразвуковой допплерографии. Динамика объема и скорости кровотока в лучевой артерии исследована в состоянии покоя, во время проведения окклюзионной пробы и пробы с глубоким вдохом. Высокое качество реографического сигнала обеспечивалось за счет электродов, накладываемых точно в область проекции исследуемой артерии. Для корректного количественного описания динамики объёмной скорости кровотока получено выражение, учитывающее неравномерное распределение эритроцитов по скоростям в поперечном сечении кровеносного сосуда. В результате установлено, что как проба с глубоким вдохом, так и окклюзионная проба приводят к вазодилатации лучевой артерии. При этом дыхательная проба провоцирует появление дополнительного пика в диастолу – время появления которого совпадает со временем появления отрицательного (ретроградного) диастолического пика скорости кровотока. Сравнительный анализ усреднённых волн скорости и объема демонстрирует согласование фаз и линейную зависимость формы этих волн в покое, которые нарушаются во время проведения дыхательной пробы. Предложенное выражение для объемного кровотока дает возможность изучать процессы авторегуляции кровотока в сосуде посредством контроля баланса изменения объема и скорости крови методами импедансной реографии и ультразвуковой допплерографии и потенциально может являться основой для построения соответствующих методов функциональной диагностики.

Благодарности: 
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-75-00035).
Список источников: 
  1. Huisman M. V., Böller H. R., ten Cate J. W., Vreeken J. Serial impedance plethysmography for suspected deep venous thrombosis in outpatients // New England Journal of Medicine. 1986. Vol. 314, № 13. P. 823–828. https://doi.org/10.1056/NEJM198603273141305
  2. Liu S. H., Cheng D. C., Su C. H. A cuffless blood pressure measurement based on the impedance plethysmography technique // Sensors. 2017. Vol. 17, № 5. Article number 1176. https://doi.org/10.3390/s17051176
  3. Huynh T. H., Jafari R., Chung W. Y. Noninvasive cuffless blood pressure estimation using pulse transit time and impedance plethysmography // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2018. Vol. 66, № 4. P. 967–976. https://doi.org/10.1109/TBME.2018.2865751
  4. Soukup L., Hruskova J., Jurak P., Halamek J., Zavodna E., Viscor I., Vondra V. Comparison of noninvasive pulse transit time determined from Doppler aortic flow and multichannel bioimpedance plethysmography // Medical & Biological Engineering & Computing. 2019. Vol. 57, № 5. P. 1151–1158. https://doi.org/10.1007/s11517-018-01948-x
  5. Mašanauskienл E., Sadauskas S., Naudžiūnas A., Unikauskas A., Stankevičius E. Impedance plethysmography as an alternative method for the diagnosis of peripheral arterial disease // Medicina. 2014. Vol. 50, № 6. P. 334–339. https://doi.org/10.1016/j.medici.2014.11.007
  6. Кобрисев П. А., Туйкин Т. С., Корженевский А. В. Разработка бесконтактного монитора жизненных показателей человека // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. № 4. URL: http://jre.cplire.ru/jre/apr17/10/text.pdf (дата обращения: 08.09.2022).
  7. Brown B. H., Pryce W. I. J., Baumber D., Clarke R. G. Impedance plethysmography: Can it measure changes in limb blood flow // Medical and Biological Engineering. 1975. Vol. 13, № 5. P. 674–682. https://doi.org/10.1007/BF02477325
  8. Цой М. О., Постнов Д. Э. Метод выделения значимых компонент для оценки вариабельности формы пульсовых волн // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2021. Т. 21, вып. 1. С. 36–47. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2021-21-1-36-47
  9. Залетов И. С., Клочков В. А., Сагайдачный А. А., Скрипаль Ан. В., Фомин А. В. Импедансная реография периферических артерий высокой степени локализации при воздействии гравитационной пробы // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине-2021 : сборник статей Всероссийской школы-семинара. Саратов : Саратовский источник, 2021. С. 27–31.
  10. Wilder-Smith E., Liu L., Ma K. T. M., Ong B. K. Relationship of inspiratory flow rate and volume on digit tip skin and ulnar artery vasoconstrictor responses in healthy adults // Microvascular Research. 2005. Vol. 69, № 1–2. P. 95–100. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2005.01.003
  11. Allen J., Frame J. R., Murray A. Microvascular blood flow and skin temperature changes in the fingers following a deep inspiratory gasp // Physiological Measurement. 2002. Vol. 23, № 2. P. 365. https://doi.org/10.1088/0967-3334/23/2/312
  12. Mayrovitz H. N., Groseclose E. E. Neurovascular responses to sequential deep inspirations assessed via laser-Doppler perfusion changes in dorsal finger skin // Clinical Physiology and Functional Imaging. 2002. Vol. 22, № 1. P. 49–54. https://doi.org/10.1046/j.1475-097x.2002.00404.x
  13. Сагайдачный А. А., Скрипаль А. В. Окклюзионная проба: биофизические механизмы реакции, методы анализа, перспективы применения: учебное пособие для студентов. Саратов : Изд-во «Саратовский источник», 2019. 81 с.
  14. Аникина Н. Ю., Коровина В. А., Тарасова А. В., Ушакова Н. Я., Ярошенко Ю. А. Гидродинамика. Физические основы гемодинамики: учебно-методическое пособие. Архангельск : Изд-во Северного государственного медицинского университета, 2021. 111 с.
  15. Bernstein D. P. Impedance cardiography: Pulsatile blood flow and the biophysical and electrodynamic basis for the stroke volume equations // Journal of Electrical Bioimpedance. 2010. Vol. 1, № 1. P. 2–17. https://doi.org/10.5617/jeb.51
  16. Ramalli A., Aizawa K., Shore A. C., Morizzo C., Palombo C., Lenge M., Tortoli P. Continuous simultaneous recording of brachial artery distension and wall shear rate: A new boost for flow-mediated vasodilation // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2018. Vol. 66, № 3. P. 463–471. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2018.2889111
  17. Kubicek W. G., From A. H., Patterson R. P., Witsoe D. A., Castaneda A., Lillehei R. C., Ersek R. Impedance cardiography as a noninvasive means to monitor cardiac function // JAAMI: Journal of the Association for the Advancement of Medical Instrumentation. 1970. Vol. 4, № 2. P. 79–84.
  18. Shimazu H., Yamakoshi K. I., Togawa T., Fukuoka M., Ito H. Evaluation of the parallel conductor theory for measuring human limb blood flow by electrical admittance plethysmography // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1982. Vol. 1. P. 1–7. https://doi.org/10.1109/TBME.1982.324957
  19. Eicke B. M., Milke K., Schlereth T., Birklein F. Comparison of continuous wave Doppler ultrasound of the radial artery and laser Doppler flowmetry of the fingertips with sympathetic stimulation // Journal of Neurology. 2004. Vol. 251, № 8. P. 958–962. https://doi.org/10.1007/s00415-004-0471-7
Поступила в редакцию: 
21.10.2022
Принята к публикации: 
26.12.2022
Опубликована: 
01.03.2023