Фотоплетизмография что это такое

Фотоплетизмография — метод скрининговой диагностики состояния сосудов

В основе патогенеза многих заболеваний лежит нарушение микроциркуляции. Поэтому оценка состояния сосудистого русла, включая капилляры, позволяет выявить на ранних стадиях различные болезни, а также контролировать процесс лечения пациента. Оптимальной методикой скрининговой сосудистой диагностики является фотоплетизмография. Это простой, неинвазивный, безболезненный и надежный экспресс-метод, основанный на определении объема крови в микрососудистом русле.

Принцип фотоплетизмографии заключается в определении изменения объема крови в области, на которой проводится измерение. С помощью аппаратно-программного комплекса «Медсканер» проводится пальцевая фотоплетизмография с использованием концевой фаланги кисти или стопы. Это позволяет получить максимум информации о микроциркуляторном русле из-за интенсивного капиллярного кровотока в области кончиков пальцев. К тому же использовать дистальную фалангу пальца удобно как врачу, так и пациенту.

Что собой представляет фотоплетизмография

Объем любого органа включает в себя объем тканей и объем заполняющей его крови. Таким образом, объем тканей постоянен, а объем крови меняется в зависимости от фазы сердечного цикла. Эти изменения, которые также зависят от дыхания, терморегуляции и активности симпатической нервной системы, можно зарегистрировать с помощью приборов. Метод фотоплетизмографии представляет собой регистрацию оптической плотности ткани. Исследуемый участок просвечивается инфракрасным светом, который затем попадает на фотопреобразователь. Длина волны излучаемого света подобрана таким образом, чтобы он поглощался эритроцитами в артериальном русле. Поэтому его интенсивность зависит от количества крови в исследуемой ткани. Регистрируемый сигнал называется фотоплетизмограммой, которая оценивается по определенным параметрам.

Диагностические возможности метода

Пульсовая волна представляет собой волну повышенного давления, которая распространяется по аорте и артериям вследствие выброса крови из левого желудочка во время систолы (сокращения сердечной мышцы). Кратковременное расширение участка артериальной стенки можно зарегистрировать в виде пульсового толчка. Скорость распространения пульсовой волны по сосудам зависит от ширины просвета и эластичности сосуда, толщины его стенки и плотности крови.

Пульсовая волна образуется в результате взаимодействия между левым желудочком и сосудами большого круга кровообращения. Она состоит из двух пиков: первый формируется благодаря систолической волне, второй соответствует отраженной волне из-за крови, передаваемой к нижним конечностям и направляющейся обратно в аорту. Известно, что интенсивность отражения определяется тонусом артериол, поэтому анализ формы пульсовой волны дает возможность оценить функциональное состояние и структурные изменения периферического сосудистого русла.

Считается, что продолжительность и частота пульсовой волны зависят от работы сердца, а форма и величина ее пиков — от состояния сосудистой стенки. При оценке фотоплетизмограммы можно определить сужение артерий, в том числе ишемию сосудов нижних конечностей. Свойства волн при измерении на правой и левой ноге должны быть одинаковы, а при поражении одной из них возникает несимметричность.

Для оценки сосудистых рефлексов с помощью этого метода применяются различные функциональные пробы (например, компрессионный и декомпрессионный тест с определением давления в плечевой артерии позволяет изучить состояние венозного кровотока, медикаментозная проба с нитрогицерином — оценить толерантность к нитратам и т. д.).

При проведении контроля лечения фотоплетизмография помогает подбирать оптимальную дозу фактора воздействия и предупредить негативные реакции, связанные с его передозировкой.

Проведение обследования

В целом, фотоплетизмография является надежным скрининговым инструментом для различных медицинских специалистов, помогая в терапевтической диагностике, сосудистой хирургии, кардиологии, эндокринологии и других областях.

Источник

Плетизмография

Для исследования сосудистого тонуса в медицине применяется специальная методика под названием плетизмография. В ходе данной методики проводится регистрация колебаний объема тела человека, отдельного органа или части из-за наполнения их кровью.

В современной медицинской практике используют несколько разновидностей плетизмографии, каждый из которых возможно проводить при помощи определенной аппаратуры – плетизмографов. Любой плетизмограф включает в себя воспринимающую и передающую часть, лентопротяжный механизм и регистратор.

