автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Разработка биотехнической системы оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения

На правах рукописи

БЛОХИНА Ольга Владимировна

Разработка^биотехнической системы оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения

Специальность 05 11 17 «Приборы, системы и изделия медицинского назначения»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

□□3449472

МОСКВА-2008

003449472

Работа выполнена в Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им А Н Бакулева РАМН

Научный руководитель:

кандидат технических наук,

доктор биологических наук, профессор Лищук Владимир Александро-

вич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

доктор технических наук, профессор

Черний Александр Николаевич Парашин Владимир Борисович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального об разования «Московский государственный институт электронной техники (тех нический университет)»

Защита состоится « У<£ » /?£><#<&> 2008 года в 10 часов на заседании дис сертационного совета Д 208 001 01 при ФГУ «Всероссийский научно исследовательский и испытательный институт медицинской техники» Росзд равнадзора по адресу 129301, г Москва, у л Касаткина, д 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники» Росз-дравнадзора

Автореферат разослан « » октября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы Современные медицинские технологии в кардиохирургии (например, миниинвазивная реваскуляризация миокарда (МИРМ), трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация миокарда (TMJIP), коронарное стентирование и др) связаны с выраженными быстротекущими процессами, когда существенные изменения функции и состояния происходят в течение нескольких минут, иногда даже секунд Неадекватная оценка этих процессов, приводит к тяжелым, требующим интенсивного вмешательства, осложнениям [Бокерия Л А , Аракелян В С , Газизова Д Ш и др, 2004, Овчинников Р С , 2005] Контроль и оценку этих процессов в операционных и блоках интенсивной терапии обеспечивают мониторно-компьютерные системы и технологии Несмотря на высокие технические качества, эти системы в ряде технологических свойств не соответстствуют современным медицинским задачам [Бокерия JIА, Леонов Б И, Лищук В А , 2005, 2007] Одним из таких несоответствий является отсутствие возможностей для глубокого алгоритмического анализа данных и оценки острых состояний При этом, в настоящее время большое внимание уделяется разработке руководств, стандартов и протоколов ведения больных, так как они позволяют упорядочить схемы лечения, что способствует повышению его качества, а также достигнуть большей прозрачности в расходовании средств [Воробьев П А , Авксентьева MB и др , 2000, 2004] Существующие протоколы, стандарты, алгоритмы, руководства и рекомендации по диагностике, классификации и оценке нарушений кровообращения обобщают большой клинический опыт [например, Бураковский В И, 1967, Kirklin J W, Sheppard L С , 1970, 1974, Braimbndge M V , 1981, Бураковский В И, Газизова Д Ш , 1983, Наумов Л Б , Гаевский Ю Г и др, 1985, Марино П, 1998, Явелов ИС, 1999, Тыренко ВВ, Никитин АЭ, Белевитин АБ, 2001, European Guidelines on the diagnosis and treatment of acute heart failure, 2005, Диагностика и лечение острой сердечной недостаточности Российские рекомендации ВНОК, 2006] Вместе с тем большинство из них являются вербальными и не имеют программной реализации При этом процессы диагностики и терапии в современной клинике имеют столь сложный и комплексный характер, что отразить их языковыми средствами в полноте, необходимой врачу практически невозможно [Бокерия Л А , Лищук В А , Ступаков И Н и др , 2007] При лечении нарушений кровообращения, особенно острых, врачу необходимо быстро оценить состояние больного и принять решение Все это сейчас делается врачом «в уме», держа в памяти основные нормы, рекомендации клинических руководств, протоколы и схемы лечения Данный процесс требует внимания и времени, которое может оказаться решающим фактором, определяющим исход лечения

Эти трудности возможно преодолеть, реализовав клинические рекоменда-ь ции, протоколы и технологии лечения с помощью средств вычислительной тех- N

\

ники Такое решение дает в руки врача очень эффективный инструмент, позволяя минимизировать время, затраченное специалистом на принятие решений, и учесть при оценке ситуации и выборе терапии индивидуальность состояния пациента, сложность и специфику расстройств В НЦССХ им АН Бакулева РАМН за несколько десятилетий накоплен опыт по информационному обеспечению решений врача [Бураковский В И и др, 1974 - 1993, Лищук В.А., 1971 -2006, Бокерия JIА и др , 1989 - 2005, Газизова Д Ш, Сазыкина JIВ , Соколов MB и др, 2004, 2005, 2006, и др ], и, тем самым, созданы предпосылки для разработки и внедрения компьютерных систем и технологий анализа и оценки состояния больных, а также поддержки диагностических решений

Цель исследования. Создание биотехнической системы оценки состояния сердечно-сосудистой системы для поддержки принятия решений при кардио-хирургических операциях и в раннем послеоперационном периоде у больных с острыми нарушениями кровообращения

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи

1 Обобщить и развить решения по алгоритмическому анализу состояния сер-дечно-сосудкстой системы при острых нарушениях кровообращения

2 Разработать программное обеспечение, реализующее алгоритм оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения

3 Интегрировать разработанное программное обеспечение и контрольно-измерительную аппаратуру в биотехническую систему оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения

4 Провести с помощью биотехнической системы контроль, анализ и оценку тяжести нарушений кровообращения у больных во время кардиохирургиче-ских операций и в раннем послеоперационном периоде

Научная новизна работы.

1 Биотехническая система реализует алгоритмический подход к оценке состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, впервые представленный в части программного обеспечения компьютерной базой данных, разработанной в среде СУБД MS Access под операционной системой MS Windows

2 Биотехническая система впервые обобщает и интегрирует средства мониторинга, передачи и преобразования данных, методы контроля и измерений, разработанную компьютерную базу данных и возможности их графического представления, знания по классификации острых нарушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритмическому анализу состояния сердечно-сосудистой системы

3 Биотехническая система на основании данных мониторного контроля впервые обеспечивает выявление, разделение и количественную оценку основного и сопутствующих патологических процессов и адаптивных реакций сердечно-сосудистой системы у больных при острых нарушениях кровообращения

Практическая значимость.

1 Разработанная биотехническая система обеспечивает возможность в режиме реального времени по данным мониторного контроля проводить детальный алгоритмический анализ и углубленную оценку состояния сердечнососудистой системы, что позволяет использовать БТС при ведении тяжелых и осложненных больных с острыми нарушениями кровообращения во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде

2 Разработанное программное обеспечение БТС позволяет выявить, разделить и количественно оценить основной и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, поэтому возможно всесторонне оценить результаты этапов и процедур терапии, а также качество лечения в целом

3. Заложенные в программном обеспечении БТС возможности имитации на модели кровообращения позволяют не в ущерб пациенту спрогнозировать предположительные состояния сердечно-сосудистой системы в ответ на лечебные воздействия и манипуляции, что позволяет применять БТС как для поддержки принятия решений при выборе и коррекции терапии, так и для обучения специалистов Положения, выносимые на защиту.

