Звуки Короткова или что слушает врач, когда измеряет артериальное давление крови?

Мы публикуем текст лекции биомеханика, докт. физ. -мат. наук, ведущего научного сотрудника Лаборатории биомеханики НИИ механики МГУ Андрея Цатуряна, прочитанной 21 марта 2013 года в клубе ZaVtra (ПирОГИ на Сретенке) в рамках проекта «Публичные лекции Полит.ру».
 

Ученый рассказал об основах методики измерения артериального давления, об истории ее изобретения, о том, что влияет на точность измерения и как выбрать идеальный тонометр.

Текст лекции

Андрей Цатурян: В первую очередь я бы хотел поблагодарить организаторов за приглашение выступить здесь. Не каждый раз мне удается выбраться, но почти все, что здесь происходит, я слушаю потом в записи. Что замечательно в этом цикле – что здесь в одной аудитории происходят самые разные вещи: и гуманитарные науки, и какие-то естественные науки. Мне бы хотелось рассказать историю, которая имеет кроме естественнонаучного и медицинского аспекта еще и гуманитарный, потому что вся история жизни Николая Сергеевича Короткова, история его открытия, история того, как это открытие распространилось в мире, – это очень интересно. Сейчас популярны разговоры про Россию, которую мы потеряли, про это еще можно поговорить, и популярные сравнения российской науки 100 лет назад и сейчас. История открытия тонов Короткова и в эту копилку кладет несколько монет. Ну к тому же, он был потрясающий человек, про него интересно поговорить.

Начну я с истории, потом расскажу о том, что же слушает он - слушает он тоны или звуки, ну и расскажу, что современная наука думает, откуда они берутся, и под конец некие практические рекомендации, как награда за то, что люди стали слушать вещи, которые их непосредственно не касаются. Чтобы было ясно, о чем идет речь, – я показываю первый слайд, и все должны понять, что это явление, с которым все вы сталкивались – процедура измерения артериального давления с помощью манжетки, груши для накачивания воздуха, манометра, который показывает давление, и фонендоскоп.

[503x326]

Прежде, 100 лет назад, это было более простое устройство под названием стетоскоп. Этот метод открыл Николай Сергеевич Коротков. Он родился в 1874 году в купеческой семье, окончил гимназию, поступил сначала в Краковский университет, потом перевелся в Московский университет, с отличием окончил медицинский факультет.

[503x326]

И тут у него начались всякие проблемы, неприятности, которые преследовали его всю жизнь. Представьте себе: человек заканчивает медицинский факультет с красным дипломом – и не находится для него платная работа, поэтому он остается там работать волонтером врачом-интерном бесплатно. Работает там, подрабатывает переводами книжек. И все, что происходит, всякие оказии, которые позволяют заработать деньги, он использует – и оказывается в самых неожиданных местах.

Будучи совсем молодым врачом, 26 лет, он отправляется в Китай, потому что там происходит боксерское восстание. Говорят, что русский бунт бессмысленный и беспощадный, а вот китайский бунт не менее бессмысленный и, может быть, более беспощадный. Китайцы, которых со всех сторон европейцы эксплуатировали, подняли восстание в надежде избавиться от угнетателей, на что конкурирующие между собой государства-колонизаторы объединились и перебили и перестреляли китайцев. Вот, он работает там почти год в госпитале Красного Креста, и всех этих недобитых с обеих сторон там лечит. Потом он возвращается в Москву, и через некоторое время в его жизни случается удачная перемена – его научный руководитель получил место профессора в Санкт-Петербургской Военно-медицинской академии, и, более того, пробил еще и для него ставочку. И он вместе с профессором Федоровым переезжает туда, работает там в клинике. Происходит это все недолго, потому что начинается Русско-японская война. И тогда военный врач Коротков отправляется в Харбин, в госпиталь – почти что полевой.

[503x326]

Там же он женился на медсестре, которая работала в том же госпитале, там у них - по-моему, уже по возвращению – родился сын, который прожил довольно долго, и некоторые биографы, которые писали о Николае Сергеевиче, делали это со слов его сына Сергея. Вот так выглядело это здание – это госпиталь, гигантское количество пациентов, это персонал, как видите, здесь врачи, священники, сестры, охрана, казачий офицер. И это Николай Сергеевич Коротков, его портрет отсюда, немноного увеличен, а вот это женщина, которая стала его женой.

