Определение скорости регионарного кровотока в артериях конечностей является необходимой диагностической процедурой при обследовании больных с поражением периферических сосудов. Определение скорости кровотока (СК) в травматологии позволяет судить о сохранении проходимости сосудистого русла, а также о функциональном состоянии кровоснабжаемых тканей. Основной методикой исследования кровоснабжения конечностей в клинике травматологии 30-40 лет назад была реовазография, пришедшая на смену сфигмографии. Однако существенное снижение омического сопротивления тканей при посттравматическом отеке искажало данные о направленности изменения регионарного кровообращения [1,3]. Объективную картину кровоснабжения макро и микроциркуляции можно было получить при окклюзионной плетизмографии конечностей [5], однако использование приборов с датчиками, заполненными ртутью, было признано опасным для здоровья исследователей.
В настоящее время получил распространение метод ультразвуковой допплерографии, позволяющий точно измерить систолическую линейную СК в любой магистральной артерии. К недостаткам метода относится то, что регуляция объёма притекающей к тканям конечностей крови осуществляется не столько за счет изменения линейной СК, сколько за счет изменения просвета артерий [9]. Эти изменения трудно идентифицировать при повторных измерениях, особенно в относительно мелких сосудах. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что с позиций гидродинамики в магистральных артериях разного диаметра, с учетом биомеханических свойств стенок сосудов и реологических свойств крови, формируются и поддерживаются некоторые оптимальные величины линейной СК [7, 10].
Тем не менее, широкое распространение метода ультразвуковой допплерографии, в том числе в травматологии и ортопедии, требует рассмотрения вопросов зависимости показателя линейной СК от калибра артерий, возраста пациентов, состояния опорно-двигательной системы при заболеваниях и повреждениях конечности.
Цель исследования – оценка информативности показателя максимальной систолической СК в артериях нижних конечностей в клинике травматологии и ортопедии.
Материалы и методы исследования
Для исследования СК по магистральным артериям использован диагностический ультразвуковой комплекс «Ангиодин-УК», (Россия) с датчиками, имеющими несущую частоту 4 Мгц (бедренная и подколенная артерии) и 8 МГц (задняя большеберцовая и тыльная артерии стопы). Скорость капиллярного кровотока в кожных покровах голени и стопы регистрировали с помощью лазерного флоуметра (прибор BLF=21 фирмы «Transonic systems Inc»,. США).
Обследованы 911 больных с 1-3 стадией остеоартроза нижних конечностей в возрасте от 16 до 75 лет (в среднем 39±0,5), 60 больных с врожденным отставанием в продольном росте одной из конечностей до и во время оперативной коррекции её размеров по Илизарову, 47 больных с варусной деформацией нижних конечностей и 113 больных с закрытыми переломами костей голени в процессе лечения по методу Илизарова.
Результаты исследования и их обсуждение
Поскольку с увеличением возраста у детей увеличивается масса тела и диаметр артерий, а в дальнейшем продолжает повышаться жесткость их стенок, было важно проследить соотношение СК по различным артериям и его возрастную динамику.
Обнаружено, что на интактной конечности у больных с остеоартрозами 1 стадии линейная СК по бедренной артерии составила 94 ±2,6 см/с, по подколенной 50 ±1,5, по задней большеберцовой – 61 ±2,6 и по тыльной стопы -51 ±3,2 см/с. Учитывая известные величины просвета этих артерий [8], можно сделать вывод, что с уменьшением диаметра сосудов по направлению к дистальным отделам конечности объёмная СК существенно снижалась, составляя соответственно 53, 19, 4 и 1,6 мл/с.
С увеличением возраста людей линейная СК неуклонно снижалась по бедренной артерии, статистически значимо не изменялась по подколенной и задней большеберцовой артерии и возрастала по тыльной артерии стопы (рис. 1).
Рис. 1. Возрастная динамика скорости кровотока по бедренной артерии и по тыльной артерии стопы у здоровых обследуемых
Причиной снижение СК по бедренной артерии может быть увеличение диаметра артерий за счет уменьшения толщины мышечной оболочки, а также возрастное уменьшение минутного объёма сердца. Увеличение СК в дистальных артериях может быть связано со снижением сосудистого периферического сопротивления и увеличением доли шунтового кровотока. Во всяком случае, с возрастом ускорялись показатели как капиллярного кровотока стопы в состоянии покоя, так и пикового капиллярного кровотока, регистрируемого после 3-х минутной окклюзии артерий голени:
Qr= 0,023x + 0,63; R² = 0,595;
Qp = 0,08x + 1,305; R² = 0,532.
Снижение СК по бедренной артерии может быть обусловлено не только возрастными, но и патологическими изменениями. Так у больных с остеоартрозами по мере прогрессирования патологии показатель максимальной СК статистически значимо уменьшался при 2-й (–13 %) и 3-й (–23 %) стадиях заболевания (рис. 2). Показатели СК в других артериях существенно не изменялись. При этом скорость капиллярного кровотока в кожных покровах стопы более пораженной конечностей с увеличением стадии заболевания не изменялась, а менее пораженной увеличивалась:
Qi = 0,08x + 1,977; R² = 0,885.
При переломах костей голени в условиях лечения больных по Илизарову выявлено достоверное различие в показателях СК в бедренных артериях, обусловленное большей СК на интактной конечности (табл. 1). В этой группе больных снижение СК по артериям травмированной конечности обусловлено рефлекторным увеличением просвета сосудов. И даже, несмотря на неизбежный прирост диаметра сосудов вследствие падения тонуса мышечной оболочки из стенок, СК по задней большеберцовой артерии оказывалась статистически значимо увеличенной.