¡.Разработана биотехническая система, реализующая алгоритмический подход к оценке состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения

2 В биотехнической системе объединены средства мониторинга, передачи и преобразования данных, методы контроля, измерений и первичной обработки данных, компьютерная база данных, знания по классификации острых нарушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритмическому анализу состояния сердечно-сосудистой системы

3 БТС обеспечивает выявление, разделение и количественную оценку основного и сопутствующих патологических процессов и адаптивных реакций сердечно-сосудистой системы у больных во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде

4 Биотехническая система является инструментом для поддержки принятия решений врача при выборе и коррекции терапии

5 Применение биотехнической системы расширяет возможности клинициста и позволяет ему в режиме реального времени проводить тщательный и уг-

лубленный анализ причин острых нарушений кровообращения, а также прогнозировать течение нарушения в ответ на выбранную тактику лечения Реализация результатов работы. Алгоритмический метод оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения реализован в компьютерной базе данных в среде СУБД MS Access под операционной системой MS Windows БТС введена в практику лечебного процесса в оперблоке и в отделении реанимации и интенсивной терапии НЦССХ им А Н Бакулева, и используется, совместно с ранее выполненными и в течение нескольких десятилетий применяемыми в клинике разработками НЦССХ, для мониторного контроля параметров гемодинамики, обработки и анализа полученных данных, оценки тяжести нарушений кровообращения, поддержки принятия решений в пери- и постоперационном периоде для больных с тяжелыми и комплексными расстройствами сердечно-сосудистой системы и больных, направленных на операцию по жизненным показаниям

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на Десятой и Одиннадцатой Ежегодных Сессиях НЦ ССХ им А Н Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2006, 2008), IX и XII Всероссийских Съездах сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2003,2006), VII международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ 2006» (Владимир, 2006) и на V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2008)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 работ - 3 журнальные статьи, 17 тезисов

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Список литературы включает 125 источников, из них 99 отечественных и 26 иностранных авторов Работа изложена на 173 страницах, содержит 34 рисунка и 27 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе отмечено, что к настоящему времени накоплен опыт разработки и использования контрольно-измерительной аппаратуры и медицинского программного обеспечения [Бокерия Л А, Леонов Б И, Лищук В А , 2005, 2007, Boldt J, 2002, Бокерия Л А, Викторов В. А , Лищук В А и др , 1997, 2000, Плотников А В , 2000, Флеров Е В , Саблин ИН и др , 1994]. Усложнение и автоматизация диагностической и терапевтической деятельности врача привели к появлению биотехнических систем медицинского назначения, основной успех в реализации которых достигнут не в диагностике, а в замещающей терапии [Ахутин В М, Немирко А П, Пожаров А.В и др, 1981, Парашин

В Б , Иткин Г П, 2005] Тем не менее, в различных областях медицины (например, в офтальмологии, дерматологии, гематологии и др ) разрабатываются БТС для дагностики и оценки состояния [Щеглова M В , 2006, Голубинская И H, 1994, Фролова А В , 2006 и др ] В кардиологии и кардиохирургии достигнуты существенные результаты в изучении этиологии и патогенеза развития острых нарушений кровообращения [Бураковский В И, 1967, 1976, Killip Т 3d, Kimball J Т, 1967, Е И Чазов, 1993, Ройтберг Г Е , Струтынский А В , 2007], диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы и применении инструментальных методов исследования сердца и сосудов [Бокерия Л А , Голухова Е 3 , Иваниц-кий А В , 2005, Митьков В В , Сандриков В А , 1998] и развиты методы мони-торно-компьютерного контроля острых состояний системы кровообращения [Бокерия JIА, Лищук В А и др, 1989 - 2007, Флеров ЕВ, Саблин ИН, Бройтман О Г и др 2004 - 2007] Например, для обеспечения развитого инва-зивного контроля кардиохирургических пациентов в оперблоке, реанимации и блоке интенсивной терапии используются различные мониторно-компьютерные системы например, «Hewlett Packard» («Phillips»), «Siemens», «Nihon Kohden», «DocVue», «CareVue», «Айболит», «Миррор» [Сазыкина JI В , Добрышина H В , Казарин Г В и др , 2004], АРМ анестезиолога [Флеров Е В , Саблин И H, Бройтман О Г ,и др , 2005] В настоящее время g некоторых мо-ниторных системах (например, Phillips IntelliVue МР50, МР60, МР80) имеются средства для анализа и выявления аритмий, анализа ST-сегмента, также разработаны отдельные системы для обработки, анализа и визуализации 2D и 3D медицинских изображений [Гаврилов А В , Камалов Ю Р , Калайдзидис ЯЛ и др , 1996] В то же время, не смотря на высокий уровень развития и направленность на визуализацию данных, в мониторных и мониторно-компыотерных системах для операционных и блоков интенсивной терапии не заложены алгоритмические методы анализа данных в реальном времени, непосредственно в ходе лечения [например, HP Component Monitoring System, 1996, Nihon Kohden, 2004] Прикладное программное обеспечение выполняет первичную обработку данных мониторного контроля и его можно использовать для анализа и выявления причин острых нарушений кровообращения [Сазыкина Л В , Газизова Д Ш , Лищук В А и др , 2004], однако оно не предоставляет пользователю удобный интерфейс и гибкие возможности баз данных Такое положение не способствует быстроте и доступности использования методов поддержки принятия решения

За последние годы возникли новые медицинские задачи и технологии (такие как МИРМ, ТМЛР, постановка стентов и т п ), которые требуют решения перечисленных выше проблем Определились задачи обобщения и развития опыта контроля, анализа и оценки состояния сердечно-сосудистой системы, а также объединения и преобразования существующих программных средств и алго-

ритмов, с учетом уже имеющихся знаний и решений, в доступную систему с «дружественным» интерфейсом, удобную пользователю и ускоряющую процесс принятия решения.

Вторая глава посвящена разработке биотехнической системы оценки состояния при острых нарушениях кровообращения. Разрабатываемая БТС имеет следующую структуру и связи между объектами (рис. 1).

М - математическая модель сердечно-сосудистой системы

СЗ - метод наиболее слабого звена

К - классификация острых нарушений кровообращения

КБД - компьютерная база данных

PI, Р2. РЗ - датчики инаазиэного измерения давления

АВР. PAP. CVP, ECG. С.О. - блош измерения АД, ЛАД. ЦВД. ЭКГ

сердечного выброса f k - мгновенные значения функции сердечно-сосудистой системы

- наиболее страдающие функции и, - причины нарушений функций АД - артериальное давление ЛАД - легочное артериальное давление ЦВД - центральное аенозное давление ЛВД - легочное венозное давление МОК - минутный объем крози

Рис. 1. Структура БТС оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

У пациента инвазивно измеряются биосигналы артериального, легочного артериального й центрального венозного давлений, легочное венозное давление (методом заклинивания легочной артерии) и сердечный выброс (методом тер-модилюции), снимается электрокардиограмма (по 3-м стандартным отведениям по Эйндховену). Эти сигналы входят в прикроватный монитор, который собирает их, объединяет и передает в компьютер, где с помощью комплекса программ, разработанного ранее в НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, проводится их первичная обработка (рассчитываются мгновенные значения следующих показателей - АД, АДС, АДЦ, ЛАД, ЛАДС, ЛАДД, ЦВД, ЛВД, МОК, СИ, ЧСС (см. табл. 1), и проводится их усреднение). Далее полученные значения параметров гемодинамики и данные о пациенте поступают в разработанную в исследовании компьютерную базу данных, где с помощью реализованного в ней

