Актуальность

Постоянно растущая негативная статистика относительно прогресса, помолодения инсультов, роста инвалидизации и смертности от сосудистых заболеваний среди населения Украины и мира идет в разрез с возможностью современных диагностических технологий для объективизации сосудистой патологии.

Даже в теории, не говоря уже о практике, врачи сегодня не имеют единого комплексного представления о сосудистой системе.

Возможность определять атеросклеротические бляшки и тромбоэмболы с помощью новейших методов исследования породила новую отрасль медицины — ангиохирургию и кардиохирургию с якобы радикальным подходом: нашли причину и оперативно устранили состояние сосудистой декомпенсации. Все вроде бы правильно. Но почему же тогда у прооперированных пациентов лишь временно улучшается качество жизни и часто случается рецидив заболевания в послеоперационный период длительностью до года?

Именно такой катамнез течения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) свидетельствует о глубине поражения всей ССС как сложной системы взаимосвязанных разнокалиберных трубок со специфическими свойствами их стенок и не менее специфическими биофизическими свойствами крови, которую только условно можно считать жидкостью.

Время выдвигает требование создания единого технологического комплекса для целостной прижизненной динамической диагностики ССС больных одномоментно на различных региональных и системном уровне с выведением аналитически обработанных результатов исследования для клинической интерпретации и оценки врачом хода перестройки ССС в норме и при различных патологических состояниях.

Сегодня крайне необходимо создание нового направления целенаправленного медикаментозного менеджмента ССС под контролем инструментального мониторинга на принципах доказательной медицины с глубоким знанием принципов функционирования сосудистого кровопровода — ангиотерапии.

Такие подходы позволяют увеличить эффективность лечения больных с сосудистой патологией в 3-8 раз в зависимости от запущенности механизмов хаоса в роботе всей ССС.

Математическое моделирование позволяет смоделировать варианты перестройки сосудистого русла и разработать теоретическую модель оптимального плана лечения сочетания ангиохирургических и ангиотерапевтических влияний, что позволит достичь оптимальных результатов, уменьшить или даже провести профилактику появления реперфузионного синдрома после ангиохирургических вмешательств.

Гемодинамика (от греческого haima — кровь, dynamis — сила) — это наука, которая возникла и развивается на перекрестье гидромеханики и биологии, изучает движение крови в замкнутой сосудистой системе человеческого организма с учетом:

• морфологической структуры крови, 
• ее физико-химических характеристик, 
• специфических свойств сосудистой стенки, 
• динамики живой системы с прикладным применением гидродинамических постулатов.

Основы функционирования сосудистого кровопровода

1. Градиент гидростатического давления в разных сегментах сосудистой системы, который формируется за счет насосной функции миокарда.

2. Реологические свойства крови как дисперсия форменных элементов со свойствами не-ньютоновских жидкостей.

3. Кровеносные сосуды как вязко-упругие трубки, свойства которых (геометрические — размеры, разветвления и физические — вязкость, эластичность, проницаемость) различаются диаметром и длиной.

 Сердечно-сосудистая система как сосудистый трубопровод=кровопровод

Сердечно-сосудистую систему (ССС) организма можно сравнить с трубопроводом: это замкнутая система соединенных трубок разного калибра, которые благодаря работе сердца как насоса обеспечивают движение крови в артериях и венах. Она характеризуется постоянными и переменными параметрами жизнедеятельности с высокой адаптогенностью в норме к внутренним изменениям и внешним перестройкам окружающей среды. 

Модель сосудистого кровопровода

Именно по этому принципу функционирует водопроводная система: вода спонтанно течет в направлении от высокого давления к низкому.

В живой системе данному типу функционирования отвечает сердечно-сосудистая, частично пищеварительная и
выделительная подсистемы.

Специфика функционирования сосудистого трубопровода

• сосудистые трубки являются эластичными, 
• сердечная помпа нагнетает кровь в сосудистое русло неравномерно, 
• сосудистые стенки могут быть порозными и пропускать жидкость в окружающие ткани, 
• вены всегда сопровождают артериальные стволы и являются демпферами и амортизаторами гидравлических ударов.

Все гемодинамические параметры в ССС постоянно изменяются и для адекватной работы должны подчиняться лишь принципам ауторегуляции и синергии между разными сегментами ССС, изменениями внутрисосудистого продольного и поперечного давления и др., балансу притока-оттока, артерио-венозному и артериоло-венулярному равновесиям.

Принципы стабилизации баланса в кровопроводе

Чтобы живой организм нормально функционировал, в сосудистом трубопроводе должен поддерживаться баланс между:

• напором крови и внутрисосудистым сопротивлением,
• артериальным и венозным звеньями в магистральных и 
• периферических сегментах сосудистой системы,
• артериолярным и венулярным звеньями на микроциркуляторном уровне,
• между эластичностью и каркасным сопротивлением сосудистой стенки и др.

