В последние годы возрастает признание соответствующими научными обществами измерения скорости пульсовой волны (СПВ) для оценки доклинического поражения органов-мишеней при артериальной гипертензии (АГ), что отражено в соответствующих клинических рекомендациях [1][2]. Существуют разнообразные методы измерения, или оценки, СПВ, различающиеся по точности, обоснованности и доступности [3]. Наиболее точным является катетерный метод, однако его широкое применение ограничено инвазивностью. В практике и клинических исследованиях может применяться неинвазивный метод измерения каротидно-феморальной СПВ (КФСПВ) с использованием аппланационных датчиков [4].

Благодаря отсутствию инвазивного вмешательства каротидно-феморальный метод завоевал признание во всём мире и широко используется как в научно-исследовательской, так и в клинической практике. Хорошо известен и обоснован порог в 10 м/с, при котором устанавливается доклиническое поражение аорты [5], получены также справочные значения КФСПВ для людей различного возраста с разным уровнем артериального давления (АД) [6]. Все эти результаты основаны на исследованиях с применением аппарата, производящегося в Австралии [7], что для отечественной практики является минусом: в отечественном приборостроении подобные устройства практически не представлены.

Другие способы оценки СПВ значительно хуже, т.к. используют более проксимальное расположение датчиков [8][9], Результаты таких измерений связаны с неоднозначностью в определении пути прохождения волн по артериям эластического или мышечного типа, и поэтому существенно менее точны. Строго говоря, наибольшее значение для клиники АГ имеет жёсткость аорты — именно эта характеристика самой крупной и самой эластичной артерии человеческого организма и определяет возможные сердечно-сосудистые риски у пациента с АГ. Хотя и предполагается, что артериосклероз охватывает многие сегменты сосудистого русла [10], всё же информация о распространении пульсовых волн по другим артериям, например, по артериям мышечного типа, имеет второстепенное и несравнимо меньшее значение по сравнению с показателями аорты [3]. Кроме этого, ряд методов (такие, как одноманжеточные или на основе одноточечной фотоплетизмографии) и вовсе неприемлемы, т.к. основаны не на измерениях, а на вычислениях с использованием необоснованных модельных предположений [3][11].

Следует отметить, что во всех клинических рекомендациях, в которых говорится о КФСПВ, не указывается явно, какие датчики должны использоваться для её измерения. У большинства читателей традиционно этот метод ассоциируется с аппланационной тонометрией, т.к. её описанию посвящено большинство публикаций по данной теме. Между тем, по определению, прилагательное "каротидно-феморальный" обозначает вовлечение определённого сегмента артериального русла, между сонной и бедренной артерией, но не способ регистрации сигнала. В крупных обзорах [3][11] указывается, что этим способом может быть любой, в т.ч. аппланационная тонометрия и допплерография. Учитывая то, что линейные датчики для ультразвукового исследования и допплерографии сосудов повсеместно распространены в медицинских учреждениях, их использование для измерения КФСПВ представляется довольно интересной возможностью. Регистрация скоростей потоков для применения в клинике обсуждалась в несравнимо меньшей степени и может быть недостаточно использована практикующими специалистами, т.к. требует дополнительного понимания взаимоотношения "поток-давление", описанного в фундаментальных трудах о кровотоке в артериях.

Так, ещё в середине прошлого века исследователи заинтересовались тем, что в прилежащих к аорте артериях (например, в бедренной) при одновременной записи потока и давления начало их нарастания происходит синхронно. Затем пик скорости потока несколько опережает пик давления. Опережение было объяснено пульсирующим характером кровотока, с помощью сложных формул [12]. Однако, если речь идёт о двух точках регистрации сигналов и дистанции между ними, это упреждение не имеет никакого значения, если ориентироваться на самое начало ещё пока синхронного нарастания как тока крови, так и давления. Следовательно, регистрация потоков при допплерографии теоретически не уступает регистрации давления при традиционно используемой за рубежом аппланационной тонометрии.

Многие специалисты, и особенно по ультразвуковой диагностике, которые знакомятся с данной возможностью, в первую очередь задают вопросы о воспроизводимости метода, ведь гемодинамические параметры человека подвержены большой вариабельности, в т.ч. "от удара к удару" [13]. Кроме этого, нами разрабатываются новые методы измерения поверхностной каротидно-феморальной дистанции L (м), используемой в расчётах КФСПВ, что тоже может вызвать вопросы о выборе конкретной техники.