алгоритма проводится анализ и оценивается состояние сердечно-сосудистой системы пациента. Результатами этого анализа, представляющимися на дисплей, являются отчет с оценкой нарушений кровообращения, их причин и тяжести, тренды параметров гемодинамики в интересующее пользователя время и диаграммы, иллюстрирующие анализируемое состояние сердечно-сосудистой системы На основании этих данных, врач принимает решения по выбору и коррекции терапии, и в процессе оценки состояния управляет монитором, компьютером и программным обеспечением Эта система является разработанным в данном исследовании подходом (технологией) к оценке состояния сердечнососудистой системы при острых нарушениях кровообращения

При создании алгоритмического обеспечения использовались методика определения наиболее «слабого звена», клинико-математическая классификация нарушений кровообращения и математическая модель сердечно-сосудистой системы, которые разработаны в НЦССХ им А Н Бакулева РАМН, и в течение нескольких десятилетий применяются в клинической практике Методика определения наиболее «слабого звена» по измеряемым показателям основана на анализе влияния свойств сердечно-сосудистой системы на ее функции Наиболее «слабое звено» - это свойство сердечно-сосудистой системы, изменение которого определяет развитие нарушения функции кровообращения и является его причиной [Лищук В А , 1991, Лищук В А , Газизова Д Ш и др , 2003 ] Эти причины нарушений подразделялись в соответствии с клинико-математической классификацией нарушений кровообращения, в которой каждому виду нарушения соответствует свое «слабое звено» [Газизова Д Ш , 1985, 1987] Связи «слабых звеньев» и функций, на которые они влияют, определены четырехрезерву-арной моделью кровообращения [Лищук В А , 1991] Модель отражает взаимоотношения между следующими элементами сердечно-сосудистой системы артериальным и венозным резервуарами , микроциркуляторным руслом большого и малого кругов кровообращения, левым и правым желудочками сердца Вводятся в рассмотрение следующие гемодинамические функции кровоток (д), среднее артериальное (Ра) и венозное (Рв) давления большого и малого (Рла, Рлг) кругов кровообращения, объемы артериального, венозного, легочных артериального и венозного сосудистых резервуаров (1/а, Упа, У™) и управление (у) (рис 2)

Модель основана на следующих закономерностях - закон Старлинга для левого и правого сердца, закон Пуазейля для большого и малого кругов кровообращения, уравнение Франка для эластического сосудистого участка, уравнение баланс объема крови в сердечно-сосудистой системе [Амосов Н М и др, 1977, Затой1 Б I и др , 1960, Лищук В А и др , 1973-2005] Для клиники, в соответствии с современными возможностями мониторного контроля, приняты ограничения статическими режимами, так как разработанная БТС применяется для

оценки состояния больных, находящихся в лежачем положении, под наркозом и с поддержкой баланса жидкости в организме в допустимых пределах

I _£айх~——

Ряд ТГлд

4,8 ЛА

/

КАПИЛЛЯРЫ

МАЛОГО КРУГА

КРОВООБРАЩЕ-

НИЯ ОЛС

у ✓

*>

правое

сррдце

Кп

СЕРДЕЧНО ' СОСУДИСТЫМ ЦЕНТР

лсвое

сердцс

Кл

I

Ч. д в

микроцирку ляторное

русло опс

ч [ артериальный рсзсрбуар | С А

РДТГА

Рис 2 Структурная схема модели кровообращения [Газизова Д Ш, 1987]

Поэтому для расчета анализируемых значений используются выражения статики кровообращения для кровотоков и давлений в сосудистых резервуарах (1-9)-

= КЛ'Рлв, (1)

II (2)

. Ра ~Рв

ОПС 1 (3)

Рпа ~ Рпв

3 ОЛС 1 (4)

еа *Уа, (5)

ев (6)

= ела * ^ла, (7)

= ®ле * Уле1 (8)

= Уд +Ув + Упа + УПв, (9)

где д - потоки крови [см /с], V- разности между объемом крови в резервуаре и объемом крови, расправляющим стенки резервуара [см3], Р - давления [мм рт ст ], е - жесткости резервуаров [мм рт ст /см3] - величины, обратные эластичностям е = 1/С, КЛ - коэффициент насосной способности левого желудочка [см /(с* мм ртст)], КП - коэффициент насосной способности левого же-

лудочка [см3/(с* мм ртст)], ОПС - общее периферическое сосудистое сопротивление [мм рт ст.*мин*л"'], ОЛС - общее периферическое сосудистое сопротивление [мм рт.ст *мин*л'], а - артериальный резервуар, в — венозная система, ла - легочная артерия, лв - легочные вены

Чтобы обеспечить необходимую содержательность математической модели и применить ее для решения клинических задач, учитывая как возможности развитого мониторного контроля, так и потребности клиники, было необходимо соблюдение ряда условий Для определения этих условий была обобщена предметная область и, с учетом опыта предыдущих исследований по модели, сформулированы требования к разрабатываемой биотехнической системе Эти требования касаются мониторного контроля, анализа, оценки состояния и представления их результатов, и состоят в следующем •внешние воздействия на пациента фиксируются путем записи времени и содержания воздействий (составляется протокол лечебного мероприятия), •измерения проводятся непрерывно (для дискретных показателей многократно) во время контроля состояния пациента;

•усреднение результатов измерений проводится на каждом значимом этапе хирургического лечения и в раннем послеоперационном перирде для каждого пациента, а затем проводится усреднение по этапам для разных пациентов с одинаковой нозологией, что позволяет сформировать этапные нормативы показателей кровообращения,

•анализ результатов измерений проводится в рамках системы клинико-физиологических показателей кровообращения, с использованием индексов (для сравнения одинаковых показателей группы пациентов), •оценка состояния сердечно-сосудистой системы состоит в алгоритмическом выявлении, разделении и количественном определении основного и сопутствующего патологических процессов и адаптивных реакций сердечнососудистой системы,

•исходные данные измерений, поступающие в компьютерную базу данных от прикроватного монитора, и результаты обработки хранятся и упорядочиваются в базе по следующим критериям по времени измерения показателей сердечно-сосудистой системы, по этапу лечения, по совокупности всех данных одного пациента,

•данные организуются и представляются пользователю в удобном для восприятия виде - отчетов базы данных с количественной оценкой нарушений кровообращения, их причин и тяжести, трендов параметров гемодинамики в интересующее пользователя время и диаграмм-образов, иллюстрирующих анализируемое состояние сердечно-сосудистой системы. С учетом этих условий доработана программная часть БТС, которая в дополненной своей области представлена компьютерной базой данных