Таким образом, формируется своеобразный сосудистый гомеостаз, благодаря чему ССС в норме может обеспечивать оптимальные условия для существования и жизнедеятельности организма при изменении метеофакторов и психоэмоциональных перегрузках.

Цепные реакции патологических перестроек  в сосудистом трубопроводе

Нарушение стабильности хотя бы одного параметра работы сосудистого трубопровода (например снижение тонуса сосудов при вегетососудистой дистонии) со временем приводит к расстройству функционирования всей сосудистой системы в целом и прогресс отмеченного патологического проявления (в частности, нарушение распространения пульсовой волны и напора крови в ССС), которое влечет к развитию того или другого заболевания, — эндартерииту, атеросклерозу, тромбозу, эмболии и тому подобное).

Дисбаланс в кровопроводе

Разбалансированность функционирования ССС напоминает несогласованную игру оркестра и отвечает всем законам развития и нарастания разрушительных для жизнедеятельности процессов — хаосу — локально в одном сосудистом бассейне (мозговому, почечному, печеночному и т.п.) или одновременно во всех.
В таком случае может возникнуть коллапс, тромбоэмболия, внезапная остановка сердца и (даже) может наступить клиническая смерть.

Прикладные основы теории хаоса в кровопроводе

Хаос в сосудистой системе по степени выраженности имеет три стадии разбалансированности :
1 — 1-2 гемодинамических параметров
2 — 3-5 гемодинамических параметров
3 — свыше 5 гемодинамических параметров в 2-х и больше региональных бассейнах.

Без соответствующего (адекватного) лечения третья, самая тяжелая стадия приводит к декомпенсации в роботе ССС.
Нестабильная система не может функционировать должным образом даже в фоновом режиме, а при дополнительной нагрузке внезапно испытывает серьезный сбой в работе.

Хаос 3 степени в кровопроводе — прямой путь к до форс-мажору

Инсульт, инфаркт — это катастрофические состояния, которые возникают как результат выраженного разбалансирования функций во всей системе сосудистого трубопровода — декомпенсации ССС на фоне крайне выраженного хаоса 3 степени.

Поэтому необходимо приложить немало усилий для сохранения жизнедеятельности больного при таких критических состояниях в условиях реанимации. После перенесенных критических состояний ССС такие больные нуждаются в постоянной коррекции и поддержке, поскольку она чрезвычайно зависима от внутренних и внешних раздражителей.

Внешние факторы — провокаторы декомпенсации ССС

1. эмоции, 
2. физическая активность, 
3. метефакторы:

• атмосферное давление, 
• уровень влажности, осадки, 
• Фаза месяца, градиент перепада вн. 
• температуры скорость ветра и т. д.

Такие больные считаются метеочувствительными на ранних этапах разбалансирования сердечно-сосудистой системы.

Теория сосудистого трубопровода

Нами предложена математическая модель сосудистого трубопровода, которая отображает движение крови в замкнутой системе с многочисленными кровеносными сосудами разного калибра, напором, характеристиками стенок, эластико-тоническими свойствами сосудистой стенки, дистального сопротивления и др. и контролем этих параметров в артериальном, капиллярном и венозном русле.

Идеология сосудистого трубопровода
Кровопровод — единая, сплошная, замкнутая система сосудистых трубок, которые обеспечивают четкую иерархическую функцию регулярного, ритмичного переноса массы крови от сердца к капиллярам органов и систем через магистральные и периферические артерии и дальше назад через венулы, периферические и магистральные вены к сердцу с целью бесперебойного физиологичного кровоснабжения и жизнеобеспечения органа и организма.

Предназначение сосудистого трубопровода — бесперебойное кровоснабжение всех органов и тканей человеческого организма.
Капилляры — это мельчайшие сосуды в сосудистом трубопроводе, которые отображают состояние функционирования всей сердечно-сосудистой системы на уровне микроциркуляции в самых отдаленных от сердца участках человеческого организма.
Поэтому при проявлениях как сердечно-сосудистой, так и сосудисто-органной недостаточности, в первую очередь страдает кровенаполнение в капиллярах.

Методы диагностики сосудистой системы

Условно их можно сгруппировать по характеру получения информации:

• прямые методы визуализации – подают визуальную информацию о структурных изменениях, связаны с патологичным процессом;
• непрямые – подают информацию в виде числовых значений определенных, известных для исследователя коэффициентов (параметров) или в виде графиков;
• смешанные – одновременно объективизируют структурные и функциональные изменения в сосудистой системе.