Техника для исследования

Приборами для измерения графических изменений объемов в теле человека при наполняемости кровью служат плетизмографы. Аппаратура при плетизмографии бывает механической и электрической. Механический плетизмограф косвенно либо прямо регистрирует возникающие колебания объемов изучаемых объектов. Электрический плетизмограф помогает производить оценку наполняемости сосудов на большой изучаемой площади. Также используются и фотоэлектрические плетизмографы, предназначенные для проведения исследований на плоскостях, например, на коже пациента, и механоэлектрические аппараты. Но непосредственно прибором плетизмографом можно считать только тот, который регистрирует и воспринимает изменение объемов объектов исследования, то есть механический аппарат. Все остальные разновидности техники для данной процедуры определяют колебания объемов лишь при дополнительных снятиях мерок исходного объема, что часто приводит к большим погрешностям.

Механический плетизмограф представляет собой резервуар, заполненный воздухом или жидкостями, внутри которого исследуемый участок полностью изолирован от внешней среды, и присоединенное к нему устройство измерения колебаний объема. Когда происходит изменение объема исследуемого органа за счет кровенаполнения, возникает сдвиг среды трансмиссии чувствительного предмета, используемого в данном плетизмографе. Им может быть столбик жидкости, находящийся в трубке, мембрана, воздушный колокол либо сильфон. Данные сдвига регистрируются и записываются специальным устройством. При неподатливом чувствительном элементе данные об изменениях объемов могут преобразовываться в данные колебаний давления. Давление может измеряться при помощи электроманометра. При водной среде трансмиссии плетизмографов устройства стараются не использовать, потому что они обладают повышенной теплоемкостью, инерционностью и влияющей на физиологические процессы человека значительной водной массой.

Наиболее часто применяются механические воздушные аппараты, имеющие компактный плетизмографический рецептор, высокую точность и чувствительность. К таким плетизмографам относят плетизмограф Вотчала (пальцевой), имеющий в своем составе светолучевой манометр и соединенные резиновыми трубками чувствительные элементы с колпачками для пальцев, что необходимо для самого процесса регистрации сигналов.

Самыми точными из всех являются механоэлектрические плетизмографы. Они очень часто применяются в современной клинической практике. В данных аппаратах колебания рецепторов, которые воспринимают сигнал, преобразуются при помощи датчиков из механических в электрические, проходят усиление и регистрацию. Одним из таких датчиков является легкорастяжимая трубка, в полости которой находится электропроводящая среда. Эта трубка соединяется с электросхемой, предназначенной для измерения колебаний. Трубка накладывается вокруг исследуемого объекта, ее длина, в зависимости от кровенаполнения органа, меняется и это является объектом измерения плетизмографа.

При помощи электрических плетизмографов принято измерять электрический импеданс (либо его составляющие, такие как емкость, сопротивление, индуктивность). Особенностью данных плетизмографов является способность исследовать органы бесконтактно – воспринимающий электрод либо катушка могут находиться на небольшом расстоянии от области исследования.

В фотоэлектрических плетизмографах присутствует источник света и фоторезистор либо диод, которые соединяются таким образом, чтобы при соприкосновении с областью обследования фоточувствительная часть воспринимала поступающий от источника свет сквозь ткань объекта. Датчик в такой аппаратуре предоставляет информацию об оптической плотности тканей, которая зависит не только от наполненности кровью, но и от ее спектрального состава.

Для проведения окклюзионной плетизмографии чаще других применяются воздушные аппараты, оснащенные специальными сигналопреобразующими датчиками, либо механоэлектрические приборы с отсутствием трансмиссионной среды, у которых есть специальные наборы датчиков, окклюзионные манжеты для разных областей тела, компрессоры, регистраторы с автоматической возможностью обработки данных и возможностью графически отображать полученную информацию. Данные устройства являются многофункциональными комплексами, помогающими измерять средний артериальный кровоток, емкость венозного бассейна конечностей, периферическое артериальное давление и многое другое, путем применения мультирежимов компрессии на обследуемых участках.

Показания для плетизмографии

Исследование плетизмографию стоит производить в тех случаях, когда имеются следующие медицинские показания при:

Диагностика позволяет определять тонус вен, артерий, выполнить контроль за эффективностью терапии. Плетизмография позволяет исследовать и условные сосудистые рефлекторные состояния. При этом данный вид обследований обычно назначается невропатологами, терапевтами, сосудистыми хирургами, флебологами. Проводят процедуру во многих больницах и поликлиниках, где для этого предусмотрено оборудование и квалифицированный специалист, отвечающий за достоверность получаемых в ходе диагностики данных.

