Метод функциональной диагностики ранних стадий сосудистой патологии как фактор медико-демографической безопасности населения

Для современной России характерны низкое качество здоровья населения и высокий уровень смертности в трудоспособном возрасте, особенно среди мужчин [1].

В структуре причин смертности населения в стране в последнее десятилетие первое место занимали болезни системы кровообращения (БСК) (53%), второе – принудительные смерти (16%), третье – злокачественные новообразования (14%). Анализ причин смертности от БСК показал, что на первом месте стоит ишемическая болезнь сердца (ИБС) (48,1%), на втором – цереброваскулярные болезни (36,7%), на их долю приходится 84,8% всех случаев смерти в этом классе. Согласно статистическим и клиническим исследованиям последнего десятилетия, отмечен рост числа сочетаний ИБС и цереброваскулярных заболеваний у лиц старшей возрастной группы, оказывающих вза- имоотягощающее влияние, что приводит к более ранней инвалидизации и смерти больных. Смертность в старшей возрастной группе в 7,3 раза выше [2,3].

Среди системных причин данного положения дел следует считать отсутствие мониторинга состояния здоровья населения, построенного на современной диагностической базе. В данном контексте следует выделить необходимость ранней диагностики сосудистой патологии и в частности сосудистых осложнений сахарного диабета (СД).

Распространенность сахарного диабета (СД) как в мире, так и в России носит характер эпидемии. В рамках контрольноэпидемиологических исследований (5-летнего проекта) и последующих исследований получены данные, которые свидетельствуют о росте распространенности СД в России.

Число больных СД на 01.01.2010 г. составляет 3163,3 тыс. человек и, согласно прогнозу, за ближайшие два десятилетия будет зарегистрировано 5,81 млн. больных, при этом такое же число больных не будет выявлено [4, 5, 6, 7].

Практическая медицина располагает достаточно современным арсеналом диагностических методов сосудистой патологии. Среди них следует назвать метод фотоплетизмографии.

Последние возможности интеллектуальных фотоплетизмографов сделали их желательным инструментом анестезиологов во время сложных операций, а также дежурного медицинского персонала в реанимационных отделениях.

Кроме того, арсенал фотоплетизмогра-фического метода позволяет широко внедрять и использовать его и для динамического контроля состояний больных различного профиля, а также, и для активной профилактики сосудистой патологии и осложнений.

В настоящее время выделяют следующие показания к применению фотоплетизмографии:

• -    постоянный стеноз сосудов в различных частях тела;

• -    синдром Рейно;

• -    варикоз любой степени (импендасная плетизмография);

• -    тромбоз глубоких вен нижних конечностей;

• -    различные формы нарушения мозгового кровообращения;

• -    бронхолегочные заболевания различной этиологии.

Учитывая значимость фотоплетизмо-графических исследований в диагностике и профилактике сосудистой патологии, были проведены исследования и нами был разработан дистантный и интерактивный авторский метод, значимо повышающий достоверность и точность измерений.

До недавнего времени фотоплетизмо-графические исследования состояния сосудов проводились преимущественно контактным методом, т.е. между датчиками и блоком обработки сигналов были соединительные провода. В патенте РФ № 2 572 574, 2014 г. предложено исключить соединительные провода и использовать радиочастотную связь [8, 9]. В этих прототипах надежность и достоверность фотопле-тизмографических исследований во многом определяется качеством радиочастотной связи между пультом управления и оптоэлектронным детектором.

Вместе с тем, технической задачей предлагаемого нами метода является повышение надежности и достоверности фотоплетиз-мографических исследований путём примене- ния дуплексной радиосвязи между пультом управления и оптоэлектронным детектором с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Следует отметить, что сложные сигналы с фазовой манипуляцией (ФМн), которые используются в дуплексном методе радиосвязи, обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого, сложный ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн сигнала, отнюдь не мала, она просто распределена по частотно – временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений значений параметров, что затрудняет оптимальную или квазиоптимальную обработку сложных ФМн сигналов, априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приема.

Также необходимо отметить, что предлагаемые нами демодуляторы сложных ФМн сигналов построены по оригинальной схеме, обеспечивают выделение опорного напряжения непосредственно из принимаемых сложных ФМн сигналов и свободны от явления «обратной работы», присущей известным демодуляторам сложных ФМн сигналов.