Целью исследования является расчёт показателей воспроизводимости каротидно-феморального метода измерения СПВ с использованием ультразвуковых датчиков с учётом различных способов измерения упомянутой выше дистанции L.

Протокол исследования одобрен местным этическим комитетом Государственного научного центра Российской Федерации — Федерального медико-биологического центра им. А. И. Бурназяна, ФМБА, а все участники подписывали информированное согласие на исследование. В исследование было включено 40 участников-добровольцев, из числа амбулаторных пациентов нашего центра. Из них 60% мужчин; средний возраст выборки составил 34,26±16,58 года, в диапазоне от 18 до 72 лет. При сборе анамнеза выявлено, что 43% пациентов (n=17) были курильщиками, 48% имели артериальную гипертензию, 15% (n=6) сахарный диабет 2 типа, 43% (n=17) гиперхолестеринемию, а 18% (n=7) коронарную болезнь сердца. Средний индекс массы тела (ИМТ) составил 23,83±3,37 кг/м², варьируясь от 18,29 до 32,69 кг/м². При этом 12 (30%) пациентов имели избыточный вес (ИМТ от 25 до 29,9 кг/м²), а 4 (10%) — ожирение (ИМТ >30 кг/м²).

Все измерения проводились утром в помещении с контролируемой влажностью, температурой, освещением и звуковым фоном. Для измерений АД использовался клинически валидированный электронный сфигмоманометр OMRON M2 Basic (HEM-7121) с манжетами, отрегулированными по окружности плеча пациента. Систолическое АД варьировалось от 164 до 95 мм рт.ст., со средним значением 125,98±16,89 мм рт.ст. Диастолическое АД составило 70,99±8,37 мм рт.ст., в диапазоне от 56 до 95 мм рт.ст.

Жёсткость аорты оценивалась у всех участников путём измерения КФСПВ с использованием линейных датчиков с частотой 3-8 Мгц и ультразвукового аппарата Vivid S70 (GE Healthcare, США) с электрокардиографическим (ЭКГ)-модулем. КФСПВ измерялась в положении пациента лёжа на спине после 10-мин периода отдыха. Для удобства точка в ярёмной вырезке грудины помечалась маркером с бриллиантовым зелёным. Методика измерения и пример расчёта показаны на рисунке 1. Вначале оператор устанавливал датчик, ориентируясь на получение достаточно качественной допплерограммы, а также на нахождение метки контрольного объёма приблизительно в 3 см от бифуркации сонной артерии. В этот момент измеряли расстояние от середины линейного датчика, где установлена специальная риска, до заранее сделанной отметки. Записывали не <4 ударов пульса синхронно с 4 комплексами QRS ЭКГ. При помощи программного обеспечения, встроенного в аппарат, измеряли время задержки транспорта потока в сонную артерию от сердца (от вершины зубца R на ЭКГ до начала ускорения потока на допплерограмме). Затем, после записи, оператор устанавливал датчик на бедренную артерию, аналогичным образом помещая контрольный объём на удалении 3 см от бифуркации. В этот момент измеряли расстояние от середины датчика до отметки в ярёмной вырезке грудины. После этого снова проводили синхронную запись ЭКГ и допплерограммы.

Поверхностная морфологическая дистанция L (м) оценивалась у чётных пациентов в первом измерении с помощью сантиметровой ленты (это делал ассистент оператора), а при втором — с помощью встроенной в смартфон iPhone (Apple Inc, США) электронной рулетки; у нечётных пациентов последовательность способов измерения была обратной. При этом проводились 3 серии вычислений, для каждой пары измерений в первой серии использовали дистанции, полученные сантиметровой лентой, во второй — дистанции, полученные электронной рулеткой, а в третьей для значений дистанции использовали вычисления, предложенные Weir-McCall JR, et al. [14], согласно которым каротидно-феморальная дистанция определяется по формулам:

Правая L = 100,36 + (0,70 × возраст [годы]) + (137,81 × Рост [м]) + (0,51 × вес [кг]) − (0,18 × ЧСС [уд./мин]) + (46,25 [если женщина], 53,89 [если мужчина]).