Ход проведения исследования

Способ проведения общей плетизмографии, противопоказания к ней, а также суть процесса подготовки к процедуре, напрямую зависит от того, какую часть тела необходимо диагностировать и каким аппаратом это будет производиться. Хороший результат дают исследования, проводимые параллельно на пораженных и здоровых сосудах, а также многократное проведение плетизмографии.

Для повышения точности диагностики в процессе плетизмографии проводятся тепловые и фармакологические пробы либо пробы, которые снимают в периоды физической активности. При этом показатели кровенаполнения до и после манипуляций с исследуемым органом должны фиксироваться. Подобные пробы помогают оценивать степень и скорость восстановления нормального кровотока в пора

женном участке. А фармакологические пробы дают возможность оптимально подобрать необходимые медицинские препараты, эффективно устраняющие диагностированную в ходе исследования патологию.

При оценке результатов плетизмографии важным является наличие быстрых, обеспечиваемых работой сердца и дыхательной системой, и медленных, формируемых в процессе наполняемости сосудистой системы кровью, колебаний.

При регистрации снижения наполняемости кровью сосудов конечностей врачи могут говорить о стенозе либо облитерирующем поражении сосудов. При выявлении при помощи окклюзионного метода венозного рефлюкса и малого объема наполняемости глубоких вен, специалисты диагностируют варикоз либо тромбоз. В любом случае, все результаты проведенных исследований должны обязательно передаваться лечащему врачу, который выдавал направление на плетизмографию, для постановки правильного диагноза и назначения соответствующего лечения.

Импедансное исследование конечностей

Неинвазивным способом исследования кровотока пациента, присутствующего в его конечностях, в современной медицине выступает импедансная плетизмография. При проведении данной диагностики к рукам или ногам больного прикрепляются специальные электроды, а затем регистрируются изменения сопротивления, зависящие от нарушений венозного оттока или дыхательных процедур.

В процессе проведения процедуры пациенту прикрепляются электроды к исследуемой области (например, ноги), происходит регистрация изменений электрического сопротивления, которое зависит от дыхательных движений или нарушения оттока в венах.

Импедансная плетизмография используется для определения венозных нарушений в голени, диагностирования тромбофлебита, оценивания состояния легочной артерии и диагностирования тромбофилии. Перед проведением диагностики пациенту необходимо узнать о сути проводимого исследования, необходимости придерживания диеты до процедуры, также важно познакомиться со специалистом, который будет проводить диагностику, чтобы в момент плетизмографии можно было полностью расслабиться и успокоиться. Перед исследованием пациенту необходимо опорожнить мочевой пузырь и кишечник и переодеться в одноразовую медицинскую рубашку.

При проведении плетизмографии больного кладут на спину, а ноги должны при этом возвышаться таким образом, чтобы угол возвышения не превышал 35 градусов. Для лучшего кровотока колени пациента всегда располагают выше, чем находится его сердце во время диагностики. Одна нога сгибается в коленном суставе и поворачивается в тазобедренном, чтобы масса тела немного сместилась в ее сторону, что позволит прикрепить электроды плетизмографа максимально правильно. При плетизмографии электроды накладывают на голень на расстоянии 8 сантиметров один от другого. При этом манжетку кладут на бедро, чтобы она располагалась выше, чем колено. Манжетку раздувают до 50-60 сантиметров водяного столба, при этом вены сдавливаются, но кровоток не нарушается, а затем послабляют. Регистрируются первые снятые данные, которые формируют кривую венозного кровенаполнения и его последующего снижения при послаблении манжетки. Аналогичной процедуре подлежит и вторая нога. Процесс можно повторять по несколько раз на каждой ноге для получения достоверных данных.

В норме считается, что кратковременное сжатие артерии сразу же должно провоцировать прилив крови в венах, а его послабление повлечет за собой такой же молниеносный отток. Если отток нарушается, это часто свидетельствует о тромбозе глубоких вен, поскольку при раздувании манжетки нагнетается кровь, но не увеличиваются в диаметре сосуды. При тромбозе отток нарушается, кровенаполнение голени становится нестабильным. При данном виде заболевания врачи часто прописывают пациентам соответствующую антикоагулянтную терапию.

Повлиять на прохождение и полученные в ходе исследования результаты могут низкий кровоток, обусловленный шоком, болезнями ножных артерий, низким сердечным выбросом. Также факторами, влияющими на результаты диагностики, могут быть состояния сдавливания крупных артерий (например, опухоли), возбужденное состояние пациента, понижение температуры конечностей тела из-за холодного воздуха помещения, где проводится плетизмография.

