УДК: 612-133
1СИГАЛ З.М., 2СУРНИНА О.В.

1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Адрес: 426034, Россия, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Коммунаров 281;
2БУЗ УР «Республиканский клинико-диагностический центр МЗ УР». 426033,Россия, Удмуртская Республика, г. Ижевск, Ленина, 87Б.

Взаимопреобразование пульсового и непульсового артериального кровотока и жизнеспособность органов

Резюме. Актуальность проблемы. В настоящее время различают следующие типы кровотока - магистральный, магистральноизмененый, высоко- и низкорезистентные, связанные с эластичностью сосудов, проницаемостью стенок сосудов, сопротивлению
кровотоку в норме и при патологии. Велико значение определения направления тока крови в диагностике жизнеспособности органов, патологии и профилактике ишемических осложнений. До сих пор не обнаружены разнонаправленные потоки в артериальных сосудах в связи с отсутствием критериев их оценки.

Ключевые слова: ультразвуковое исследование, трансиллюминационная ангиотензометрия, пульсомоторография, жизнеспособность органов.

Контактное лицо:

Ольга Владимировна Сурнина
кандидат медицинских наук, доцент кафедры топографической анатомии и оперативной хирургии
Федерального Государственного бюджетного образовательного учреждения ФГБОУ ВО «Ижевская
государственная медицинская академия» МЗ Удмуртской Республики; зав. отделения ультразвуковой
диагностики БУЗ УР «Республиканский клинико-диагностический центр МЗ УР». Адрес: 426034, Россия,
г. Ижевск, ул. Коммунаров 281; 426000, Россия, г. Ижевск, ул. Ленина 87б.
Контактный телефон: (3412) 68-38-36. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1SEAGAL Z.M., 2SURNINA O.V.
1Federal state budget educational institution of the higher education "Izhevsk state medical academy" ministry of health of the Russian Federation, Address: Russia, Udmurt Republic, Izhevsk, Kommunarov Street, 281, 426033
2Budgetary Institution of Health “Republican Clinical Diagnostic Center” under the Ministry of Healthof the Russian Federation. Address: Russia, Udmurt Republic, Izhevsk, Lenina street, 87B, 426033

Interchange of pulse and non-pulse arterial blood flow and organ viability

Abstract. Background. Аt the present time, the following types of blood flow are distinguished: main, major, high and low resistance, associated with vessel elasticity, permeability of vessel walls, resistance to blood flow in norm and in pathology. These types were not differentiated due to the lack of criteria for their evaluation. There were also no multidirectional flows in the arterial vessels. Their importance in the diagnosis of viability, pathology and prevention of ischemic complications is great.

Keywords: ultrasound, transillumination angiotensometry, pulseomotorography, organ viability.

Contact person:

Olga Vladimirovna Surnina
Candidate of Medicine of Medical Science, docent of Operative Surgery and Topographic anatomy, Izhevsk State
Medical Academy; head of department of ultrasonic diagnosis in Budgetary Institution of Health “Republican Clinical
Diagnostic Center”. Address: 426034, Russia, Izhevsk, Kommunarov str. 281; 426000, Russia, Izhevsk, Lenin str.
87b. Contact phone: (3412) 68-38-36. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В литературе изучены различные типы кровотока - магистральный, магистральноизмененый, высоко- и низкорезистентные, что связывали с эластичностью сосудов, проницаемостью стенок сосудов, сопротивлением кровотоку в норме и патологии [1,2]. Взаимодействие между потоком, биологическими клетками и тканями является неотъемлемой частью циркуляторной, дыхательной, пищеварительной и мочеполовой систем. В системе кровообращения понимание сложного взаимодействия между артериальной стенкой (живым многокомпонентным органом с анизотропными, нелинейными материальными свойствами) и кровью (срединная жидкость, состоящая из эритроцитов, тромбоцитов и лейкоциты на 45% по объему) имеет жизненно
важное значение для нашего понимания физиологии человеческого кровообращения, этиологии и развития артериальных заболеваний [12]. В некоторых работах проводилось измерение потока и давления при изменении скорости потока, пульсации и частоты пульса в исходном сосуде и после патологических изменений. Расход и пульсация основные факторы, которые изменяли картину течения крови внутри аневризмы. Пульсотивность потока важна также, как и скорость потока при рассмотрении гемодинамики[13].