Надо сказать, что за 8 лет до того, как он туда отправился, в 1896 году, Рива-Роччи изобрел аппарат, который всем нам знаком, – этот аппарат, состоящий из манжетки, манометра и груши. Тогда это был ртутный манометр. Как он мерил давление? Он пережимал манжетой руку, пережимал сосуд, потом отпускал давление и пальцем щупал, когда ниже манжеты появится пульс. Соответственно, появление пульса воспринималось как верхнее систолическое давление. Давление подскакивает с каждым ударом пульса. 120 – это верхнее, максимальное давление, когда сердце выбрасывает кровь, потом к началу следующего сокращения оно падает до 80, это нижнее, диастолическое давление. И так повторяется с каждым ударом пульса. Так вот, Рива-Роччи изобрел этот аппарат. В 1896 году выходит его публикация, в в 1904 году эти приборы уже не просто изготовляются серийно в России, но и используются не только в элитных клиниках, но и условиях фронтового госпиталя. Этот аппарат Рива-Роччи оказался в руках у Николая Сергеевича. Кроме того, в соответствии с русской традицией, у него был стетоскоп, потому что русская медицинская традиция велела все, что можно, выслушивать, выстукивать. Это то, чему их учили. Собственно говоря, поскольку там было довольно много больных с тяжелыми ранениями конечностей, в частности, с поражениями артерий, которые надо было ушивать, зашивать, и хотелось сохранить конечности, поэтому он и стал изучать, что творится с давлением в конечностях: у него была задача сберечь солдатам руки и ноги. Он стал мерить давление, а по привычке слушать, он, вместо того, чтобы просто трогать пальцем, он еще слушал стетоскопом, что там происходит. И вот этот метод он там и придумал. По возвращении в Санкт-Петербург, он на научной местной конференции сделал сообщение, и по результатам этого сообщения в «Известиях» в декабре была опубликована вот такая заметочка

[503x326]

[503x326]

Я даже прочту ее вслух, потому что она достойна этого.

«Доклад доктора Николая Короткова к вопросу о методах исследования кровяного давления из клиники профессора Федорова». На основании своих наблюдений докладчик пришел к тому заключению, что вполне сжатая артерия при нормальных условиях не дает никаких звуков. Воспользовавшись этим явлением, он предлагает звуковой метод определения кровяного давления на людях. Рукав Рива-Роччи накладывается на среднюю часть плеча, давление в рукаве быстро повышается до полного приостановления кровообращения ниже рукава. Затем, предоставив ртути падать, детским стетоскопом выслушивают артерию ниже рукава. Сперва не слышно никаких звуков. При падении ртути до известной величины, появляются первые короткие тоны, появление которых указывает на прохождение части пульсовой волны под рукавом. Следовательно, цифры манометра, при которых появляются первые тоны, соответствуют максимальному давлению. При дальнейшем падении ртути слышатся систолические компрессионные шумы, которые снова переходят в тоны. Наконец, все тоны исчезают. Время исчезновения звуков указывает на свободную проходимость пульсовой волны. Другими словами, в момент исчезания звуков минимальное кровяное давление в артерии превысило давление в рукаве. Следовательно, цифры давления в этот момент соответствуют минимальному кровяному давлению. Опыты на животных дали положительные результаты. Первые звуки, тоны определяются на 10-12 миллиметров раньше, нежели пульс, для ощущения которого в артерии радиалис требуется прорыв большей части пульсовой волны.

Вот эта заметка, 280 слов, в которой этот метод был описан, причем описан в деталях. К вопросу о тонах и шумах – в звуках Короткова обязательно есть первый тон, к которому в некоторых фазах примешиваются еще и более сложные шумы, поэтому есть и то, и другое. Вот это его собственный рисунок, который пояснял тот метод, который он предложил, с немецкими надписями, но более или менее все понятно.

[503x326]

Несколько слов про его дальнейшую жизнь после этого открытия. Там же, во время этого доклада, кто-то из слушателей задал ему вопрос, уверен ли он, что происхождение этих звуков именно артериальное. Не может ли быть, что это звуки, которые возникают в сердце и дальше распространяются по артериям. Он тут же провел опыт на животных, всю систему кровообращения собак, он перфузировал от искусственного насоса, обнаружил, что звуки на месте, сердце тут ни при чем. Это была вторая публикация, которая доказывала артериальное происхождение звуков, он проделал эту работу в начале 1906 года, судя по тому, что первое сообщение было в декабре 1905.

