Методы неинвазивного измерения артериального давления

Анатолий Николаевич Рогоза
Докт. биол. наук, вед. науч. сотр. Института кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ.

В клинической практике врача наибольшее распространение получили неинвазивные методы измерения артериального давления (АД), которые классифицируются в зависимости от принципа, положенного в основу определения АД. Различают методы, основанные на пальпации, аускультации артерии и осциллографическом методе регистрации.

Методы, основанные на пальпации артерий

Эти методы предполагают постепенную компрессию или декомпрессию конечности или ткани в области артерии и пальпацию артерии дистальнее места окклюзии. Один из первых аппаратов (S. Basch, 1876) состоял из заполненного водой небольшого резинового баллона, соединенного трубкой с манометром. Баллон располагался над артерией конечности, и на него производилось дозированное нажатие ладонью. Одновременно пальпировалась артерия дистальнее места наложения баллона. Давление, при котором исчезала пульсация артерии, принималось за систолическое. Охватывающая компрессионная манжета и удобный вариант вертикального ртутного манометра для пальпаторного метода были предложены итальянцем S. Riva_Roсci (1896).

Манжета Рива-Роччи была шириной всего в 4–5 см и вследствие этого приводила к завышению АД до 30 мм рт. ст. Через 5 лет эта неудачная манжета была заменена манжетой F. Reсklinghausen шириной в 12 см, и в таком виде прибор выдержал испытание временем вплоть до наших дней. Давление в манжете поднималось до полного прекращения пульса, а затем постепенно снижалось. Систолическое АД (САД) определялось по давлению в манжете, при котором появлялся пульс, а оценка диастолического АД (ДАД) проводилась по моментам, когда наполнение пульса начинало заметно снижаться либо когда возникало ощущение кажущегося ускорения пульса (pulsus celer).

Методы, основанные на аускультации артерий

8 ноября 1905 г. на заседании общества “Научные совещания Клинического военного госпиталя” было заслушано сообщение хирурга Николая Сергеевича Короткова “К вопросу о методах исследования кровяного давления”. Приведем выдержки из реферата этого доклада.

“Рукав Рива-Роччи накладывается на среднюю треть плеча; давление в рукаве быстро повышается до полного прекращения кровообращения ниже рукава. Затем, предоставив ртути манометра падать, детским стетоскопом исследователь выслушивает артерию тотчас ниже рукава. Сперва не слышно никаких звуков. При падении ртути манометра до известной высоты появляются первые короткие тоны, появление которых указывает на прохождение части пульсовой волны под рукавом. Следовательно, цифры манометра, при которых появился первый тон, соответствуют максимальному давлению.

При дальнейшем падении ртути в манометре слышатся систолические компрессионные шумы, которые переходят снова в тоны (вторые). Наконец, все звуки исчезают. Время исчезновения звуков указывает на свободную проходимость пульсовой волны; другими словами, в момент исчезновения звуков минимальное кровяное давление превысило давление в рукаве. Следовательно, цифры манометра в это время соответствуют минимальному кровяному давлению. Опыты на животных дали положительные результаты. Первые звуки_тоны появляются (на 10–12 мм рт. ст.) раньше, нежели пульс, для ощущения которого на лучевой артерии требуется прорыв большей части пульсовой волны”.

Именно с этого сообщения ведет начало аускультативный метод неинвазивного измерения АД, который продолжает оставаться наиболее распространенным и надежным методом измерения АД в клинической практике.

Метод не претерпел серьезных изменений за 95 лет практического использования. Изменилась классификация тонов, получивших название тонов Короткова. Первая фаза тонов – их появление, вторая – ослабление (вплоть до исчезновения, что наблюдается при так называемом аускультативном провале) с замещением их компрессионными шумами, третья – усиление тонов, четвертая – резкое ослабление, пятая – полное прекращение (иногда отсутствует при явлении “бесконечного тона”).

Типичный прибор для измерения АД по методу Н.С. Короткова (сфигмоманометр, или тонометр) состоит из окклюзионной пневмоманжеты, груши для нагнетания воздуха с регулируемым клапаном стравливания, а также устройства, измеряющего давление в манжете. В качестве последнего используются либо ртутные манометры, производство которых в большинстве стран мира прекращается для предотвращения ртутных отравлений и по соображениям экологической безопасности (в России они не производятся уже несколько лет), либо стрелочные манометры анероидного типа, либо электронные манометры. В ходе измерения необходимо располагать шкалу стрелочного и ртутного манометров на уровне глаз, чтобы снизить вероятность ошибки в отсчете показаний.