Небольшая часть работ включают проведение комбинированного экспериментально-численного подхода для изучения природы потоков в артериях. Численная модель пульсирующего кровотока была подтверждена путем сравнения её прогноза для переходных процессов потока [14]. Параметры потока, такие как: давление и осевое напряжение, деформация стенки и частота колебаний, скорость потока жидкости представляют доказанную численную модель, способную точно предсказать переходные процессы в артериях, посредством анализа Fluid-Structure Interaction (FSI). На гемодинамические условия в крупных артериях значительное влияние оказывает взаимодействие пульсирующего кровотока с растяжимой артериальной стенкой. Представлена численная методика важна для решения проблемы жидкостно-структурных взаимодействий, возникающая при сердечно-сосудистых потоках.
Методы связанных импульсов для жидкостно-структурного взаимодействия принимались для включения влияния соответствия стенок в числовом вычислении изменяющейся во времени области потока 15]. Результаты показывают значительное изменение распределения напряжения сдвига стенки и пространственно-временную протяженность областей рециркуляции. Эффект жидкостно-структурного взаимодействия, вариации и распределения напряжений, влияние кривизны артерии и гибкости на стрессовое напряжение, изменение диаметра и изменение формы поперечного сечения изогнутой артерии в сердечном цикле являются основой биомеханического поведения артерий с гибкой стенкой, подвергнутых физиологическому потоку [16]. Феномена взаимопреобразования импульсного и непрерывного кровотока не обнаружено.

Эти типы не дифференцировались в связи с отсутствием критериев их оценки. Не обнаружены также и разнонаправленные потоки в артериальных сосудах, значение их в диагностике жизнеспособности, патологии и профилактике ишемических осложнений. Методы диагностики преобразования артериальных потоков представлены в таблице 1.

Цель исследования. Определение связи между формой регионального и интраорганного кровотока и жизнеспособностью органов.
Материалы и методы. При этом использовались оригинальные методы З.М. Сигала – трансиллюминационная ангиотензометрия и пульсомоторография ультразвуковое исследование [9]. При проведении исследования группа сравнения, то есть здоровые, составила 1009 человек (22,4%), а группа наблюдения - 3494 человек (77,6%). Подавляющее большинство в группе сравнения составили женщины — 80,86% (815 чел.), мужчины — 19,54% (194 чел.). Возраст пациентов варьировал от 19 до 79 лет. Из них в возрасте от 18 до 21 года было 72 человека (7,1%), 637 (63,2%) - в зрелом возрасте (от 22 до 60 лет), 288 (28,5%) - пожилые (от 60 до 74 лет), 12 (1,2%) - находились в старческом возрасте (старше 74 лет). В группе наблюдения также преобладали женщины – 2301 (65,8%), а мужчин составило лишь 1193 (34,2 %) человек. При этом возраст пациентов варьировал от 19 до 79 лет, из них в юношеском возрасте были 314 (8,9%) человек (от 18 до 21 года), 1988 (56,9%) – в
зрелом возрасте (от 22 до 60 лет), 878 (25,3%) – были пожилыми (от 60 до 74 лет), 314(8,9 %) - находились в старческом возрасте (старше 74 лет). В группе наблюдения число больных с заболеваниями кишечника составило 419 человек (12 %),
с патологией щитовидной железы 1956 человек (56 %), пациентов со стенозом почечной артерии - 1118 человек (32 %). Комплексное обследование больных в до- и послеоперационном периоде включало осмотр клиницистом, лабораторные
и инструментальные исследования, являющиеся методами доказательной медицины. Инструментальные исследования включали: компьютерную томографию (Siemens Somatom Emotion 6, Германия), магнитно-резонансную томографию (Siemens Magnetom Avanto 1.5T, Германия), рентгенографию (Siemens AXIOM Iconos R200, Германия). Ультразвуковые исследования проводились на сканерах с датчиком конвексного и линейного сканирования 2,0 до 13,0 Мгц (Esaote MyLab 70, Италия).
Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием пакета прикладных статистических программ (например, Аttestat, Microsoft Office (EXCEL), Statistica 6.0) следующим образом.
Использовали корреляционный, регрессионный анализы, сопоставлялись величины амплитуды пульсовых осцилляций и оптической плотности ткани. Для выяснения значимости различия показателей этих параметров «критерии знаков» с учетом равных попарно результатов и разностный метод Стьюдента. (Л.Н. Большев, Н.В. Смирнов, 1968). Для определения разностного критерия Стьюдента вычисляли разности:

Величина статистики Стьюдента: 