Тогда же, к моменту этого доклада, у него обнаружилась чахотка. Он прожил пару лет у родителей в Курске. Тогда лечили чахотку либо за границей, либо в Крыму. На это у него денег не было, и он отправился, наоборот, на восток, в Якутию, потому что там сухой климат. Это считалось полезным для чахотки. Там он работал на золотых приисках врачом. Оттуда он уехал ненадолго, поскольку закончил диссертацию про хирургическое лечение артериальных ранений, точнее про развитие коллетеральных сосудов, и приехал в Петербург, где ее успешно защитил. Тут же выяснилось, что на Кавказе холера, и он был такой человек, что никуда не мог деться, кроме как отправиться туда бороться с этой холерой. Потом вернулся снова в Якутию, а надо сказать, что это были за прииски. Это тоже интересное явление – это было что-то вроде нынешних госкорпораций. Это было частное предприятие, среди акционеров которого были члены российской правящей династии и члены британской королевской семьи. Соответственно, когда там забастовали рабочие и стали требовать улучшения условий труда, местному начальству ничего не стоило вызвать роту солдат – и командир просто перестрелял мирно бастующих рабочих. Там было чудовищное количество убитых, точные цифры я нигде не нашел. По одним цифрам 150 убитых и более 100 раненых – нечто странное, т.к. обычное соотношение в этой ситуации: раненых гораздо больше, чем убитых. И в этом кошмаре он был единственным врачом. Вся эта мясорубка досталась ему. Это произвело на него страшное впечатление, он оттуда выбрался, вернулся в Петербург в 1913 году – и тут же началась 1-ая мировая война.

Куда же он делся? Он был старшим врачом в госпитале «Благотворительный дом для раненых солдат в Царском селе», провел там всю войну. В 1917 году стал главным врачом Мариинской больницы и умер там голодной зимой 1920-го года в возрасте 46 лет от легочного кровотечения. Вот такая вот короткая жизнь. Все, что он в жизни опубликовал, – это были 2 маленькие заметки, тезисы первого доклада, второго доклада, его диссертация, и, собственно, когда он работал без зарплаты, для заработка он перевел с немецкого монографию. Вот это его диссертация.

[503x326]

Тогда диссертация представляла собой книжку, которая издавалась высокой печатью тиражом несколько сот экземпляров. Прямо скажем, по нынешней наукометрии, ни индексов Хирша, ни индексов цитирования, с этим у него было не густо. Удивительно, что при этом человек уехал сначала в Курск, потом в Якутию, но первая иностранная публикация про метод Короткова вышла в 1907 году, 2 года спустя. Представьте себе, молодой человек, никому не известный, незащищенный, издает пару тезисов местной конференции – и через 2 года появляется первая иностранная публикация, полновесное исследование. Дело в том, что его коллеги, которые оставались в науке, они, во-первых, ездили, были достаточно авторитетными учёными, рассказывали это на конференциях, это очень быстро распространилось. Надо сказать, во всей англоязычной и франкоязычной литературе это называется методом Короткова, а в русской это называется аускультативный метод. Короче говоря, само его открытие мгновенно распространилось и очень быстро получило признание во всем мире.

Теперь поговорим о некоторых фактах. Первое, что было сказано в его первой публикации, что звуки возникают в систолической фазе сердечного цикла, когда сердце выбрасывает кровь, в этот момент они возникают. Во-вторых, это фазы звуков, о которых было написано в его тексте, имеется первая фаза тонов – это несколько колебаний, а дальше уже в середине, когда тоны становятся громкими, к ним примешиваются еще и шумы, это более широкополосной шум, более длительный, менее структурированный, который ближе к концу, когда уже давление приближается к диасталическому, исчезает.

[503x326]

Во-вторых, – это уже было обнаружено позже, но некоторые важные факты были известны еще и в 20-е годы, – когда генерируются звуки Короткова, восходящая фаза пульсовой волны становится очень резкой, это было обнаружено очень давно.

[503x326]

Наконец, уже позже - понадобилась более серьезная аппаратура - было выяснено, что этот момент появления звуков опережает момент достижения скорости кровотока, то есть опережает появление собственно струи крови, появление этих звуков.

[503x326]

И тогда же, буквально сразу после открытия Короткова, один из сотрудников, работавший в той же клинике, Крылов, первый описал это явление, показавшее, что у этого метода есть некие проблемы. Есть некие аномалии, про которые всё надо хорошо понимать, потому что это может оказаться источником ошибки. Одна из них – это открытый Крыловым аускультаторный провал.

[503x326]

Он состоит в том, что нагнетается давление в манжетку, прекращается пульс, давление медленно понижается, звуки появляются, потом исчезают, через некоторое время появляются снова, и, наконец, совсем исчезают. Если вы возьмете первый интервал, подумаете, что это оно, то вы завысите давление. Если возьмете второй интервал, вы занизите давление. Нужно внимательно слушать, чтобы не пропустить этот провал, потому что первое появление первого звука – это верхнее давление, и исчезновение второго во второй фазе – это нижнее давление. Это бывает у разных пациентов, нельзя сказать, что с чем-то это достоверно коррелирует, почему это случается. В рекомендации ВОЗ по измерению давления сказано, что если у вас есть подозрение в аускультаторном провале, заставьте пациента несколько минут посидеть с поднятой рукой – глядишь, при повторном измерении станет лучше. Никакой науки нет, только немножко знахарства.