Компьютерная база данных разработана в СУБД MS Access, выбор которой определился доступностью и широким распространением программного обеспечения Microsoft В ее основу положена реляционная модель данных, преимуществом которой является устранение избыточности данных Схема данных организована в 4-ой нормальной форме, т е между данными отсутствуют связи «многие-ко-многим» напрямую, а спроектированы они через связующие таблицы Ввод всех данных в базу организован через формы, и распечатки из базы имеют вид отчетов Эта база данных помимо общей информации о пациенте, составляющей историю болезни - паспортных данных, данных осмотра, анамнеза и информации о заболевании, - содержит •информацию о контролируемом мероприятии и его этапах (т е компьютерные протоколы мероприятий), •исходные данные мониторного контроля и вычисленные из них значения, •а также нормы или опорные значения показателей, относительно которых проводится анализ и оценивается состояние сердечно-сосудистой системы Алгоритмический анализ конкретного измерения или усредненных данных осуществляется после ввода в базу необходимых исходных данных, которые определены в системном наборе клинико-физиологических показателей кровообращения (табл 1) [Лищук В А , Газизова Д Ш, 2004] Этот набор состоит из измеряемых показателей функций сердечно-сосудистой системы, вычисляемых показателей ее свойств и некоторых дополнительных показателей, необходимых для работы программных процедур алгоритма Так как с помощью БТС проводится не только индивидуальная оценка состояния, но также сравниваются состояния различных пациентов и их групп, то свойства сердечнососудистой системы заменены индексами, которые соотносятся с площадью поверхности тела, поэтому проведенные с их помощью статистическая обработка или сравнение с нормативами будут адекватны

Эти показатели, а также время анализируемого измерения, нормы или опорные значения, по сравнению с которыми отражается изменение состояния, и порог значимых отклонений показателей являются входными параметрами в алгоритм оценки состояния сердечно-сосудистой системы (рис 3) Расчет выходов в алгоритме осуществляется следующим образом •Определяется функция сердечно сосудистой системы (F;), наиболее изменившаяся по сравнению с нормой или опорной величиной •Выявляется причина, обусловившая изменение функции Для этого проводится процедура нормализации модели -те в модель подставляются по очереди нормы для каждого из свойств, и то свойство (Di), при котором наиболее изменившаяся функция Fj становиться ближе всего к своей норме, и является причиной ее изменения

Табл 1 Системный набор клинико-физиологических показателей кровообращения

Наименование показателя Обозначение (рус/англ) Размерность Способ получения

Сердечный индекс СИ С1 л/(мин*мг) 1 си = мок/з 2 Методом термодилюции (монитор)

Артериальное давление среднее АД АВР, Ра мм рт ст Инвазивно(монитор)

Артериальное давление систолическое АДС АВРБ мм рт ст Инвазивно(монитор)

Артериальное давление диастолическое АДЦ АВРЭ мм рт ст Инвазивно(монитор)

Легочное артериальное давление среднее ЛАД РАР, Рра мм рт ст Инвазивно(монитор)

Легочное артериальное давление систолическое ЛАДС РАРБ мм рт ст Инвазивно(монитор)

Легочное артериальное давление диастолическое ЛАДД РАРР мм рт ст Инвазивно(монитор)

Центральное венозное давление среднее ЦВД СУР, Ру мм рт ст Инвазивно(монитор)

Легочное венозное давление среднее лвд РА\Л/Р мм рт ст Инвазивно(монитор)

Частота сердечных сокращений чсс Ш удары / мин по ЭКГ по кривой АД и пульсоксиметрии (монитор)

Минутный объём крови мок со л/мин Методом термодилюции (монитор)

Индекс насосной способности левого желудочка илж 11Л/ см3/ (с*мм рт ст *м2) ИЛЖ = 16 67 СИ/ЛВД

Индекс насосной способности правого желудочка ипж 1К\/ см3/ (с*мм рт ст *м2) ИПЖ= 16,67 СИ/ЦВД

Индекс сосудистого сопротивления исс дин*с*м2*см5 ИСС = 79 92 (АД - ЦВД)/СИ

Индекс легочного сосудистого сопротивления иле 1РУЯ дин*с*м2*см5 ИЛС = 79 92 (ЛАД - ЛВД)/СИ

Индекс эластичности артерий ИЭА 1ЕА см3/(мм рт ст *м2) ИЭА = 1000*СИ/((АДС - АДД)*ЧСС)

Индекс эластичности вен иэв 1ЕУ см3/(мм рт ст *м2) ИЭВ=(ИУр/3-АД*ИЭА-ЛАД*ИЭЛА-ЛВД*ИЭЛВ)/ЦВД

Индекс эластичности легочных артерий ИЭЛА 1ЕРА см3/(мм рт ст *м2) ИЭЛА = 1000*СИ/((ЛАДС - ЛАДЦ)*ЧСС)

Индекс эластичности легочных вен иэлв 1ЕРУ см3/(мм рт ст *м2) ИЭЛВ = (ИУр/&-АД*ИЭА-ЛАД*ИЭЛА)/(6,67*ЦВД+ЛВД)

Индекс объема крови, растягивающего сосудистое русло ИУр ВУ1 см3/м2 При адекватном крововосполнении (нормоволемии) (№/р)н = 762,5*5

Рост Рост Н см Измеряется при госпитализации из авт истории б-ни

Вес Вес W кг Измеряется при госпитализации из авт истории б-ни

Площадь поверхности тела Б Б м2 Б (м2) = 0 007124*\Л/°425*Н°723

•Определяется функция F;t), наиболее изменившаяся из всех уже после выявления свойства О, (нормализации модели), и определяются отклонения и изменения функций по сравнению со значениями до нормализации модели •Определяется характер происходящего процесса Для этого сравниваются обе найденные функции F, и FJ+( В этой части, по сравнению с методикой определения «слабого звена», алгоритм развит и дополнен рядом условий, по которым идет разделение процессов на патологические и адаптивные Эти условия связаны с тем, что патологический или адаптивный характер процесса определяется не только сравнением функций и изменением анализируемой функции Fni в большую или меньшую сторону, но и направлением этого изменения, границами изменения (болыие верхней границы нормы, или меньше нижней границы, или изменение в пределах нормы), также имеср значение размер изменения по сравнению с другими анализируемыми функциями и др

•Результат сравнения может быть классифицирован как патологический процесс (в этом случае обусловившее его свойство D, является «слабым звеном»), или как адаптивная реакция сердечно-сосудистой системы. В зависимости от результата этого сравнения, алгоритм может пойти к завершению своей работы, или на повторение цикла нормализации В случае повтора нормализация модели проводится уже по следующему свойству •Когда все циклы завершатся, формулируется содержание выявленных процессов и реакций, и количественно оценивается их тяжесть и значимость Алгоритм работает в цикле до тех пор, пока все нарушения не будут определены, или пока пользователь не захочет прервать анализ Программный код алгоритма разработан на Visual Basic для приложений Access и состоит из процедур, объединенных в модули и выполняющихся в зависимости от событий Основными выходными данными алгоритма являются отчет об оценке состояния сердечно-сосудистой системы и диаграмма состояния