Гипотеза нулевого эффекта отвергалась, если величина статистики критерия знаков или статистики Стьюдента t превосходила 5%-ую точку распределения статистики знаков или статистики Стьюдента с (n-1) степенями свободы (критический уровень значимости – p<0,05). Корреляционный анализ проводился по методике, описанной в монографии Г. Крамера. После получения выборки вычисляли статистики корреляционного анализа, все парные коэффициенты корреляции.
Изменение последних параметров которые сопровождались одновременным возрастанием (убыванием) первых двух, и тем самым при парной корреляции наблюдали ложный параллелизм между исследуемой парой параметров. В этом случае корреляцию принимали за ложную. Частный коэффициент корреляции определяли как коэффициент корреляции i-го параметра с j-ым за вычетом влияния на параметры. Корреляционный анализ проводился с помощью метода сводных корреляций. Сводный коэффициент корреляции Гi(δɱ…ʎ) характеризует меру линейной зависимости i – го параметра от целой группы параметров δɱ…. ʎ. Он меняется от 0 до 1 и если равен 0, то значение ни одного из параметров δɱ…. ʎ, как и вся группа в целом, не несет в себе никакой информации о значении i – го параметра. Если же он равен 1, то, зная значение δɱ….ʎ, можно точно указать значение i – параметра. Таким образом, сводный коэффициент корреляции характеризует качество прогноза
значения одного параметра по значениям целой группы параметров. Сводный коэффициент корреляции вычисляли по формуле. Значимость парных и частных коэффициентов корреляции определяли по Г. Крамеру 1948 с помощью таблиц математической статистики (Л.Н. Большев, Н.В. Смирнов, 1968 – табл. 4, 5а, стр. 310). Корреляционный анализ позволил установить качественную картину линейной взаимосвязи между исследуемыми параметрами. Полученные данные обработаны в программе MicrosoftExcel 2013.

Результаты и обсуждение. Взаимопреобразование пульсового и непрерывного кровотока обнаружено в клинике при кишечной непроходимости, несостоятельности кишечных швов, межкишечных анастомозов, пластике пищевода, полых органов, тромбозах и эмболиях брыжеечных сосудов, стенозах и окклюзиях сосудов и других хирургических и онкологических патологиях. Феномен взаимопреобразования импульсного и непрерывного интрамурального артериального кровотока выявлен также при селективной и расширенной проксимальной ваготомии, при различных формах острого аппендицита. При гангренозном аппендиците обнаружено преобразованиеимпульсного кровотока в непрерывный, при флегмонозном - редукция импульсного кровотока в червеобразном отростке и при гангренозном аппендиците - редукция интрамурального пульса в отростке. На основании феноменов взаимопреобразования импульсного и непрерывного кровотока разработаны способы экспресс-диагностики серозного и гнойного разлитого перитонита, хирургического лечения прободных гастродуоденальных язв, определения нарушений жизнеспособности органов и тканей желудочно-кишечного тракта, диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы, хирургического лечения асептического панкреонекроза, диагностики ревматоидного артрита коленного сустава, диагностики хронической дуоденальной непроходимости при язвенной болезни желудка, определения нарушений
жизнеспособности органов и тканей желудочно-кишечного тракта и др. [7-11]. Пульсомоторограммы различных отделов жизнеспособного желудочного трансплантата больного при пластике пищевода представлены на [рис. 1]. Интрамуральный редуцированный пульс свидетельствует о сохранении жизнеспособности. Несостоятельности швов, ишемических некрозов и перфорационных перитонитов не было. Пульсомоторограммы сигмовидной и прямой кишки после наложения ректосигмоидного анастомоза у больного представлены на [рис. 2]. Интрамуральный пульс шовной полосы сохранен на протяжении всего послеоперационного периода.
Оценку гемодинамики кровотока авторы также проводили с помощью ультразвуковых методов исследования. Феномен взаимопреобразования пульсового и непульсового кровотока при эхографии нашел свое подтверждение при оценке спектра доплеровской кривой кровотока. Спектр артериального кровотока основного артериального ствола почек в норме проявляется характерной пологой доплерографической кривой с широким систолическим пиком и отсутствием реверсивного потока на протяжении всего сердечного цикла [рис. 3].

У большей части обследуемых лиц с нормальной эластичностью сосудистой стенки систолический пик расщеплен, при этом первый заостренный пик - пик систолического сокращения, второй пик с закруглённой верхушкой - пик эластичности. В артериях низкого сопротивления в норме в щитовидной железе пик доплеровской кривой положительный с высоким подъемом [рис. 4]. В клинических ультразвуковых исследованиях также обнаружен феномен взаимодействия и преобразования артериальных потоков при различных патологических процессах. При наличии гемодинамически значимого стеноза почечной артерии у больного К. на уровне стеноза отмечается изменение спектральной кривой артериального кровотока со снижением эластичности сосудистой стенки, систолический пик не расщеплён и более вертикален, заострён с высокой амплитудой и снижением диастолического компонента [рис. 5а]. На уровне паренхиматозных ветвей почечной артерии изменяется форма кривой скоростей кровотока – исчезает ранний систолический пик, систолический пик расширяется, кривая становится более пологой с отсутствием диастолического компонента [рис.5б], т. е. полностью меняется спектр кривой, что свидетельствует о преобразовании импульсного кровотока в непрерывный.В клинике при появлении аутоиммунных процессов щитовидной железы отмечены специфические изменения спектральной кривой в виде выраженной диастолической кривой
с отсутствием дифференциации пиков с одной из сторон спектра у больного П. [рис. 6а]. При злокачественных новообразованиях щитовидной железы наблюдали однонаправленный кровоток со значительным повышением резистентности у больного С. [рис. 6б].