Значения давления округляются до ближайшего четного числа. Категорически запрещена практика округлений до “5” и “0” (т.е. постоянных записей, например “145/95” или “160/100”). Все приборы как средства измерения требуют бережного отношения и регулярной поверки (проверки точности и регулировки), причем последнюю должны выполнять специализированные метрологические организации. Интервал между поверками указан в сопроводительных документах к прибору, однако в любом случае он не должен превышать одного года. При возникновении сомнений в правильности работы стрелочного манометра в промежутках между регулярными поверками необходимо обратиться в ремонтную службу, но также полезно сопоставить его показания с другим прибором, прошедшим регулярную поверку.

Манжета накладывается на плечо. Не рекомендуется наложение на ткань одежды и категорически запрещается закатывание рукавов с образованием сдавливающих валиков из ткани. Необходимо избегать как слишком свободного, так и избыточно плотного наложения манжеты. Между ней и поверхностью плеча должны проходить 2 пальца (для детей – 1 палец). Нижний край манжеты должен отстоять от локтевого сгиба на 2 пальца.

Размеры манжеты (наиболее важны такие ее показатели, как ширина и длина внутренней эластичной камеры) должны соответствовать периметру (охвату) плеча – длина не менее 80%, а ширина около 40% охвата плеча. Камера стандартной средней плечевой манжеты для взрослого человека имеет размеры примерно 13 . 24 см и приемлема только для охватов от 22 до 33 см. У большой части взрослого населения охваты значительно превышают 32 см и применение стандартных манжет приводит к существенному завышению значений АД. В то же время применение подобных манжет при охватах менее 22 см сопровождается занижением величин АД. Специальные манжеты необходимы для детей и измерений АД на ногах. Полный ряд окклюзионных манжет состоит из 5–7 типов. Например, манжеты, изготовленные по ТУ 9441-0022938161498 имеют характеристики, приведенные в таблице. Давление в манжете быстро нагнетается до величины, превышающей САД на 30 мм рт. ст. Для оценки САД в ходе компрессии пальпируют лучевую артерию. Необходимо учитывать, что избыточно высокое давление в манжете может вызвать дополнительные болевые ощущения и повышение АД.

Скорость декомпрессии – 2–3 мм рт. ст. за секунду или за время между последовательными сокращениями сердца (при давлении более 200 мм рт. ст. допустимо увеличение скорости декомпрессии до 4–5 мм рт. ст.).

Аускультация проводится либо стетоскопом (предпочтительно) либо мембранным фонендоскопом (в том числе и адаптированным для целей измерения АД и входящим в состав тонометров). При этом чувствительная головка располагается у нижнего края манжеты над проекцией плечевой артерии (позиция определяется предварительно пальпаторно и корригируется для обеспечения максимальной интенсивности тонов). Головка должна фиксироваться средствами, не создающими значительное давление на кожу. Фиксация с существенным надавливанием, как и расположение головки под манжетой, приводит, как правило, к искажению в первую очередь ДАД.

При декомпрессии определяют САД в момент появления тонов Короткова (первая фаза тонов). При затруднениях в определении САД, например при аускультативном провале (резком ослаблении и исчезновении тонов после прослушивания первых двух-трех более отчетливых тонов), или низкой интенсивности тонов параллельно пальпаторно фиксируют момент начала прохождения крови под манжетой.

В сложных случаях возможно применение ультразвуковых допплеровских приборов для этих же целей. Выраженный аускультативный провал может служить причиной серьезной недооценки САД, если исследователь ориентируется только на регулярные тоны.

Таблица

ДАД в подавляющем большинстве случаев определяют по моменту исчезновения тонов Короткова (пятая фаза). Для контроля полного исчезновения тонов необходимо продолжить аускультацию при снижении давления в манжете на 10–20 мм рт. ст. относительно последнего звука.