Представленный алгоритм справедлив для моделей сердечно-сосудистой системы, практически любой детальности и структуры в рамках современных знаний В соответствие с общим математическим описанием кровообращения

где V, и, Т, 0, в - п-мерные вектор-столбцы, соответственно, объемов крови, ненапряженных объемов крови, тканевых давлений, потоков крови, сил тяжести, действующей на поток крови, Я, Е, Р и Оо - квадратные матрицы пхп проводимо-стей, эластичностей, давлений и кровопотери (крововосполнения)

Ограничения связаны с возможностями мониторно-компьютерного контроля, и при его дальнейшем развитии, алгоритм может быть адаптирован

(10-12) [ЛищукВ А, 1991]

V - RT[E{V-U) + T + G] + Qq

Р = E[V - U] + Т + G Q = ГШ. - RTn

(10) (11) (12)

Рис 3 Схема алгоритма оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения Алгоритм содержит процедуры, оценивающие отклонения параметров гемодинамики от нормы/опорного значения, выявляющие, разделяющие и количественно оценивающие основной и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы

В третьей главе изложены основные результаты применения разработанной биотехнической системы в клинике для контроля, анализа и оценки состояния пациентов с гипертрофической обструктивной кардиомиопатией (ГОКМП) во время операции и раннем послеоперационном периоде Представлены данные по группе пациентов (п = 18) с ГОКМП, оперированных за период с 2001 по 2005 гг по методике хирургической коррекции тяжёлых форм гипертрофической обструктивной кардиомиопатии, разработанной и применяемой в НЦССХ им А Н Бакулева РАМН [Бокерия Л А, Борисов К В , Синев А Ф и др, 19982004] В соответствие с этой методикой были выделены значимые этапы хирургического лечения этой патологии и раннего послеоперационного периода, на которых с помощью разработанной БТС были получены клинические данные и сформированы нормативы показателей кровообращения (табл 2)

В БТС проведен алгоритмический анализ и сравнение средних значений показателей, характеризующих состояние пациентов группы перед экстубацией, со значениями показателей перед кожным разрезом Этот анализ ¡позволил выявить патологические процессы и адаптивные изменения (рис 4), которые преимущественно происходят в результате хирургического лечения у пациентов группы с данной патологией

В <£айл Цэаека Вмд Сервис Окно Справка

ы-в рщше) 121% - Закрьщ, установка © а- 0 .

Оценка состояния сердечно-сосудитой системы

(формируется в результате диалога на экране)

№ ИБ без номера (обработка данных группы пациентов).

ФИО больного усредненные данные по группе пациентов (п=18)

Лечебное мероприятие хирургическая коррекция ГОКМП.

Время измерения усредненные данные на этапе перед экстубацией.

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

1. Спазм венозных сосудов большого круга кровообращения в 1,47 раза (примерно на

32%).

2. Гиперфункция левого желудочка в 1,37 раза (примерно на 37%).

3 Спазм легочных венозных сосудов в 1,47' раза (примерно на 32%).

АДАПТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

1. Дилатация резистивных сосудов большого круга кровообращения в 1,50 раза (примерно на 32%).

| __I

[ Страница ' [ ' }} " ? | >) < | _

Готово

Рис 4 Обобщенная характеристика патологических процессов и адаптивных реакциий сердечно-сосудистой системы, преимущественно происходящих у пациентов группы с ГОКМП после проведенного лечения (отчет базы данных)

Эти процессы более наглядно отражаются на диаграмме-образе состояния сердечно-сосудистой системы, которая упрощает осмысление числовой информации, и тем самым нарушение воспринимается «единым взглядом» (рис 5) На диаграмме основные подсистемы кровообращения представлены в виде маленьких кругов серого цвета левое сердце, артериальный резервуар, микроцир-куляторное ложе, венозная система, правое сердце, легочные артерии, капилляры легких, легочные вены Состояния этих подсистем представлены диаметрами синих кругов и задаются значениями соответствующих свойств сердечнососудистой системы, а в норме или в опорном состоянии показаны на диаграмме серым цветом При эгом серые круги имеют одинаковые размеры и расположены на одинаковом расстоянии от центра, поскольку определяющие их величины заданы в относительных величинах Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы отражается расстоянием от центра до маленьких кругов и задается 5-ю показателями АД, ВД, ЛАД, ЛВД и СИ Изменение размеров кругов показывает, во сколько раз уменьшились или увеличились свойства Аналогично, изменения расстояния от центра показывают, во сколько раз уменьшились или увеличились функции Наиболее значимое нарушение функции и обусловившее его «слабое звено» выделено заштрихованной линией

Рис 5 Диаграмма соотношения средних значений показателей сердечнососудистой Ьистемы перед экстубацией у группы пациентов с ГОКМП (п=18) со средними по группе показателями гемодинамики на этапе перед кожным разрезом Значения показателей представлены в относительных величинах

Таким образом, в результате лечения у таких пациентов имеется спазм всего венозного сосудистого русла в 1,47 раза, а также гиперфункция левого желудочка в 1,37 раза, что обусловливает увеличение СИ более чем на 50%, а адаптивной реакцией у таких пациентов чаще всего является дилатация резистив-ных сосудов большого круга кровообращения в 1,50 раза Эта гиперфункция левого желудочка и увеличение СИ детерминируется лечебным эффектом опе-

Табл 2 Этапные нормативы показателей кровообращения для пациентов с ГОКМП (п„аще,т>в=18, птмеремий „а каждом -^,„==180)

Этапы Показатели Перед кожным разрезом После кожного разреза До ИК Сразу после ИК 20 минут после ИК Конец операции После переезда в ОРИТ Через 1 час в ОРИТ Перед экс-тубацией

АД 76,6 ±3,2 92,8 ± 3,0 76,9 ±3,2 75,1 ±2,2 89,6 ±3,0 73,5 ±2,0 81,9 ± 4,0 76,8 ±2,1 81,1 ±2,5

ЦВД 5,7 ±0,4 6,3 ±0,6 4,9 ±0,5 7,9 ±0,7 9,2 ±1,0 9,4 ± 0,8 8,5 ±0,9 8,5 ±0,7 9,3 ±1,0

АДС 113,1 ±3,9 134,9 ±4,2 107,9 ±4,4 107,2 ±3,4 134,3 ±4,7 111,1 ±2,8 125,5 ±5,3 118,6 ±3,2 121,9±3,4

АДД 58,6 ±2,9 71,7 ±2,7 61,4 ±2,9 59,0 ±2,1 67,:3 ±2,7 54,6 ±2,1 60,4 ±3,7 56,2 ±2,5 60,8 ±2,8

Л АДС 20,6 ±1,5 21,5 ±1,6 21,1 ±1,9 25,1 ± 1,6 28,9 ±1,5 25,8 ±1,7 26,8 ±1,7 26,2 ±1,9 25,5 ±2,0

ЛАДД 12,2 ±0,8 12,8 ±1,0 12,5 ±1,1 15,4+ 1,3 18,0 ±1,3 15,2 ±0,9 15,8 ±0,9 15,7 ±0,8 13,5 ±1,2

ЛАД 15,0 ±1,0 15,7 ± 1,1 15,3 ±1,3 18,6 ± 1,3 21,7 ±1,3 18,6 ± 1,1 19,5 + 1,1 19,2 ±1,0 17,5 ±1,2

лвд 12,2 ±0,8 12,8 ±1,0 12,5 ±1,1 15,4 ± 1,3 18,0 ±1,3 15,2 ±0,9 15,8 ±0,9 15,7 ±0,8 13,5 ±1,2