Рис. 2. Динамика скорости кровотока по бедренной артерии по мере прогрессирования поражения суставов
Таблица 1
Скорость кровоток по артериям больной и интактной конечности у различных групп больных (M±m)
|
Группы больных |
Конечность |
Число набл. |
Бедренная артерия |
Подколенная артерия |
Задняя берцовая |
Тыльная стопы |
|
Остео- артрозы |
Интактная |
89 |
94 ±2,6 |
50 ±1,5 |
61 ±2,7 |
52 ±3,2 |
|
1 стадия |
355 |
89 ±1,3 |
50 ±0,8 |
59 ±1,4 |
47 ±1,4 |
|
|
2 стадия |
449 |
82 ±1,2 |
50 ±0,8 |
64 ±1,3 |
54 ±1,3 |
|
|
3 стадия |
107 |
73 ±2,3 |
47 ±1,5 |
58 ±2,3 |
52 ±2,6 |
|
|
Различие |
-23 %* |
-6 % |
-6 % |
0 % |
||
|
Переломы костей |
Интактная |
113 |
113 ±2,2 |
48 ±1,6 |
46 ±1,9 |
45 ±2,2 |
|
Больная |
113 |
100 ±2,2 |
45 ±2,2 |
52 ±2,1 |
43 ±1,9 |
|
|
Различие |
-12 %* |
-7 % |
11 %* |
-5 % |
Примечание. *Различие с показателем интактной конечности статистически значимо, p≤0,05.
У больных с отставанием одной из конечностей в продольном росте показатели СК по всем артериям интактной и пораженной конечностей практически одинаковы. По тыльной артерии стопы СК статистически значимо ниже у больных с врожденными укорочениями по сравнению с показателем СК у больных с последствиями травм (соответственно 32 ±2,3 и 44 ±3,3 см/с, p≤0,05). В группе больных у отставанием конечности в росте по сравнению с другими группами больных статистически значимо ниже СК по артериям стопы и сравнительно выше по подколенным артериям. При этом на показатель СК пораженной конечности могло повлиять как отставание в возрастном увеличении диаметра артерий, так и более низкий уровень снижение кровоснабжения тканей. Как установлено, диаметр артерий напрямую зависит от степени развития сократительной способности мышц [2, 4, 6]. По мере увеличения отставания пораженной конечности в длине до 12 см показатель линейной СК становился больше. Однако при ещё более тяжелой патологии показатель начинал снижаться вследствие падения интенсивности кровоснабжения тканей (рис. 3).
В процессе оперативного удлинения конечности наблюдалось существенное снижение показателя СК по артериям голени и стопы, что может быть объяснено увеличением просвета артерий (табл. 2). Такой механизм снижения показателя подтвержден при анализе динамики СК в процессе лечения больных по тыльным артериям стопы (рис. 4) и динамики капиллярного кровотока тканей. В тканях оперированной голени происходило избирательное ускорение капиллярного кровотока. Соотношение скорости капиллярного кровотока в период дистракции на оперированной и интактной конечностях возрастало с 95 % до 144 % (p≤0,05). В период фиксации соотношение уменьшилось до 122 % и в отдаленные сроки после лечения составляло 92 % (рис. 5).
Рис. 3. Зависимость скорости кровотока по бедренной артерии от величины отставания конечности в продольном размере
Таблица 2
Скорость кровотока по артериям конечности при ей оперативном удлинении (M±m)
|
Этап лечения |
Число набл. |
Бедренная артерия |
Подколенная артерия |
Задняя Б/берцовая |
Тыльная стопы |
|
До лечения |
60 |
83,8 ±2,3 |
70,6 ±2,2 |
55,9 ±2,0 |
37,9 ±2,2 |
|
Дистракция |
22 |
84,9 ±4,2 |
60 ±3,3* |
49,1 ±3,5 |
30,7 ±3,0 |
|
Фиксация |
37 |
87,4 ±3,7 |
61 ±2,7* |
44,4 ±2,7** |
26,3 ±2,6** |
|
После лечения |
22 |
98,7 ±4,9* |
72,1±4,7 |
51,4 ±3,3 |
26,5 ±2,8** |
Примечание. Различие с исходными значениями статистически значимо: * p≤0,05; **p≤0,01.
Рис. 4. Влияние величины удлинения голени на скорость кровотока по тыльной артерии стопы
Рис. 5. Динамика соотношения скорости капиллярного кровотока в кожных покровах оперированной и интактной голени при удлинении конечности по Илизарову
Рис. 6. Динамика скорости кровотока по бедренной артерии у больных с варусной деформацией голени в процессе лечения
У больных с варусной деформацией голени в период оперативной коррекции угла деформации берцовых костей максимальный прирост СК по бедренной артерии оперированной конечности происходил не в период дистракции, а в период последующей фиксации (рис. 6).
Таким образом, информативность показателя линейной СК по магистральным артериям голени в период оперативного лечения оказалась недостаточно высокой вследствие того, что объём протекающей крови в значительной мере определялся меняющимся просветом сосудов. Величина СК по бедренной артерии, которая у взрослых обследуемых относится к сосудам эластического типа оказалась менее склонна к участию в регуляции кровотока за счет изменений своего просвета. С увеличением возраста обследуемых СК по этой артерии снижается. При увеличении тяжести заболеваний и снижении функциональных возможностей опорно-двигательной системы величина СК по периферическим артериям также имела тенденцию к уменьшению. При оперативном удлинении голени выявлено временное снижение СК по её артериям. При лечении переломов костей по Илизарову СК по задней большеберцовой артерии и показатель капиллярного кровотока тканей статистически значимо возрастали.