Определение ДАД по четвертой фазе тонов (моменту их резкого ослабления) рекомендуется при проведении измерений АД у детей до 12 лет,

беременных женщин, а также у пациентов с высоким минутным объемом сердца, обусловленным физической нагрузкой, заболеванием или физиологическими особенностями. Переход к четвертой фазе необходим и при отсутствии четко выраженной пятой фазы – явлении “бесконечного тона”.

Измерение АД при нарушениях ритма сердца представляет более серьезную проблему. Необходимо пальпировать лучевую артерию для оценки неравномерности сокращений сердца в ходе измерения. При редкой экстрасистолии желательно повторить измерение и ориентироваться на значения АД, полученные при регулярном ритме. При частой экстрасистолии и мерцательной аритмии необходимо ориентироваться на средние значения АД по результатам 4–6 последовательных измерений.

АД нужно определять в положении сидя, лежа и стоя, однако во всех случаях необходимо обеспечить положение руки, при котором середина манжеты находится на уровне сердца. Это позволяет избежать влияния гидростатического столба на измеренное значение АД. Каждые 5 см смещения середины манжеты относительно уровня сердца приводят к завышению (если рука опущена) или занижению (если рука поднята) САД и ДАД на 4 мм рт. ст.! Положение сидя наиболее приемлемо при измерении АД в амбулаторных условиях и в кабинетах контроля АД.

Измерение АД производят в спокойном состоянии пациента. За 30 мин до измерения необходимо исключить курение и прием напитков, содержащих кофеин. Пациент располагается на удобном стуле или в кресле, рука расслаблена и опирается на поверхность стола или другой опоры. Для снижения эмоционального прессорного фактора желательно проводить измерения в спокойной обстановке, после адаптации пациента к условиям кабинета, причем время пребывания в положении сидя должно быть не менее 5 мин. Необходимо учитывать, что глубокое дыхание приводит к повышенной лабильности АД, о чем нужно информировать пациента, как и о том, что разговоры во время измерения, напряжение или скрещивание ног сопровождаются существенным повышением АД.

Во время первого визита пациента необходимо произвести измерение АД на обеих руках (последовательно).

При выявлении устойчивой асимметрии (более 10 мм рт. ст. для САД и 5 мм рт. ст. для ДАД) измерение повторяется при наложении двух манжет и одновременном определении АД на обеих руках. В случае подтверждения значимой асимметрии все последующие измерения АД проводят на руке с более высокими цифрами АД. При отсутствии асимметрии измерения проводят на недоминантной руке, т.е. у “правши” на левой руке, а у “левши” – на правой (если отсутствуют противопоказания).

Необходимо учитывать, что при существенных проксимальных стенозах артерий тоны Короткова в местах стандартной аускультации могут резко ослабевать и даже отсутствовать. С другой стороны, у пациентов старшей возрастной группы (а также у пациентов с сахарным диабетом) достаточно часто наблюдается повышенная ригидность артерий. В зависимости от выраженности данного эффекта может наблюдаться большее или меньшее завышение АД, приводящее к псевдогипертензии. Для выявления этой категории лиц рекомендуется проведение специальной пробы с пальпаторным определением ригидности лучевой артерии, привлечение ультразвуковых методов исследования плечевой артерии, а в некоторых случаях и инвазивное измерение АД.

С учетом изменчивости АД измерения должны проводиться несколько раз до тех пор, пока два последовательных измерения не будут отличаться менее чем на 5 мм рт. ст. (обычно это условие выполняется при 2–4 измерениях). Средние значения по результатам двух последних близких измерений характеризуют АД пациента. Дополнительные измерения АД в вертикальном положении необходимы для выявления ортостатической гипотензии. Они рекомендованы как обязательный элемент обследования больных с сахарным диабетом, пациентов старшей возрастной группы и пациентов, принимающих вазодилататоры.

Исследования последних лет показали, что при соблюдении приведенных выше правил измерений резко возрастает надежность значений АД и, соответственно, их взаимосвязь с изменениями органов-мишеней и прогнозом заболевания. Согласно рекомендациям ВОЗ 1999 г., измерение АД по методу Н.С. Короткова, выполненное обученным специалистом, является “золотым стандартом” и может только дополняться измерениями с помощью автоматических приборов.

Автоматические приборы с аускультативным методом воспроизводят алгоритм измерения Н.С. Короткова и в некоторых случаях применяют дополнительные меры для повышения его надежности.