МОК 3,22 ±0,20 3,62 ±0,18 3,7 ±0,15 4,67 ±0,33 4,54 ±0,32 4,30 ±0,23 4,41+0,17 4,28 ±0,19 4,89 ±0,22

СИ 1,92 ±0,13 2,14 ± 0,11 2,2 ±0,08 2,77 ±0,18 2,68 ±0,15 2,58 ±0,15 2,63 ± 0,08 2,56 ±0,12 2,92 ±0,14

чсс 67,0 ±2,7 74,5 ±3,2 88,7 ±3,6 103,2 ±3,5 105,8 ±3,4 110,4 ±3,2 104,1 ±2,6 105 ±2,3 100,2 ±3,0

ИЛЖ 2,6 ±0,3 2,8 ±0,3 2,9 ±0,6 3,0 ±0,6 2,5 ±0,2 2,8 ±0,4 2,8 ±0,2 2,7 ±0,2 3,6 ±0,6

ипж 5,6 ±1,3 5,6 ±0,7 7,6 ±0,9 5,9 ±0,8 4,8 ±1,0 4,6 ±0,6 5,1 ±0,8 5,0 ±0,6 5,2± 1,0

исс 2944 ±302 3223 ±199 2611 ±157 1935±135 2401 ±186 1990 ±123 2236 ±116 2134± 125 1964± 128

иле 116,1 ±10,9 106,6 ±10,8 103,8 ±16,0 93,0 ±11,1 107,9 ±12,3 107,2 ±12,9 114,5 ±13,4 109,9 ±17,6 109,4 ±19,0

ИЭА 0,53+0,04 0,45 + 0,03 0,53 ± 0,03 0,56 ± 0,05 0,38 ±0,04 0,41 ±0,03 0,39 ±0,02 0,39 ±0,03 0,48 + 0,04

иэв 88,7 ±7,6 80,8 ± 6,9 100,7_+9,3 65,5 ±6,9 56,8 ±10,9 59,4 ±4,9 63,1 ±7,5 63,5 ±6,2 60,1 ±10,9

ИЭЛА 3,4 ±0,5 3,3 ±0,5 2,9 ±0,3 2,8 ±0,4 2,3 ±0,2 2,2 ± 0,3 2,3 ±0,3 2,3 ± 0,5 2,4 ±0,5

иэлв 13,3 ±1,1 12,1 ±1,0 15,1 ±1,4 9,8 ±1,0 8,5 ±1,6 8,9 ±0,7 9,5 ±1,1 9,5 ±0,9 9,0 ±1,6

рации (иссечением гипертрофии межжелудочковой перегородки), адаптивная же реакция направлена на сдерживание АД в пределах опорных значений Такая, полученная с помощью БТС, углубленная наглядная количественная и качественная оценка состояния способствует оперативному принятию решения и является основанием для оптимизации лечения Учитывая, что основным патологическим процессом является спазм венозных сосудов большого круга кровообращения и ему сопутствует спазм легочных вен для таких пациентов целесообразно под непосредственным мониторно-компьютерным контролем проводить ва-зодилатационную терапию с целью купирования нарастания жесткости системных и легочцых вен [Бокерия Л А, Лищук В А , Блохина О В и др , 2006]

В связи с тем, что обобщенная характеристика группы пациентов с ГОКМП не всегда совпадает с индивидуальным состоянием сердечно-сосудистой системы у отдельных пациентов, необходимо проводить в ходе лечения индивидуальный оперативный анализ состояния, на основании которого возможен индивидуальный родход к тактике ведения конкретного пациента В качестве примера такой индивидуальной оценки тяжести состояния больного, проанализированы показатели сердечно-сосудистой системы у пациента X (ИБ № 311 04) на этапе перед экстубацией по отношению к этапному нормативу для исследуемой группы пациентов (табл 3)

Табл 3 Показатели сердечно-сосудистой системы пациента X (ИБ № 311 04) на этапе перед экстубацией и этапный норматив для группы пациентов с ГОКМП

Показатели Перед экстубацией

у 6-ного X (ИБ№311 04, рост-156 см, вес-42 кг) (»„mm««« = 10 в период с 19 20 22 до 19 29 22) этапный норматив (И/юннекпюя 1$, ttiiiucpumii 180)

АД 66,5 + 1,2 81,1+2,5

ЦВД 10,8 ± 0,3 9,3 ± 1,0

АДС 102,5 ±0,8 121,9 ±3,4

АДД 48,6+1,5 60,8 ±2,8

Л АДС 18,4 ±0,5 25,5 ±2,0

ЛАДД 12,8 + 0,6 13,5 + 1,2

ЛАД 14,7 + 0,5 17,5 ± 1,2

лвд 12,8 ±0,6 13,5 ± 1,2

МОК 5,67 + 0,11 4,89 ± 0,22

СИ 4,22 ± 0,08 2,92 ±0,14

чсс 119,0 ±0,1 100,2 ±3,0

ИЛЖ 5,5 ± 0,3 3,6 + 0,6

ипж 6,5 + 0,2 5,2 ± 1,0

исс 1056 ±33 1964 ±128

иле 36,0 ± 2,0 109,4 ±19,0

ИЭА 0,66 + 0,02 0,48 ± 0,04

иэв 49,3 ± 2,0 60,1 ± 10,9

ИЭЛА 6,3 + 0,4 2,4 + 0,5

иэлв

7,4 ±0,3

9,0 ±1,6

Проанализировав это изменение с помощью разработанного алгоритма, выявлено, что в результате хирургической коррекции кардиомиопатш состояние этого пациента по сравнению с группой характеризуется следующими процессами и реакциями (рис 6)

.

Q Файл Правка ВИД Сервис Qw Справка

tí.-в Р |В]Ш Ш 121% - ЗафЬф> Установка J» - О а ■ О .

Оценка состояния сердечно-сосудитой системы

(формируется в результате диалога на экране)

№ИБ 31104

ФИО больного ХНА

Лечебное мероприятие хирургическая коррекция ГОКМП

Время измерения успслнеиныс данные ja 10 минут контполя Ьепед экстубанией.

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

1 Гиперфункция правого желудочка в 1,26 раза (примерно на 26 %)

АДАПТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

1. Повышение насосной способности левого желудочка в 1,54 раза (примерно на

54%).

2. Дилатация резистивных сосудов большого круга кровообращения в 1,87 раза

(примерно на 48 %).