Особенно важным является плетизмографическое исследование для определения фармакологической динамики при лечении заболеваний вазоактивными препаратами, когда важно удостовериться, что назначенный препарат оказывает не сосудорасширяющее, а тонизирующее воздействие на венозную сеть. Таким образом, при использовании плетизмографов врач может объективно оценивать тот эффект, который производит прописанная им терапия на патологические состояния больного.

Источник

Фотоплетизмография: оценка состояния сосудов

От состояния кровеносных сосудов во многом зависит то, насколько долго и активно будет жить человек. Большинство серьезных осложнений возникает именно из-за проблем с сосудами, и наоборот – любые заболевания отражаются на микроциркуляции, т. е. на транспорте биологических жидкостей на уровне тканей организма. Эти проблемы отражаются на форме пульсовой волны и на соотношении анакротической и дикротической фазах пульсовой волны. На анализе пульсовой волны и основан метод фотоплетизмографии.

Этот экспресс-метод исследования сосудов заключается в определении объема крови в капиллярах при просвечивании участка кожи красным и инфракрасным светом. В АПК Медсканер БИОРС-05 (Велнесс) для этого используется пульсоксиметрический датчик. Он надевается на указательный палец левой (или правой) руки, т. к. именно в кончиках пальцев наиболее интенсивный капиллярный кровоток.

КАК РАБОТАЕТ МЕТОД
Объем любого органа включает в себя объем тканей и объем заполняющей его крови. Таким образом, объем тканей постоянен, а объем крови меняется в зависимости от фазы сердечного цикла. Метод фотоплетизмографии представляет собой регистрацию оптической плотности ткани. Исследуемый участок просвечивается красным и инфракрасным светом, который затем попадает на фотопреобразователь. Длина волны излучаемого света подобрана таким образом, чтобы он поглощался эритроцитами в артериальном русле. Поэтому его интенсивность зависит от количества крови в исследуемой ткани. Регистрируемый сигнал называется фотоплетизмограммой, которая оценивается по определенным параметрам.

ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
Фотоплетизмография помогает выявлять изменения сосудов при сахарном диабете, атеросклерозе, гипертонической болезни. Также по улучшению состояния сосудов можно судить об эффективности лечения или оздоровительных методов, выявлять осложнения после болезни. В частности, этот метод помогает выявить изменения сосудов у людей, перенесших COVID-19.

В спортивной медицине фотоплетизмография помогает разработать индивидуальную программу тренировок. Известно, что интенсивная физическая активность с увеличением мышц в объеме часто приводит к перегрузке вен и даже их разрыву. Регулярный контроль позволяет избежать варикоза (расширения вен) и связанных с этим осложнений.

Метод помогает подобрать индивидуальную диету, исключить из рациона продукты питания, противопоказанием к которым может быть повышенная вязкость крови или нарушения кальциевого обмена. При склонности к образованию тромбов (тромбозу) в сосудах необходимо исключить из рациона куриный желток, печень, икру и т. д., а для предотвращения вымывания кальция из организма необходимо снизить потребление кофе, сахара, пальмового масла.

Проверку на фотоплетизмографе обязательно стоит пройти до начала реабилитационных мероприятий, основанных на вибрационном воздействии (например, на вибрационных платформах), или других упражнений, которые связаны с риском отрыва тромба (такие как прыжки со скакалкой и т. п.). То же касается использования вибрационных кроватей и прочих приспособлений и процедур, которые вызывают вибрацию в организме. Чаще всего тромбы образуются на стенках вен ног. После отрыва тромб переносится током крови и может закупорить сосуд на своем пути. При этом может возникнуть угрожающее жизни состояние, например при закупорке легочной артерии.

РЕАБИЛИТАЦИЯ ПОСЛЕ COVID-19
Оценка фотоплетизмограммы имеет особое значение для реабилитации постковидных пациентов. Как известно, одним из основных осложнений после перенесенной вирусной пневмонии, ассоциированной с COVID-19, является увеличение вязкости крови, которое выливается в гипертонию, тромбоз, миокардит и другие поражения сердечно-сосудистой системы.
На основании значений индекса жесткости и индекса отражения назначаются процедуры и проводится мониторинг состояния сосудов в процессе реабилитации.

СУТЬ МЕТОДА
Пульсовая волна образуется в результате выброса крови левым желудочком сердца во время его сокращения. Давление распространяется по аорте и артериям, и скорость этой волны зависит от ширины просвета сосуда, эластичности и толщины сосудистой стенки, а также от силы сокращения сердца. Поэтому фотоплетизмография помогает выявить признаки сужения (стеноза) и склероза, оценить сосудистый тонус и работу сердца.