Другая история куда более воспроизводимая. Это явление называется бесконечный тон Короткова, это когда тон Короткова слышен безо всяких манжеток, ничего не надо пережимать, вы ставите стетоскоп - и слышно. Это можно получить воздействием адреналина, а можно, причём в 9 случаев из 10 у тренерованных спортсменов. Это работа Савицкого, он брал сборную Советского Союза гребцов, людей, сердце которых способно совершенно невероятное количество крови выбрасывать за единицу времени. Он их сажал под максимальную нагрузку, и когда они эту нагрузку прекращали, после этого у 9 из 10 членов этой сборной появлялся бесконечный тон на ровном месте. С другой стороны, это бывает у больных с некоторыми сосудистыми поражениями. Понятно, что если у вас есть бесконечный тон, то вы не можете определить нижнее давление, оно абсолютно неправильно определяется, оно ноль, манжетки никакой нет. Ну, стало понятно, что источник тонов – это именно пережатый участок артерии, что амплитуда тонов максимальна у нижнего по течению края манжеты. Давно было известно, что при короткой манжетке звуки определить трудно, это, в частности, проблема измерения давления у детей. Детская манжетка, далеко не всегда удается что-нибудь услышать. Если заменить эластичную манжету жестким штампом, просто сдавить руку, то никаких звуков тоже не будет.

[503x326]

То, что мы как-то включились в эту проблему, началось с того, что мой учитель, Самвел Самвелович Григорян , пришел как-то на работу страшно возбужденный, тогда он еще не был ни академиком, ни даже членкором, со словами «мне тут в поликлинике померили давление, я попросил врача дать послушать, что же там такое. И там происходят удивительные звуки, кто-нибудь знает, откуда они берутся?». А я был молодой и наглый, и сказал: «Ну что Вы, Самвел Самвелович, только что под редакцией Сергея Аркадьевича Регирера, который тоже работал в нашем институте, один из отцов-основателей нашей науки), вышла книжка.  Там есть статья Энлайкера и Рамана про тоны Короткова, где все описано, что это потеря устойчивости типа флаттера в системе жидкость – упругая оболочка». Григорян взял эту книжку с собой, пришел на следующий день страшно злой, и спросил, действительно ли читал я эту статью. «Там полная ерунда. Если подставить цифры в их формулу, получаются совсем не те частоты. Для того чтобы эти колебания развились, нужно время, а настоящие звуки Короткова возникают не в тот момент, когда давление снаружи и внутри примерно одинаковое, а когда все открывается. Эти звуки похожи на то, когда мы стучим по твердому телу. Все полная ерунда, нужно делать новую теорию этого дела!» И тут появился еще один человек, Юра Саакян. 

[503x326]

Это сейчас он, Юрий Завенович, директор Института проблем естественных монополий. Если у естественной монополии возникают проблемы, они приходят к Юрику и он их решает. Тогда он был студентом-третьекурсником мехмата, и пришел, чтобы ему дали какую-нибудь тему курсовой работы. Вместо того, чтобы дать ему какие-нибудь уравнения, ему сказали, чтобы он пошел, куда хочет и померил объективно, приборами, частоту и амплитуду этих колебаний и посмотрел, как изменятся характеристики звуков, если под манжетой напрячь руку, то есть изменить механические свойства окружающей ткани. У Юрика уже тогда появились те задатки, которые позволяют ему решать проблемы естественных монополий, – он нашел каких-то знакомых людей в Институте сердечно-сосудистой хирургии, где была нужная аппаратура, он был юн и обаятелен, и он провел этот эксперимент. Оказалось, что действительно частота звуков и амплитуда возрастают. Окружающая ткань существенно влияет на то, что творится с этими звуками. Это было интересно, и мы стали этим заниматься. Добавляю к тем фактам, что уже были, что напряжение мышц плеча повышает частоту тонов, снижает их длительность, они становятся короткие, громкие и более высокочастотные. Вот еще один факт, мы много всего переоткрывали, мы думали, что это мы установили, что если пережимать руку ниже манжеты, то звуки тоже меняются. Потом оказалось, что за 20 лет до нас это было сделано другими людьми.

[503x326]

Теперь - в чем же состояли теории, откуда образование этих звуков Короткова? Николай Сергеевич написал все просто и понятно. При проскальзывании пульсовой волны сосуд разлипается и дает короткий хлюпающий тон.

[503x326]

Это объяснение из его диссертации. Эрлангер, один из первых исследователей, говорил, что это гидравлический удар. Еще более умные люди говорили, что это опрокидывание пульсовой волны, мы тогда не знали про их работы и открыли это сами. Но я все же расскажу сначала, что такое пульсовая волна, а потом про того, кто это действительно открыл, и как. Итак, сердце выбрасывает кровь в артерии, там повышается давление, это повышенное давление растягивает сосуд, здесь давление больше, чем впереди по потоку, и кровь с большей скоростью начинает двигаться в сторону более низкого давления.  [503x326] Соответственно, этот горб начинает перемещаться с некоторой скоростью, эту скорость можно померить, это скорость пульсовой волны. Сейчас больным в клинике меряют скорость пульсовой волны. Это метод диагностики, способ узнать про эластичность артерии. Так вот, первый важный шаг был сделан этим удивительным человеком, которого звали Арчибальд Вивиан Хилл. Когда я рассказываю про него студентам, я называю это «Дорога из «качков» в «ботаны»».