Статическое изображение сосудов является лишь фактом констатации, а не курации

Возможности методов диагностики в исследовании ангиогенеза 

Визуализация структуры сосуда — ангиоархитектоника — лишь констатация факта атипичности
Оценка функции сосуда —

• Доклиническая диагностика процесса
• Путь к пониманию процессов патологической перестройки сосудистого русла
• Попытка управления процессом онкоангигенеза

Все методы прижизненного исследования сосудистой системы можно условно разделить по следующим направлениям:

• Оценка структуры сердца и сосудов
• Оценка функциональной активности сердца как помпы
• Оценка функции сосуда
• Оценка перфузии в органах и тканях
• Оценка давления в сосудистой системе
• Оценка реологических свойств кровотока

Гемодинамические уровни жизнедеятельнсоти живого организма:

• минимальный для сохранения жизни (5–10% от нормы потребностей); централизация кровообращения;
• средний (фоновый) для обеспечения фоновой жизнедеятельности организма;
• высокий (резервный) для поддержания организма при физических и умственных перегрузках.

Гемодинамический уровень жизнеобеспечения органов и систем:

• упорядоченная система обеспечения постоянного движения крови; 
• пульсация сосуда, эластичность сосудистой стенки;
• градиент давления — движущая сила кровообращения;
• гемореология неньютоновской жидкости;
• тонус сосудистой трубки;
• артериовенозное равновесие;
• артериолярно-венулярное равновесие;
• барьерный гидродинамический баланс (кровь — суспензия, сосудистые стенки — пористые, теория смачиваемости сосудистой стенки).

Внутрисосудистое давление

• уровень продольного внутрисосудистого давления для обеспечения напора крови и градиента давления
• уровень поперечного внутрисосудистого давления для поддержания каркаса поперечного профиля сосуда
• падение напора крови как фактор отдаленной дистальной ишемии на фоне сердечно-сосудистой недостаточности
• иерархия уровня давления в сосудистой системе

Кровопровод – единая сосудистая сеть

Вопросы адекватной оценки состояния сосудистой системы мозга неразрывно связаны с оценкой функционального состояния всей гемодинамической системы как на системном, так и на региональном уровнях.

Многовекторность исследования сосудистой системы

Артериовенозное равновесие

Артериальное звено:

• Линейная скорость кровотока
• Просвет сосуда
• Напор крови
• Давление
• Пульсация
• Тонус
• Способность переносить массу крови
• Периферическое сопротивление
• Эластичность сосудистой стенки
• Ангиоархитектоника

Венозное звено:

• Линейная скорость кровотока
• Просвет сосуда
• Давление
• Тонус
• Эластичность сосудистой стенки
• Ангиоархитектоника
• Состояние клапанного аппарата

Многовекторная модель гемодинамических измений

Ангиология 

Многочисленные исследования, посвященные изучению особенностей гемодинамики в норме и при патологии, привели к возникновению специальной области науки —
ангиологии, в которой обобщаются сведения:

• о региональной ангіоархітектоніку,
• о структуре и функциях сосудистой системы человеческого организма,
• о его кровоснабжении и кровообращении при разных патологических состояниях.

Оценка функции кровопровода на макроуровне

МАКРОАНГИОЛОГИЯ

• Исследование нагнетательной функции миокарда 
• Исследование магистральных артерий головы и конечностей
• Исследование магистральных вен головы и конечностей
• Исследование выраженности напора крови и кровоснабжения на микроциркуляторном уровне, как самом отдаленном сегменте ССС (глубокая периферия, самая чувствительная к ишемизации) 
• Снижение нагнетательной функции миокарда с выраженным снижением напора крови в дистальных сегментах артериальной системы, сладж-феноменом в микроциркуляторном русле
• Нарушение эластико-тонических свойств сосудистой систем магистральных артерий с выходом в формирование стенозирующих поражений региональных артерий 
• Разбалансирование артериовенозно-гидродинамического равновесия при выраженных расстройствах функционирования сосудистой системы организма

Идеология кровопровода на микроуровне

МИКРОАНГИОЛОГИЯ

Если выявлено признаки нарушения в картине микроциркуляции, следует искать поражения как минимум одного из звеньев единой замкнутой ССС

Если «картинка» микроциркуляции в норме, можно говорить о достаточности и адекватности функционирования ССС в едином звене «сердце – магистральные артерии – капилляры – магистральные вены – сердце»
Исследование состояния микроциркуляции в ногтевом ложе
пальцев кисти и стопы – арбитр благополучия всей сосудистой системы

Данной теме посвящено пособие 

У.Б. Лущик, В.В. Новицкий
Современные медицинские технологии в аналитической ангиологии. Пособие. – К., 2011. – 120 с.

В пособии осуществлена попытка структурированного анализа этапов развития медицинского приборостроения на примере трансформации и совершенствования процесса исследования сердечно-сосудистой системы человеческого организма.