Левая L = 61,03 + (0,81 × возраст [годы]) + (132,50 × Рост [м]) + (0,59 × вес [кг]) − (0,14 × ЧСС [уд./мин]) + (60,51 [если женщина], 68,48 [если мужчина]), где ЧСС — частота сердечных сокращений.

Дальнейшие расчёты проводились следующим образом: задержку потоков в каждом из 4 комплексов усредняли (высчитывали среднее арифметическое) и выражали в сек, затем находили разницу между средними значениями задержек сонного и бедренного сегментов, ∆t (сек). Поверхностную дистанцию выражали в м, корректируя её на общепринятый для измерений КФСПВ коэффициент 0,8. Затем высчитывали КФСПВ:

КФСПВ = L/∆t (м/сек).

Цикл измерений повторяли 2 раза, после первого измерения (КФСПВ1) пациент от 20 до 40 мин находился вне помещения (в этот период было запрещено курить, принимать алкоголь и делать выраженные физические нагрузки), а затем процедуру, начиная от комфортного отдыха в течение 10 мин, достижения среднего от 3 измерений АД в пределах ±5 мм рт.ст. от АД в первом измерении и т.д. проводили в той же последовательности (КФСПВ2). Получаемая таким образом пара показателей использовалась для вычисления внутри-исследовательской (intraobserver) воспроизводимости метода.

При статистической обработке распределение переменных проверялось на нормальность с помощью критерия Колмогорова-Смирнова, а однородность дисперсий — с помощью критерия Левена. Для демографической и клинической характеристики применялась простая описательная статистика. Данные представлены в виде среднего значения ± стандартного отклонения (M±SD) для непрерывных переменных и в виде частоты (%) для категориальных переменных. Анализ воспроизводимости основывался на процедурах, рекомендованных Bland JM и Altman DG [15]. Определялась корреляция между измерениями (r Пирсона и регрессионный анализ), получены и проанализированы графики Бланда-Альтмана (диаграмма, отображающая относительные различия между каждой парой измерений по отношению к её среднему значению). Различия между измерениями выражались как M±2SD с соответствующими 95% доверительными интервалами (ДИ) по Bland JM и Altman DG [15]. Анализ диагностической согласованности основывался на определении коэффициента K, для этого КФСПВ классифицировали как нормальную и отличную от нормальной. Коэффициенты внутриклассовой корреляции определялись для оценки общей силы согласованности. Критерием статистической значимости было значение р<0,05.

Сила согласованности для КФСПВ с измерением поверхностной дистанции при использовании сантиметровой ленты, электронной рулетки смартфона и с вычислением по формулам Weir-McCall JR, et al. представлена в таблице 1. Как видно из этих данных, наблюдается очень сильная общая согласованность во всех рассмотренных ситуациях (нижний предел 95% доверительный интервал внутриклассовой корреляции превышает 0,90).

Анализ Бланда-Альтмана для трех рассматриваемых условий представлен на рисунке 2. Расчёты показали очень хорошую согласованность между измерениями, причем различия в основном находились между двумя SD, что подтверждает вышеупомянутые корреляции. Воспроизводимость сохранялась на всем протяжении континуума значений КФСПВ, что ясно указывает на независимость эффективности методов от расчетного значения. Средние различия между первыми и вторыми измерениями при расчётах с использованием измеренной разными способами и вычисленной поверхностной дистанции представлены на диаграммах Бланда-Альтмана в виде жирной линии. Для варианта расчёта, когда дистанцию измеряли сантиметровой лентой, различие составило 0,11±0,46 м/с, для варианта с использованием электронной рулетки — 0,08±0,49 м/с, а при вычислении по Weir-McCall JR, et al. — 0,02±0,36 м/с.

Для оценки влияния некоторых клинических данных (АД, ЧСС, ИМТ, возраст и пол) на воспроизводимость измерений СПВ был проведен регрессионный анализ, который не выявил связи с внутри-исследовательской изменчивостью ни одного из клинического показателя.

Коэффициент К был >0,98 также для всех методов (р<0,001). Это указывает на то, что классификация КФСПВ (норма/выше нормы) не зависит от внутри-исследовательской вариабельности. Это подтверждает хороший диагностический профиль методологии допплеровского измерения КФСПВ.