Он поступил в Кембридж учиться на физика, но больше всего интересовался легкой атлетикой. Хилл он был замечательный спортсмен, и однажды с огорчением обнаружил, что после года упорных тренировок – никакого улучшения результата. Тогда он решил сделать небольшой перерыв и разобраться, как работает мышца. Про его результат на стометровке я не знаю, но знаю, что в 32 года он был избран академиком, членом Royal Society, а в 36 получил Нобелевскую премию. В этом же 1922 году в Бристоль, где он работал, приехал из Америки человек по фамилии Брамвель, который интересовался звуками Короткова, выяснением их происхождения. Хилл был гениальный экспериментатор и придумал, как измерять скорость распространения пульсовой волны в артерии. Он взял кусочек артерии, надел ее на медную трубку. [503x326]

Вот здесь медная трубка была срезана, и на нее была помещена тоненькая резиновая мембрана. Из тонких бамбуковых палочек Хилл умел делать стрелочки, которые царапали закопченную бумажку на кимографе. Вот такой был прибор был использован вместо осциллографа для записи событий, но самая главная идея состояла в том, что вместо крови или воды он налил в это устройство ртуть, чтобы увеличить плотность в 13,6 раз, а тем самым в корень из 13, т.е. почти в четыре раза замедлить скорость пульсовой волны. Так что с весьма убогими средствами он сумел измерять скорость пульсовой волны, а потом пересчитывать, что было бы, если бы это была не ртуть, а кровь. Оказалось, что скорость пульсовой волны сильно меняется: от полутора метров в секунду при нулевой разницы давления снаружи и внутри до 5 метров в секунду, когда внутреннее давление на 70 миллиметров ртути больше, чем наружное. Короче говоря, в зависимости от давления скорость пульсовой волны сильно меняется. [503x326]

Тогда, как сказал Хилл, со звуками Короткова все очень просто. Если бы скорость пульсовой волны была постоянна, то форма давления или растяжения сосудистой стенки, через какое-то время переместилась бы, сохраняя свою форму, как это делает морская волна вдалеке от берега. А вот если верхушка движется быстрее, чем подошва, то волна начинает по дороге опрокидываться: верхушка опережает подошву, это мы знаем опять же из морских волн.

[503x326]

 В морских волнах здесь получается прибой, «барашки», но ясно, что такой «барашки» в сосудистой стенке образоваться не может, здесь должен быть какой-то скачок, что-то вроде ударной волны. Это все Хилл понял в 1923 году, а потом все это было благополучно забыто. Мы раскопали эту работу уже после того, как все сделали сами. А забыта она была потому что в ней не было ответа на вопрос о том, откуда берутся звуки, откуда берутся эти стогерцовые колебания, которые мы слышим как тон. Поскольку на этот вопрос Хилл не ответил, это все было забыто. Здесь некоторые формулы, что скорость пульсовой волны определяется жесткостью, растяжимостью артерии, или если перепад давления есть такая функция от площади сечения, то вот производная этой функции. Скажите, есть в аудитории люди с физико-математическим образованием? Ужасно, целых 4 человека. Я попрошу на секунду всех остальных закрыть глаза и подумать о чём-нибудь приятном. Поскольку речь идет о раскрытии артерий, пережатых внешним давлением, то мы должны понять, как она растягивается, когда эта разность давления внутри и снаружи близка к нулю.

Мы руками Володи Касьянова и Димы Мунгалова из Риги сделали эксперименты на людях, погибших в автомобильных авариях. Это были молодые здоровые люди. Оказалось, что зависимость перепада давлений от площади сечения сосуда очень сложная.

[503x326]

Из этой кривой можно вычислять эту самую скорость пульсовой волны. При нулевом перепаде давлений она чуть меньше метра в секунду, 75 см/с. Когда мы сжимаем артерию, но еще не полностью её передавили, она примерно равна полметра в секунду, и очень быстро увеличивается до 2 метров в секунду при перепаде давления в 6 миллиметров, ну а при наших 120 на 80 мм. рт. ст. скорость этой волны 5-10 метров в секунду, в зависимости от растяжимости артерии. Совершенно понятно, что действительно имеется сильная разность скоростей волны в пережатой артерии и в артерии не пережатой, а растянутой. Можно оценить из этого рисунка,

[503x326]

на каком расстоянии и кто кого догонит, т.е . оценить, насколько быстро, на каком расстоянии опрокинется эта волна. Здесь некие простые формулы: здесь оценка времени, что если манжетки нет, то есть давление примерно 100 миллиметров ртутного столба, то для этого нужно 100 сантиметров, это больше, чем расстояние от сердца до кончиков пальцев руки. Если речь идет о пережатой манжете, то это происходит очень быстро, на расстоянии менее сантиметра.