Проверка на работоспособность заявленной полезной модели была произведена в клинических условиях Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (г. Санкт-Петербург).

С целью адекватного использования врачом предлагаемого устройства была разработана Инструкция по его применению.

Согласно этой Инструкции:

• 1.    Вначале врач, проводящий обследование, производит подбор соответствующего (по размеру) детектора для пальца пациента, например указательного. При этом детектор надевается на основную фалангу пальца. Детектор должен легко надеваться, но в то же время плотно облегать основную фалангу.

• 2.    После включения устройства врач вводит в персональный компьютер данные о пациенте (время обследования, предварительный диагноз, жалобы или их отсутствие, параметры артериального давления и др.).

• 3.    Далее врач с помощью пульта управления посылает команду на электронный блок

Метод функциональной диагностики ранних стадий сосудистой патологии … управления работой светодиодов, расположенный в детекторе, для включения соответствующего режима работы светодиодов, а также всех последующих операций модуля, которые выполняются автоматически.

Результирующие сигналы проходят обработку в компьютере по соответствующим программам, в результате чего на экран выдаются данные в виде графика фотоплетизмо-граммы и аналитических таблиц о состоянии сердечно-сосудистой системы пациента.

Исследование проводилось на трех группах людей в количестве 15 человек в каждой.

В первую группу входили здоровые люди разного возраста без сосудистых нарушений.

Во вторую группу — пациенты с сахарным диабетом (СД) без клинических проявлений диабетической ангиопатии нижних конечностей.

В третью группу вошли пациенты с длительным течением СД и клиническими проявлениями диабетической ангиопатии нижних конечностей.

Используя алгоритм вышеприведенной Инструкции, были получены данные о состоянии сосудов в каждой из трех групп обследуемых.

При этом была выявлена достоверная разница в состоянии микроциркуляции верхних и нижних конечностей у больных сахарным диабетом, увеличивающаяся по мере длительности заболевания и декомпенсации углеводного обмена, что позволяет использовать появление или ее наличие в диагностике ранних этапов формирования диабетической ангиопатии нижних конечностей.

При этом необходимо подчеркнуть, что приведенные данные получены с помощью предлагаемого устройства дистанционно, что очевидным образом свидетельствует, как о оперативности диагностических исследований, так и о повышении надежности и достоверности получаемых данных.

Обобщенные диагностические критерии фотоплетизмографии для дифференциальной диагностики нарушений микроциркуляции в кистях и стопах отображены в таблице 1.

Таблица 1 – Критерии Фотоплетизмографии для оценки состояния микроциркуляции в кистях и стопах

Показатели ФПГ	Здоровые лица	Пациенты с функциональной патологией	Больные СД
			Риск развития ангиопатии	Диабетическая ангиопатия
Типы   пульсовой волны кисть стопа	С (С -В) С (С-В)	С-В (С-В > А) С-В (С-В > А)	С < В > А (А, В) С < В > А (А, В)	А или А > В А
Индекс  аугмента ции кисть стопа	N N	N N	В пределах N В пределах N	В пределах N или патология Патология
Асимметрия  мик роциркуляции кисть стопа	Отсутствует	Отсутствует	Более 30%	Более 30%
Функциональный компонент кисть стопа	Отсутствует	Есть Есть	Есть Есть	Незначителен Нет или незначителен

Примечание: общий пул пульсовых волн – С, В, А.

Где норма – N, включает в себя С и B волны, А – волны с патологическими изменениями.

Как следует из таблицы 1 появление асимметрии в состоянии микроциркуляции верхних и нижних конечностей, выявляемое фотоплетизмографией ногтевого ложа пальцев кисти и стоп, позволяет диагностировать ранние признаки появления диабетической ангиопатии нижних конечностей и проводить активные профилактические мероприятия по преду- преждению развития синдрома диабетической стопы.

Заключение

Результаты апробации свидетельствуют, что предлагаемый метод с большой надежностью и достоверностью может быть использован в оперативной функциональной диагностике оценки состояния сердечно-сосудистой системы.

Устройство, которое реализует указанный метод, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения, обеспечивает повышение надежности и достоверности фотоплетизмографиче-ских исследований.

Это достигается путем применения дуплексной радиосвязи между пунктом управления и оптоэлектронным детектором с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.