¡Страница | || Г | | < | _

Готово _

Рис 6 Результаты анализа состояния больного X (ИБ № 311 04) на этапе перед экстубацией (отчет компьютерной базы данных)

Патологическим процессом является гиперфункция правого желудочка в 1,26 раза, которая, возможно, возникла как результат кардиотонической поддержки Реакциями адаптивного характера, явились - повышение насосной способности левого желудочка в 1,54 раза и дилатация резистивных сосудов большого круга кровообращения в 1,87 раза Эти реакции, вероятно, направлены на предотвращение перегрузки сердца Полученная оценка проиллюстрирована на диаграмме (рис 7) Результаты индивидуального анализа состояния дают возможность предположить, что для этого пациента на данном этапе лечения имеет смысл корректировка дозы кардиотоников в сторону оптимального обеспечения насосной способности желудочков сердца [Бокерия Л А , Лшцук В А и др , 2006]

В четвертой главе обсуждены возможности использования биотехнической системы для оценки состояния пациентов с ГОКМП Хирургическая коррекция данной патологии изменяет условия функционирования сердечно-сосудистой системы Такие пациенты изначально являются тяжелыми и их лечение целесо-

Рис. 7. Диаграмма состояния сердечно-сосудистой системы больного X. (ИБ № 311.04) перед экстубацией. В качестве нормы взяты средние значения параметров гемодинамики на этапе перед экстубацией у группы пациентов с ГОКМП (п=18). Значения показателей представлены в относительных величинах.

образно основывать на тщательном клинико-физиологическом анализе. Разработанная БТС предоставляет возможности не в ущерб пациенту спрогнозировать течение нарушения и реакции основных функций на выбранную тактику лечения. Для этого при анализе надо изменить значения свойств сердечнососудистой системы, т.е. сымитировать ситуацию другого состояния, которое может возникнуть в ответ на воздействия на основные свойства системы кровообращения. Тогда рассчитываются уже другие значения функций, и, соответственно, алгоритмом анализируется и оценивается это возможное состояние.

Для данной группы пациентов в случае, если сымитировать ситуацию, которая может возникнуть при снятии основного патологического процесса - спазма вен, можно увидеть, что это приведет к почти полной нормализации функции, за исключением АД, которое снизится примерно на 30%. При этом также уменьшится СИ (рис. 8).

А при условии нормализации, допустим, только левого желудочка сердца возникнет повышение ЛВД и ЛАД примерно на 40%, то есть будет иметь место перегрузка малого круга кровообращения (рис. 9).

Таким образом, разработанная БТС оценки состояния сердечно-сосудистой системы, учигывающая индивидуальность течения и сложность расстройств, дает в руки врача очень эффективный инструмент для принятия решений по коррекции нарушений. Процесс принятия решений выходит на принципиально новый уровень - в реальном времени устанавливаются причинно-следственные связи, обуславливающие развитие расстройств; возможно проводить коррекцию

яшвшша

£] файл Ох»л £яд Со»*: ог>»> Спмем * - в *

»¿-<3 РОШШ 121% * 3»одь £ст»«№> Г - ? - - .

Оценка состояния сердечио-сосудитой системы *

(формируется в рез\7сьтате диалога на экране)

№НБ: без номера, статистическая обработка данных группы

пациентов.

ФИО пациента: усредненные данные по группе пациентов (п=18).

Лечебное мероприятие: хирургическая коррекция ГОКМП.

Время измерения: усредненные данные за 10 ми нут контроля перед

экстубациеи. -i'.w

ПЛТОЛОП-Р-ШСКИЕ ПРОЦЕССЫ: -мо Jgl з -и?

1. Гиперфункция левого желудочка в 1,37 ряза (примерно на /"

37%). V

2.Спазм легочпых вепозпых сосудов в 1.47 раза (примерно па р // /ад лед -1.1« -1.22

32%). "Ш СИ 01 1.13.......-f-1.13 ]

,АДАПТИВНЫЕ ГГЗМШ1ЕНИЯ: \\ БД 1 Où 1.20 си -1.27 1.13 _

1.Дилатацил резистнвных сосудов большого круга \У -ч Га

кровообращения в 1,50 раза (примерно на 32%). [ V*, ■8 ^— ш -1.50 -1.10

ГОТ«» IILM ||

Рис. 8. Характеристика состояния сердечно-сосудистой системы у пациентов группы с ГОКМП перед экстубацией при снятии спазма вен (нормализация ИЭВ).

анализа состояния сердечио сосудистой сйсгёмь|]

В фзйл rj\»a {¿ид Cffe»: Q»o rrpjcxj

УС • et PDffiS » Злрыхъ 1стжа*Л J!

Оценка состояния сердечно-соеуднтон системы

(формируется в результате диалога на экране)

№ИБ: без номера, статистическая обработка данных группы пациентов.

ФИО пациента: усредненные данные по группе пациенток (11=18).

Лечебное мероприятие: хирургическая коррекция ГОКМП.

Время измерения: усредненные данные за 10 минут контроля перед жггубицией.

[ШОЛОГИЧЕСКШ ПРОЦЕССЫ:

1. Спазм венозных сосудов большого круга кровообращения в 1,47 раза (примерно на 32%).

2. Спазм легочных венозных сосудов в 1,47 раза (примерно на (Т) 32%).

АДАПТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ: 1.Дилятацип резистнвных сосудов большого круга кровообращения в 1,5(1 раза (примерно на 32%).

Рис. 9. Характеристика состояния сердечно-сосудистой системы у пациентов группы с ГОКМП перед экстубацией при условии нормализации ИЛЖ.

по реальному отклику, что и быстрее, и объективнее Такие возможности приобретают особую значимость при ведении тяжелых и осложненных больных с острыми нарушениями кровообращения во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде

Использование биотехнической системы позволило решить ряд задач

• обеспечить необходимый для анализа состояния уровень мониторного контроля данцых пациента,

• обеспечить сбор и хранение данных мониторного контроля;

• оперативно (в режиме реального времени) обрабатывать показатели кровообращения, характеризующие текущее состояние сердечно-сосудистой системы,

• сравнить количественно и содержательно (отражая как снижение, так увеличение значений) разные показатели кровообращения на разных этапах лечения у различных пациентов,

• выявить основные и сопутствующие патологические процессы,

• выявить адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы,

• выявить влияние лечебных процедур, вспомогательных мер и других манипуляций на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы,

• получить в среднем по группе пациентов обощенную характеристику состояния в ходе лечения, и тем самым,

• сформировать этапные нормативы показателей кровообращения для значимых этапов лечения, что поможет

• выявить общие тенденции в изменении состояния в результате лечения, оценить качество отдельных этапов и лечения в целом для пациентов исследуемых групп

Решения практически всех этих задач невозможно обеспечить «в ручную» и «в уме» Даже очень опытный клинйцист самостоятельно, без помощи компьютерных средств и информационных технологий, не сразу проведет (а, возможно, и вообще затруднится провести) столь тщательный и углубленный анализ причин нарушений кровообращения, на который направлена разработанная БТС Таким образом, применение системы расширяет возможности клинициста и позволяет ему в режиме реального времени не только проводить детальный алгоритмический анализ причин острых нарушений кровообращения, но и прогнозировать течение нарушения в ответ на выбранную тактику лечения. Такие перспективы для всесторонней оценки состояния сердечно-сосудистой системы, на основе которой клиницист принимает решение, обосновывает и выбирает наилучшую в рамках доступных средств тактику лечения, не может предоставить ни один из существующих вербальных протоколов ведения больных

Выводы

1 Разработан алгоритмический метод оценки острых состояний сердечнососудистой системы в кардиохирургии и интенсивной терапии, обобщающий ранее предложенные алгоритмы и методики

2 Разработано программное обеспечение, реализующее алгоритм оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения и представляющее данные в компьютерной базе данных.