Это еще один момент, когда всем, кроме физико-математических «зануд», нужно закрыть глаза: уравнения здесь очень похоже на уравнение одномерной газовой динамики.

[503x326]

[503x326]

Эта наука про то, как опрокидываются волны, давно существует. Нужно просто вместо формулы для связи давления и плотности воздуха подставить более сложную кривую для сжатия артерий. А на этой картинке – Драга Пихлер (Draga Pihler) она сама из Сербии, была моей дипломницей на мех.-мате МГУ, потом уехала в Кембридж и защитила там диссертацию.

[503x326]

Это ее дипломная работа, расчеты того, что происходит, когда вот здесь давление повышается, и под манжеткой начинается расправление сосуда. Вначале систолическое давление чуть выше давления в манжете, и видно, как начинает расправляться артерия под манжетой, но волна не успевает дойти до края, потому что скорость пульсовой волны под манжетой такая маленькая, меньше метра в секунду, что эти 13 сантиметров под манжеткой она не успевает пройти до того момента, когда давление на входе начинает падать. Получается, что она пытается приоткрыться, но не может. При этом ударная волна возникает, тоны будут слышны, но никакой струи крови, пульса ниже по течению нет. И это ответ на вопрос, почему метод Рива-Роччи, который измерял появление пульса ниже, когда струя прорывается из-под манжеты, дает ошибку в 10-12 миллиметров ртути, почему коротковский метод дает более точную оценку верхнего систолического давления.

Следующая картинка – это расчет Драги, которая показывает, как прорывается пульсовая волна из-под манжеты, - тут разность давлений крови и воздуха в манжетке больше, чем для предыдущего видео.

[503x326]

Сейчас будет видно, как она прорывается, и какие здесь происходят вещи... Она улетает туда, отскакивает, происходит целая революция играющих волн. Теперь следующий вопрос: вот эти крутые «ударные» волны – это хорошо, но откуда звуки? Это опять же рассмотрим сначала «на пальцах», а потом для «зануд» формулы. Если у нас образовалась вот такая скачком меняющаяся волна, если мы резко изменим давление, скорость и площадь сечения артерии, то нельзя считать, что перепад давления однозначно связан с площадью. Имеется масса и стенки сосудистой, и, главное, – окружающей ткани, которую нужно привести в движение.

[503x326]

Сама стенка сопротивляется изгибам, она не дает ломать себе под 90 градусов. Если все это учесть, то понятно, что на фронте такой волны, распространяющейся по артерии, система ведет себя как грузик на пружинке – в ней будут возникать колебания. Вот уравнение, которое устроено так, что к тому, что было прежде, добавляется еще уравнение, которое учитывает изгибную жесткость и инерцию окружающей ткани.

[503x326]

Тогда можно использовать метод разных масштабов и посмотреть, как выглядит структура этих скачков. Оказывается, что структура этих скачков с учетом более тонких эффектов дает нам такие высокочастотные затухающие колебания, которые движутся вместе с фронтом волны и воспринимаются на поверхности как тоны.

Таким образом, тоны Короткова – это высокочастотные колебания стенки артерии и окружающих тканей, которые возникают на фоне волны резкого расправления пережатого внешним давлением сосуда.

Это – теория, а вот эксперимент, прямое измерение давления с помощью высокочастотного датчика в артерии. А вот это УЗИ-кино показывает, что это не только теория, но и правд.

[503x326]

Вот здесь была пережата артерия, покажу еще раз. Она начинает пережиматься, а сразу в момент расправление вы видите красные, зеленые, синие пятна – это доплеровский ультразвук. Мы просто сделали манжетку с окошком и засунули туда обычный датчик УЗИ прибора. Когда отражающая масса движется на вас, вы видите это красным, когда улетает от вас, – синим. Вы видите чередование синего и красного, это значит, что там есть короткие волны с большой частотой. Эти эксперименты сделала недавно Марина Сидоренко, аспирантка Бауманского института. Таким образом удалось показать, что это все не выдумки, а так оно и есть. Теперь о том, насколько эта теория способна все объяснить.

[503x326]

[503x326]

[503x326]

[503x326]

Частота тонов определяется инерцией и изгибной жесткостью стенки окружающих тканей, и поэтому она возрастает при напряжении мышц плеча. Бесконечный тон – это опрокидывание пульсовой волны, и для этого нужно выполнение одного из двух условий: либо очень крутой фронт волны давления, либо должна быть очень крутая зависимость скорости от перепада давления, что бывает при некоторых патологиях.