На фотоплетизмограмме пульсовая волна состоит из двух частей. Анакротическая фаза [a] соответствует систоле (сокращению сердца), а дикротическая [b] – диастоле (расслаблению). Дикротический пик образует отражение волны крови, которая передается к ногам и направляется обратно в аорту. Считается, что частота и длительность пульсовой волны зависит от сердечной мышцы, а величина и форма пиков плетизмограммы — от состояния сосудистой стенки.

У здорового человека пульсовая волна имеет достаточно крутой подъем и относительно высокую отраженную волну.

Сужение артерий приводит к сглаживанию подъема, удлинению дикротической фазы и уменьшению высоты отраженной волны. При значительном сужении сосудистого просвета отраженной волны может не быть вовсе.

ОЦЕНКА ФОТОПЛЕТИЗМОГРАММЫ
Фотоплетизмограмма оценивается по нескольким показателям. Самые важные параметры – индекс жесткости и индекс отражения. По индексу жесткости можно выявить сужение крупных артерий, оценить эластичность их стенок и косвенно оценить кальциевый обмен (чем выше жесткость, тем больше кальция в крови). Индекс отражения, в основном, показывает тонус артериол и мелких сосудов. Повышенный индекс отражения указывает на повышенную вязкость крови, что косвенно может свидетельствовать о наличии холестериновых бляшек и атеросклерозе.

ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФОТОПЛЕТИЗМОГРАММЫ
Для нарушений гемодинамики характерны следующие признаки, визуально определяющиеся на пульсовой волне:

— вблизи вершины имеются дополнительные волны (симптом «петушиного гребня»), которые свидетельствуют об отклонении общей или локальной гемодинамики и возможном наличии тромба;

— крутой подъем пульсовой волны, быстрое снижение и незначительное проявление диктротического подъёма происходит при низком периферическом сопротивлении и большом систолическом выбросе и свидетельствует об аортальной недостаточности;

— отсутствие дикротического зубца свидетельствует о наличии сахарного диабета, атеросклероза или гипертонической болезни;

— продолжительная анакротическая фаза пульсовой волны с пологим неравномерным подъемом и слабо выраженном или высоком дикротическом зубце происходит при повышенном тонусе сосудов и может проявляться при начальном атеросклерозе или повышенном давлении.

Наиболее важными считаются первые три признака. Кроме того, при различных заболеваниях на фотоплетизмограмме могут присутствовать и другие особенности: — при облитерирующем эндартериите амплитуда пульсовых волн снижена на всех пальцах пораженной конечности; — в периоды резкой перемены погоды и при магнитных бурях возрастает количество реакций, указывающих на расширение сосудов, особенно у больных ревматизмом.

КАК ПРОВОДИТСЯ ОБСЛЕДОВАНИЕ
Для проведения фотоплетизмографии требуется подключить Медсканер к ноутбуку или компьютеру. Риск поражения электротоком отсутствует, прибор получает питание через USB-порт. Измерение проводится бесконтактным способом путем определения оптической проводимости капиллярной крови в красном и инфракрасном диапазоне.

На указательный палец кисти левой руки надевают датчик таким образом, чтобы красный светодиод внутри датчика был над ногтем пальца. Во время обследования, которое проводится в течение 30 секунд, нельзя двигать рукой с датчиком, чтобы избежать искажения данных из-за сокращения мышц.

После обследования нужно мышкой выбрать на пульсограмме участок с наиболее характерными пульсовыми волнами. Программа автоматически определит контрольные точки измерений, однако выбор программы может быть некорректен из-за нечеткости формы пульсовой волны. В этом случае следует выделить вручную конец анакротической волны и начало дикротической, передвигая маркеры контрольных точек мышкой.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Фотоплетизмография является безопасным и безболезненным методом. Противопоказания отсутствуют, однако не следует надевать датчик на палец с поврежденной кожей.

В течение суток до обследования не рекомендуется принимать лекарственные препараты и воздержаться от физиотерапевтических процедур (за исключением случаев мониторинга проводимых мероприятий).

Чтобы избежать реакции сосудов на тепло или холод, температура в помещении должна поддерживаться на уровне 19-23°С. Стоит помнить, что при температуре менее 16°С происходит спазм мелких артерий.

Перед обследованием желательно несколько минут для адаптации посидеть или полежать в удобном положении. Во время измерения не следует допускать воздействия на датчик пульсоксиметра яркого искусственного освещения и прямых солнечных лучей.

Источник