Известно, что аорта в значительной степени отражает клинические состояния, определяющих сердечно-сосудистые заболевания [2][11]. Это подчеркивает важность ранней оценки аортальной жёсткости, повышение которой свидетельствует о доклиническом поражении этого сосуда. Во всём мире в клиническую практику внедряется измерение СПВ, отражающей жёсткость аорты. Наибольшее распространение получил каротидно-феморальный метод, т.к. он неинвазивен. Среди всех неинвазивных методов (за исключением магниторезонансной томографии) в этом методе точки регистрации сигналов расположены наиболее близко к аорте [3][11]. В обзоре, выражающем позицию Американской Коллегии Кардиологов (ACC), методы измерения СПВ, при которых регистрация сигнала производится из точек более проксимальных, чем при измерении КФСПВ, оценены крайне низко: на 2 балла из 5 возможных [11]; каротидно-феморальный же метод для клинической и исследовательской практики является приемлемым.

Нами исследован и предлагается для использования в целях определения доклинических поражений аорты метод измерения КФСПВ, в котором традиционные аппланационные датчики заменены ультразвуковыми допплеровскими. Такая замена является уместной, исходя из того, что начало нарастания и давления, и скорости потока в сонной и бедренной артериях происходит одновременно [12].

Естественно, что одним из основных требований для клинического внедрения любой технологии является ее хорошая воспроизводимость. Полученные нами результаты продемонстрировали отличную воспроизводимость допплеровской техники измерения КФСПВ. Можно отметить, что воспроизводимость при скрупулёзном выполнении измерений сантиметровой лентой достаточна для обеспечения хорошего диагностического профиля методики. Однако такой подход требует участия ассистента оператора, выполняющего процедуру. Использование электронной рулетки, встроенной в смартфон, не требует участия ассистента: оператор может одной рукой удерживать линейный датчик в нужном положении, а другой рукой манипулировать смартфоном. Можно отметить едва заметную тенденцию к улучшению воспроизводимости при использовании электронной рулетки.

Наилучшие результаты в показателях конкордантности показывает метод с расчётом каротидно-феморальной дистанции по Weir-McCall JR, et al. [14]. Расчёт освобождает оператора от дополнительных манипуляций по антропометрическим измерениям, и в определённой мере этим обусловлены такие результаты. Однако следует обратить внимание, что средние по всей группе величины (а также SD) при данном подходе отличаются от величин, получаемых при других подходах, в то время как аналогичные результаты вычислений, полученные при измерениях сантиметровой лентой и электронной рулеткой, между собой различаются незначительно. Дальнейшие исследования могут быть связаны с корректировкой либо формул расчёта, либо анатомических ориентиров, по которым следует устанавливать контрольный объём во время допплерографии.

Важно также подчеркнуть, что профиль воспроизводимости метода зависит от строгого соблюдения технических требований этой процедуры. Крайне важно включить период покоя продолжительностью не <10 мин перед регистрацией артериальных потоков, а также комфортное тихое помещение, обеспечивающее покой, чтобы гарантировать, что КФСПВ регистрируется в гемодинамически стабильном состоянии. В наcтоящем исследовании медикаментозная терапия, имеющаяся у части пациентов, не могла исказить индексы воспроизводимости в силу того, что процедуры повторялись через короткие промежутки времени. Однако очевидно, что в клинической практике, для установления доклинического поражения аорты, измерения КФСПВ следует проводить после отмены и периода "вымывания" препаратов, чтобы получить адекватные результаты.

Можно отметить, что при допплерографии сонной и бедренной артерий невозможно получить индекс аугментации. Однако применение данного индекса неоднозначно и не отражено ни в одних клинических рекомендациях.

Кроме того, несмотря на свою техническую простоту, эта методология требует адекватного уровня подготовки, поэтому желательно, чтобы её применял опытный, достаточно подготовленный специалист с хорошими теоретическими знаниями в области артериальной физиологии и гемодинамики.

В измерении КФСПВ может использоваться как широко известная аппланационная тонометрия, так и менее известная применительно к данной цели допплерография. Настоящее исследование с использованием допплерографии было направлено на сравнение воспроизводимости вычислений КФСПВ при применении различных способов определения поверхностной морфологической дистанции. Все способы продемонстрировали отличную воспроизводимость, а наилучшие практические характеристики, позволяющие рекомендовать использование в практике, показало использование электронной рулетки, встроенной в смартфон.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.