Хуже всего с аускультаторным провалом. Понятно, что это связано с игрой прямых и отраженных волн, а внятной теории, которая бы все объясняла, когда мы могли бы сказать, у кого и когда ждать аускультаторный провал, до этого дело не доведено до сих пор. Ну и на всякий случай скажу, что разные другие люди говорили о природе звуков Короткова.

[503x326]

Сначала о причине шумов, следующих за тонами. Тут очень много может быть факторов: во-первых, затопленная струя может пульсировать, когда она уже прорывается за манжетку, может быть неустойчивость типа флаттерных колебаний. И были еще совершенно безумные теории, на слайде перечислены это еще далеко не все, Придумывать тории тонов Короткова почти так же популярно, как доказывать теорему Ферма. Кавитация, активный сосудистый тонус, и т.д. Масса всяких глупостей была на эту тему.

Теперь то, что я обещал, чтобы слушатели могли вынести какой-то полезный сухой остаток. Часто спрашивают, что делать со всем этим добром, с этими автоматическими измерителями давления, которыми забиты аптеки.

[503x326]

Мой настоятельный совет – не покупать всего этого.

[503x326]

Причина очень простая. Если метод Короткова был в 20-30-40-ые годы верифицирован прямыми кровавыми экспериментами, под словом «кровавыми» я имею в виду, что засовывали датчик в артерию и прямо мерили давление, то сейчас ни у кого нет ни финансовых, ни организационных, ни этических возможностей все эти приборы проверять по настоящему давлению. Как они работают? Они не слушают звуков Короткова. Они измеряют давление в манжете, когда там начинается колебания, что-то начинают осциллировать, то они выделяют эти осцилляции.

[503x326]

Дальше придумывают какой-то алгоритм, как эти осцилляции анализировать, в какой момент «уже началось», а в какой, наоборот, – «все закончилось». Эти алгоритмы – это ноу-хау компании, они спрятаны внутри прибора, этого вам никогда не расскажут. Вся калибровка, которая происходит, устроена так: мы берем много пациентов, сравниваем измерения с коротковскими, и настраиваем эти алгоритмы там внутри так, чтобы все было в среднем как у Короткова. Но это в среднем! А это картинка из работы нашего коллеги, Анатолия Рогозы, который заведует диагностикой во Всероссийском кардиоцентре, анализ одного конкретного неплохого прибора.

[503x326]

Вот здесь результаты измерений –разница показаний прибора и коротковского метода. Если вы попали в эту кучу, разброс 10 миллиметров, что немало, но все-таки некритично. Но если, не дай Бог, вы или ваш близкий родственник попал сюда или сюда, где ошибка уже составляет 20-25 миллиметров ртутного столба, то это катастрофа: так вы можете пропустить инсульт, так вы можете организовать всякие неприятности мозгового кровообращения, и никто никогда не гарантирует, что вы не из этой группы. Лучше всего мерить коротковским методом. А если пожилые люди, которые плохо слышат, или некому им мерить, то этот прибор нужно на них лично тарировать. Нужно параллельно провести измерение, когда у них высокое и низкое давление, проверить насколько он дает ошибку по сравнению с коротковским методом. Если вы понимаете, что у этого человека в разных ситуациях прибор дает правильные значения, то этим прибором можно пользоваться. Если вы заметили, ни один нормальный кардиолог не пользуется автоматом без крайней надобности и даже в этом случае проверяет его фонендоскопом, вот именно по этой простой причине.

Обсуждение лекции

Борис Долгин: Спасибо, Андрей Кимович. Тут была историческая часть. Кажется ли вам, что возможны какие-то перспективы усовершенствования этого?

Андрей Цатурян: Знаете, что бы хотелось? Для этого нужен какой-то энергичный молодой человек или девушка, но разобраться с аускультаторным провалом – это серьезная задача. У кого, когда он может быть, это интересный вопрос.

Борис Долгин: Какую-то более сложную машинерию поверх измерения звуков Короткова, которая бы помогала понять что-то еще, можно себе представить?

Андрей Цатурян: Сейчас довольно популярны попытки делать приборы, которые более тонко анализируют структуру пульсовой волны. Не могу сказать, возможно, тут есть некие перспективы. Хотя инструментальные возможности сейчас такие есть. Метод Короткова замечателен тем, что вы ничего плохого больному не делаете, он абсолютно безопасный.

Борис Долгин: Нет ли попыток некоторым аналогичным образом сделать какие-то модели и приборы поверх других звуков, которые меряют врачи? С помощью того же самого стетоскопа.

Андрей Цатурян: Есть, конечно. Во-первых, это всякие шумы в легких при разных режимах дыхания. Есть такие методы, достаточно серьезные. Если захотите, есть у нас в стране специалисты, которые про это довольно хорошо знают. Там совершенно отдельная наука с совершенно другой физикой.

