Биомедики предложили выявлять болезни сердечно-сосудистой системы, оценивая движение крови в пальце по ее оптическим характеристикам. В рамках предложенного подхода прибор фотоплетизмограф пропускает свет через палец и позволяет проследить наполнение сосудов кровью. Новый подход оказался более практичным, чем оценка частоты сердечных сокращений, которая используется во многих медицинских диагностических приборах. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Biomedicines.
Согласно данным ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания ежегодно становятся причиной около 30% смертей в мире. Диагностировать эти болезни на ранних стадиях бывает сложно, поскольку их симптомы (боль в сердце, одышка, задержка дыхания) еще слабо выражены. Обычно состояние сердечно-сосудистой системы врачи оценивают с помощью электрокардиограммы (ЭКГ), интерпретировать результаты которой должен квалифицированный врач, поскольку автоматизировать такой анализ пока еще сложно. Тем не менее в автоматизированном режиме на основе ЭКГ можно оценить вариабельность ритма сердца. Этот анализ позволяет на самых ранних этапах выявлять различные отклонения в работе сердечно-сосудистой системы и тем самым прогнозировать риск развития ряда заболеваний. Однако вариабельность ритма сердца может быть недостаточно эффективна для массового скрининга. Поэтому ученые продолжают искать новые методы диагностики для автоматизированной оценки состояния сердечно-сосудистой системы человека.
Исследователи из Национального медицинского исследовательского центра терапии и профилактической медицины Министерства здравоохранения РФ (Москва) предложили выявлять болезни сердечно-сосудистой системы, оценивая наполняемость кровью периферических, то есть расположенных в руках и ногах, сосудов. Наблюдать за периферическим кровенаполнением позволяет фотоплетизмография — подход, при котором палец пациента помещают в фотоплетизмограф. Этот миниатюрный и портативный аппарат пропускает свет сквозь ткани и позволяет изучить сосуды и движение по ним крови, в том числе получить спектральную оценку кровенаполнения сосудов.
Врачи проанализировали 998 записей ЭКГ и пальцевых фотоплетизмограмм, полученных от 508 испытуемых в возрасте от 21 года до 76 лет, поделенных на категории в зависимости от состояния их сердечно-сосудистой системы. В первую группу вошли здоровые люди (58 человек), во вторую — пациенты с повышенным артериальным давлением (134 человека), в третью — люди с хронической ишемической болезнью сердца (92 человека), а также с острым или недавно перенесенным инфарктом миокарда (224 человека).
Авторы сопоставили у всех категорий пациентов результаты фотоплетизмографии, что позволило выявить влияние тех или иных сердечно-сосудистых нарушений на динамику периферического (в данном случае пальцевого) кровенаполнения. Оказалось, что периферическое кровенаполнение — в отличие от вариабельности ритма сердца, оцениваемого с помощью ЭКГ, — наиболее явно отличает пациентов с любым из изученных сердечно-сосудистых заболеваний от здоровых людей. Так, у больных значительно усиливалось влияние дыхания на ритмические изменения пальцевого кровенаполнения, а влияние систем регуляции артериального давления снижалось.
При этом выявленные отличия усиливались по мере увеличения тяжести сердечно-сосудистой патологии: от минимальных при повышенном артериальном давлении до максимальных при ишемической болезни сердца и инфаркте миокарда. Таким образом авторы доказали, что по фотоплетизмограммам можно определять, здоров ли человек, или у него есть изменения в периферическом кровотоке, которые указывают на риск возникновения или наличие (даже бессимптомное) сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, метод решает главный недостаток ЭКГ — дает возможность отследить состояние в автоматизированном режиме, без участия врача.
«Полученные результаты открывают новые возможности для создания алгоритма автоматизированного скрининга ранних, зачастую малосимптомных стадий сердечно-сосудистых заболеваний. Такой скрининг можно реализовать в компактных диагностических устройствах (фотоплетизмографы, пульсоксиметры) и в будущем применять в ходе массовых профилактических осмотров и диспансеризации населения нашей страны», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Антон Киселев, доктор медицинских наук, заместитель директора по научно-технологическому развитию НМИЦ терапии и профилактической медицины.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