В настоящее время они используются для нагрузочных тестов и целей суточного мониторирования АД свободно передвигающегося человека.

Осциллометрические методы

Оригинальная осциллометрическая методика E. Marey (1876) предполагала помещение конечности человека в водный плетизмограф, позволяющий создавать вокруг нее регулируемое давление сдавливания и одновременно регистрировать небольшие пульсации объема конечности, связанные с пульсовым кровенаполнением артерий. Проанализировав характер зависимости амплитуды этих пульсаций от давления сдавливания, автор предложил следующие критерии для оценки АД. Сдавливающее давление (при декомпрессии), при котором пульсации начинают резко расти, соответствует САД, пульсации максимальны – среднему АД, начинают резко снижаться – ДАД.

Метод обладал двумя недостатками – требовал специального оборудования в виде плетизмографа и вызывал трудности при интерпретации данных, так как характерные точки для САД и ДАД четко выделялись отнюдь не на всех записях. Решение первой проблемы было достигнуто за счет упрощения плетизмографического метода и, в конечном счете, перехода от плетизмографа к обычной окклюзионной манжете. Она смогла соединить в себе и устройство создания внешней компрессии, и не очень точный, но приемлемый для задачи измерения АД датчик пульсаций артерий. Действительно, пульсовые изменения объема артерий, находящихся под манжетой, трансформируются в небольшие осцилляции давления в окклюзионной манжете, хорошо заметные даже по небольшим колебаниям стрелки анероидного манометра или уровня ртути в тонометрах. Упрощенный алгоритм определения АД исходя из данных о давлении в манжете и амплитуде микропульсаций давления в той же манжете приведен на рисунке.

Техническая задача измерения амплитуды этих малых колебаний была решена в 30–40_е годы. Однако задача строго формализованной, объективной и точной интерпретации результатов измерения характеристик малых пульсаций давления в манжете не находила решения до 70-х годов. Ее решению способствовал технический прогресс (в первую очередь в области цифровой микроэлектроники), позволивший использовать для этих целей достаточно сложные цифровые методы обработки сигналов.

В 1976 г. фирма Criticon создала и выпустила на рынок первый прикроватный автоматический измеритель АД (Dinamap 825), успешно реализующий модифицированный осциллометрический метод E. Marey. При измерении АД по этому методу давление в окклюзионной манжете снижается ступенчато – по 6–8 мм рт. ст. за шаг – и на каждой ступени давления анализируется амплитуда микропульсаций давления в манжете, возникающих при передаче на нее пульсации артерий. С 80_х годов этот метод нашел применение в прикроватных и носимых суточных мониторах АД, а также в приборах для самостоятельного контроля АД. Идет интенсивное соревнование фирм_производителей в области совершенствования алгоритмов работы аппаратов с целью повышения точности и надежности получаемых результатов. Последние модели приборов для самоконтроля АД также имеют повышенный “уровень интеллекта” (модели “fuzzi logic” – c “размытой логикой”). Это внушает надежду на появление приборов, устойчивых к нарушениям ритма сердца и движениям руки во время измерения. В настоящее время приборы на основе осциллометрического метода составляют около 80% всех автоматических и полуавтоматических измерителей артериального давления. Среди носимых суточных мониторов этот процент снижается до 30%, при этом аускультативные методы представлены в 38% мониторов, а на комбинацию методов приходится 24% приборов.

Упрощенный алгоритм определения АД осциллометрическим методом.

Преимущества и недостатки аускультативного и осциллометрического методов

Аускультативный метод (по Н.С. Короткову)

Преимущества: а) на сегодняшний день признается официальным эталоном неинвазивного измерения АД для диагностических целей и при проведении верификациических измерителей АД; б) обладает повышенной (относительно осциллометрического) устойчивостью к движениям руки, особенно при привязке анализа звуковых явлений к R-зубцу ЭКГ, применении двух и более микрофонов, использовании сложных спектральных алгоритмов распознавания полезного сигнала (например, прибор Accutracker-2 в условиях тестирования при велоэргометрической нагрузке успешно выполнял около 93% измерений АД); в) потенциально более устойчив к нарушениям ритма сердца.