Вопрос из зала: А можно ли где-то в Москве принести купленный в аптеке прибор и сделать его под своего родственника?

Андрей Цатурян: Очень просто! Они бывают разных классов. Класс прибора – это процент пациентов, у которых была ошибка. Меньше 5 миллиметров – чуть больше половины. Меньше 15 – 95%. Из 15-миллиметровой ошибки выпали только 5%. Это на хорошем приборе. А на плохом – меньше 5% дает меньше половины, и целых 15% дают ошибку. Короче говоря, первое – надо смотреть на класс прибора и читать литературу не только ту, которую написала сама фирма, но и статью типа той, которая здесь была приведена. Чтобы прибор был проверен, верифицирован независимыми исследователями. Но дальше нужно взять этот прибор, обычный коротковский прибор, и мерить этому человеку давление регулярно, причем на разных уровнях, когда у него низкое и высокое давление, высокий и низкий пульс. Чтобы Вы понимали, насколько лично этому конкретному пациенту врет прибор. Здесь просто разные люди в этой куче. Вот, есть 2 фактора - класс прибора и индивидуальность. Все равно, больше 15 мм. – это много. Не хотелось бы, чтобы ваш близкий родственник оказался в тех 5%, которые выпали из 15-миллиметровой полосы. Я просто не помню классификацию в этой Толиной статье, он именно он приборы классифицировал.

Вопрос из зала: Может быть, вопрос не очень профессиональный. Как сказывается на результатах измерения давления состав крови: вязкость, содержание сахара и прочее.

Андрей Цатурян: Знаете, очень слабо. Менять человеку вязкость крови сколько-нибудь заметным образом трудно. Но, судя по тому, что дает теория, очень слабо. Мы считали просто, начиная с совсем невязкой жидкости до реальной вязкости крови – почти нет разницы. Речь же идет о течении в крупном сосуде, где кровь ведет себя как вязкая, но нормальная жидкость. Это в мелких сосудах она начинает проявлять всякие чудеса, а тут течение со скоростью десятки сантиметров в секунду, это большая артерия.

Вопрос из зала: Тарасов Олег, аспирант МГТУ им. Баумана. Вот эти приборы дают погрешность постоянную? Или она все-таки каждый раз меняется? Если мы померяем 6 раз на одном и том же человеке, не выйдем ли мы на те 95%?

Андрей Цатурян: Думаю, что разную. Если один и тот же человек, в покое, или во время нагрузки, или сразу после нагрузки, я думаю, что цифры будут разными.

Тарасов Олег: Нет, я имею в виду, что вот сидит человек, мы 5 раз подряд померили давление. Можем ли мы взять среднее, и будет ли это верно?

Андрей Цатурян: Если в одинаковых условиях, то да. Если условия меняются, то давление будет разным.

Тарасов Олег: И еще вопрос: врач, когда меряет давление, лично мой опыт, когда в поликлинике сидишь, там настолько быстро давление сбрасывает, что не точнее 15 миллиметров.

 

Андрей Цатурян: Да, это неизбежная ошибка. Если сбрасываешь давление очень быстро, то просто за период между пульсами, если между ударами пульса проскакивает 5 миллиметров, то 5 миллиметров – это ошибка, лучше которой ты ничего не сделаешь. Да, есть некий стандарт, с какой скоростью нужно снижать давление. Опять же, есть ВОЗовские рекомендации, там это все регламентировано. Нельзя слишком долго, потому что тогда начинается венозный застой. Но нельзя и слишком быстро именно по той причине, о которой Вы сказали.

Вопрос из зала: Владимир. Скажите, пожалуйста, если на этих приборах мерить неоднократно - 3, 5, 6 раз, то довольно большой разброс. Есть тенденция к уменьшению – допустим, это я успокоился, посидел, это понятно. А вот иногда, оно то больше, то меньше скачет. С чем это связано?

Андрей Цатурян: Я вам не отвечу по той причине, которую я уже назвал. Что и как они делают с этой кривой пульсаций, которые были маленькие, потом выросли, потом стали снижаться, где они объявляют начало, и где конец, каковы критерии, что там за алгоритм спрятан, это вам никто и никогда не говорит. Вообще, в отличие от лекарств, иметь сертифицированный медицинский прибор – ничего не стоит. Это как БАДы – лишь бы крысы не умирали. Вы не должны доказывать, что БАДы работают, точно так же и здесь. Вы не должны доказывать, что этот прибор действительно меряет артериальное давление. Никто никогда не найдет добровольцев, чтобы засунуть катетер и посмотреть, что там на самом деле творится.

Вопрос из зала: Виктор, программист. Скажите, в какой мере то, что вы рассказывали, применимо к приборам, которые меряют давление на запястье?

продолжение см. часть 2