Выводы:
1. В клинико-экспериментальных исследованиях феномен взаимопреобразования непрерывного и пульсового кровотока отмечен после лигирования экстраорганных сосудов, изменения внутрипросветного давления, гипертонии и гипотонии, шоке, кишечной непроходимости, ущемленных грыжах, а также ишемии паренхиматозных органов, холецистите, аппендиците.
2. При ультразвуковом исследовании по изменению спектра кривой кровотока в виде изменения формы из острого систолического подъема в более пологий систолический пик наблюдают взаимопреобразование импульсного кровотока в непрерывный.
3. Обнаруженный феномен служит критерием восстановления региональной гемодинамики для диагностики нарушения жизнеспособности органов и тканей, некроза, ишемической патологии, для сокращения послеоперационных осложнений и летальности при пластике пищевода, резекции полых органов.

Литература:
1. Лелюк В.Г. Ультразвуковая ангиология/ Лелюк В.Г., Лелюк С.Э.// Ультразвуковая ангиология 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Реал Тайм,– 2007. – 416 с.
2. Назаренко Г.И., Современные медицинские технологии/ Назаренко Г.И., Хитрова А.Н., Краснова Т.В.// Доплерографические исследования в уронефрологии. - М.: «Медицина», 2002. – 152 с.
3. Сигал, З.М. Жизнеспособность органов брюшной полости при оперативных вмешательствах /З.М. Сигал, А.П. Кравчук, И.С. Кузнецов// Монография.- Производств.об-ние "Ижсталь". - Ижевск, 1988. – 208 с.
4. Сигал, З.М. Исследование кровяного давления и кровотока в интрамуральных сосудах кишечника и других полых органах во время операции (клинико-экспериментальная разработка и применение методов): автореф. дис. д-ра мед.наук / З.М. Сигал. – Казань, 1976. – 240 с.
5. Сигал, З.М. Оментопексия при операциях на передней брюшной стенке и органах живота. / З.М. Сигал, Ф.Г. Бабушкин, С.Ю. Мещанов// Монография. – Ижевск, 2017. – 166 с.
6. Сигал, З.М. Топографическая анатомия и оперативная хирургия головы и шеи / З.М. Сигал, М.В. Корепанова// Монография. – М.: «МИА», 2004.- 209 с.
7. Способ диагностики хронической дуоденальной непроходимости при язвенной болезни желудка// Патент РФ № 2002125793/14, 20.09.04. Бюл. № 26. / Сигал З.М., Сурнина О.В. и др.
8. Способ диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы // Патент РФ № 2003107531/14. 2003. Бюл. № 15. / Сигал З.М. и др.
9. Способ диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы // Патент РФ № 2003126275/14. 2003. Бюл. № 9. / Сигал З.М., и др.
10. Способ диагностики ревматоидного артрита коленного сустава // Патент РФ № 2017102836. 2017. Бюл. № 29. / Сигал З.М., Сурнина О.В. и др.
11. Способ хирургического лечения асептического панкреонекроза Патент РФ № 202133621 // Патент России № 2557417. 2012. Бюл. № 20. / Сигал З.М. и др.
12. Friedman M.H. Flow interactions with cells and tissues: cardiovascular flows and fluid-structure interactions / Friedman M.H., Krams R., Chandran K.B// Sixth International Bio-Fluid Mechanics Symposium and Workshop. - Ann Biomed Eng. – 2010. - № 38. - P3 -12.
13. Gobin Y.P. In vitro study of haemodynamics in a giant saccular aneurysm model: influence of flow dynamics in the parent vessel and effects of coil embolisation / Gobin Y.P., Counord J.L., Flaud P., Duffaux J. // Neuroradiology. – 1994. - № 36. - P 26- 34.
14. Kanyanta V. Validation of a fluid-structure interaction numerical model for predicting flow transients in arteries /Kanyanta V., Ivankovic A., Karac A. // J Biomech. – 2009. - № 42. – P. 11-12
15. Vavourakis V. Coupled fluid-structure interaction hemodynamics in a zeropressure state corrected arterial geometry /Vavourakis V., Papaharilaou Y., Ekaterinaris JA // J Biomech. – 2011. - № 44. –P. 13-15
16. Wang X. Biomechanical behaviors of curved artery with flexible wall: a numerical study using fluid-structure interaction method/ Wang X., Li X. // ComputBiol Med. – 2011. - № 41.- P.11-13