Недостатки: чувствителен к шумам в помещении, точности расположения микрофонов относительно артерии,

разворотам манжеты с микрофонами на руке при длительном мониторировании, требует непосредственного контакта манжеты или микрофона с кожей пациента. Практика эксплуатации показывает, что микрофон часто является наиболее уязвимым (в плане повреждений и необходимости ремонта) элементом аппарата.

Осциллометрический метод измерения АД

Преимущества: а) относительно устойчив к шумовым нагрузкам, что позволяет использовать его в ситуациях с высоким уровнем шума (вплоть до кабины вертолета); б) позволяет проводить определения АД в случаях, представляющих проблему для аускультативного метода, – при выраженном аускультативном провале, “бесконечном тоне”, слабых тонах Короткова; в) значения давления практически не зависят от разворота манжеты на руке и мало зависят от ее перемещений вдоль руки (пока манжета не достигает локтевого сгиба); г) позволяет проводить измерения АД без потери точности через тонкую ткань одежды; д) практика эксплуатации показывает, что этот метод, как правило, обеспечивает в режиме суточного мониторирования меньший процент неудачных измерений, чем аускультативный метод.

Недостатки: а) относительно низкая устойчивость к движениям руки: так, прибор SL90202 не обеспечивал измерения АД при велоэргометрической пробе в 82% измерений; б) у небольшого числа пациентов (около 5%) дает устойчивые и значимые отличия от значений АД по методу Короткова, что затрудняет трактовку результатов.

Подчеркнем, что оба метода оказываются неэффективными при выраженных нарушениях ритма сердца.

Методы оперативного измерения АД (от сокращения к сокращению сердца)

Циклические методы измерения АД являются наиболее точными, но позволяют определять АД с интервалами не менее 2–3 мин (кратковременно и при невысоких значениях АД интервал может быть сокращен до 1 мин). Ряд методов позволяют повысить оперативность контроля АД и определять все или некоторые показатели АД практически в ходе каждого сокращения сердца.

В 1969 г. J. Penaz получил патент на метод, который в англоязычной литературе обычно именуется как “volumeclump”. Он основан на непрерывной оценке объема артериальных сосудов пальца методом фотоплетизмографии и использовании следящей электропневматической системы для создания в окружающей палец манжете давления, противодействующего растяжению проходящих под манжетой артериальных сосудов. При выполнении последнего условия (постоянстве диаметра пальцевых артерий, несмотря на изменения артериального давления в них) обеспечивается сохранение неизменного близкого к нулю растягивающего давления в артериях, а давление в манжете начинает “повторять” давление крови в артериях пальца. В итоге прибор обеспечивает уникальную возможность длительной регистрации неинвазивными средствами всей кривой артериального давления, что ранее было возможно только инвазивным методом Oxford.

Стационарный прибор, реализующий данный метод, известен под названием Finapres, а относительно недавно созданный носимый вариант – Portapres (I и II). Прибор имеет систему коррекции АД на гидростатическую поправку, возникающую при различном расположении пальцев относительно уровня сердца. К сожалению, метод не лишен принципиальных недостатков. Измеряемая величина ДАД ниже, чем в плечевой артерии, причем поправка зависит от вазоспастического состояния артерий пальца. САД у молодых субъектов, как правило, выше, чем в плечевой артерии, но у пожилых – ниже. Поправка также зависит от тонуса артерий

Артериальная тонометрия

Определение АД методом тонометрии впервые описано Pressman и Newgard в 1963 г. и предполагает частичное сдавливание поверхностно залегающих артерий конечности (например, на запястье) и регистрацию с помощью встроенных в окклюзионный браслет тензодатчиков бокового давления, передаваемого на них через стенку сосуда. Предполагает регулярные сравнения с верифицирующим циклическим методом. В настоящее время имеются первые сообщения об успешной апробации серийно выпускаемого прикроватного аппарата Colin Pilot 9200. Интерес к этому методу в связи с суточным мониторированием АД связан прежде всего с уникальной ожидаемой комбинацией преимуществ данного метода: непрерывная запись АД + низкий уровень компрессионных воздействий + относительно низкая цена.

В следующих публикациях мы остановимся более подробно на методе суточного мониторирования АД, возможностях самостоятельного контроля АД пациентами в домашних условиях, должных величинах АД, результатах клинических исследований по оценке точности приборов для измерения, производимых различными фирмами.