3 Сформулированы требования к биотехнической системе оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения ведение протокола лечебного мероприятия, непрерывность измерений, усреднение результатов измерений на значимых этапах лечения, использование системы клинико-физиологических показателей кровообращения, алгоритмическая оценка патологических процессов и адаптивных реакций сердечнососудистой системы, хранение и упорядоченная организация данных в компьютерной базе, визуализация результатов анализа (отчеты, Аренды, диаграммы)

4 Создана биотехническая система оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, которая включает в себя средства мониторинга, передачи и аналого-цифрового преобразования данных, методы контроля и измерений, компьютерную базу данных и возможности их графического представления, знания по классификации острых нарушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритмическому анализу состояния системы кровообращения

5 Разработанная БТС позволила на основании данных мониторного контроля выявить, разделить и количественно оценить основной и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы у больных при острых нарушениях кровообращейия во время кардиохирур-гических операций и в раннем послеоперационном периоде

6 Использование разработанной БТС в практике лечебного процесса обеспечило поддержку принятия решений по тяжелым и осложненным больным с острыми нарушениями кровообращения при кардиохирургических операциях и в раннем послеоперационном периоде

7 Сформированы нормативы для значимых этапов хирургического лечения и в раннем послеоперационном периоде пациентов с гипертрофической обструк-тивной кардиомиопатией (ГОКМП) - системные наборы показателей АД, ЦВД, АДС, АДД, ЛАДС, ЛАДД, ЛАД, МОК, СИ, ЧСС, ЛВД, ИПЖ, ИЛЖ, ИСС, ИЛС, ИЭА, ИЭВ, ИЭЛА, ИЭЛВ

8 С помощью разработанной БТС, выявлено, что после окончания операции по хирургической коррекции ГОКМП по сравнению с состоянием й начале операции в целом по группе пациентов (п=18) достоверно возросли - ЧСС на 65%, ЦВД на 63%, СИ на 34%, МОК на 33%, ЛАД, ЛАДС и ЛАДД в пределах 25%, ЛВД на 24%, достоверно снизились - ИЭЛА на 35%, ИСС на 32%, ИЭВ

на 32%, ИЭЛВ на 32%, ИЭА на 23%. Достоверно увеличился ИЛЖ на 37% на этапе «перед экстубацией» по сравнению с началом операции, и незначительно изменялся ИПЖ, сначала в сторону снижения на 18 % к концу операции, а потом повышения на 13% перед экстубацией Незначительно, без общей тенденции к росту или снижению, изменяются АД, АДС, АДД, и ИЛС

9 С помощью разработанной БТС, выявлено, что в результате хирургического лечения у пациентов группы с ГОКМП патологическими процессами преимущественно являются спазм венозных сосудов большого круга кровообращения и спазм легочных венозных сосудов на 32 % (ИЭВ и ИЭЛВ снижены в 1,47 раза), а также гиперфункция левого желудочка на 37 % (ИПЖ повышен в 1,37 раза) Адаптивной реакцией у таких пациентов преимущественно является дилатация резистивных сосудов большого круга кровообращения на 32 % (ИСС снижен в 1,50 раза) Выявленная гиперфункция левого желудочка детерминируется лечебным эффектом операции (иссечением гипертрофии межжелудочковой перегородки), а адаптивная реакция направлена на сдерживание АД в пределах опорных значений

Практические рекомендации

1 Рекомендуется использовать разработанную БТС оценки состояния при острых нарушениях кровообращения для контроля, анализа и оценки тяжести нарушений кровообращения у больных во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде

2 При принятии решений и выборе тактики лечения рекомендуется учитывать не только основной, ко и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы, выявленные и количественно оцененные с помощью разработанной БТС

3. При сравнении состояния сердечно-сосудистой системы и причин острых нарушений кровообращения у различных пациентов рекомендуется пользоваться индексами и относительными величинами показателей, входящих в системный набор контролируемых параметров гемодинамики

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1 Блохина О В Алгоритм дифференциальной диагностики патологических и компенсаторных изменений при острой сердечной недостаточности // Бюллетень НЦССХ им А р Бакулева РАМН Материалы IX Всероссийского Съезда сердечно-сосудистых хирургов - 2003 -Т 4 -№11 -С 303

2 Лищук В А, Газизова Д Ш, Блохина О В Метод слабого звена алгоритмическое описание // "Математические методы в технике и технологиях" ММТТ-16 Сборник трудов 16 международной научной конференции - С -П -2003 -Т 9 - Секции 8-10 -С 8-10

3 Блохина О В Реализация алгоритма дифференциальной диагностики патологических и компенсаторных изменений при острой сердечной недостаточности с помощью компьютерной базы данных // Клиническая физиология кровообращения -2004 -№2 - С 65-71

4 Блохина О В Реализация алгоритма разделения патологических и компенсаторных изменений при острых расстройствах кровообращения с помощью мониторно-компьютерной системы // Медицинская техника - 2004 - № 6 -С. 3-10 (переведено и опубликовано BlokhinaOV Computer-assisted implementation of an algorithm for separation of pathological and compensatory changes caused by acute disorders of blood circulation II Biomedical Engineering -November, 2004 - Vol 38.-No 6 -P 271-278)

5 Бокерия JIA, Антоненко Д В , Борисов К В , Блохина О В. и др Состояние сердечно-сосудистой системы до и после операции по коррекции гипертрофической обструктивной кардиомиопатии Часть 1 // Клиническая физиология кровообращения - 2005 - № 2 - С 60-75

6 Бокерия Л А , Лищук В А , Газизова Д Ш, Сазыкина Л В , Зубенко В Г, Блохина OB Комплекс аппаратно-программных средств диагностики и терапии острой недостаточности кровообращения//«Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии-ФРЭМЭ 2006» Сборник трудов VII международной научно-технической конференции - Владимир -2006 -Книга 1,-С 260-263

7 Бокерия Л А , Борисов К В , Блохина О В и др Патологические и адаптивные реакции организма при хирургической коррекции гипертрофической обструктивной кардиомиопатии // Бюллетень НЦССХ им АН Бакулева РАМН Материалы XII Всероссийского Съезда сердечно-сосудистых хирур-гов-2006 -Т 7 -№5 -С 216

8 Лищук В А ,Ступаков И Н,Газизова Д Ш,Блохина О В ,Юрлов И А,Елисеев М Б , Бокерия Л А. Компьютерные стандарты и протоколы//Бюллетень НЦССХ им А Н Бакулева РАМН Сердечно-сосудистые заболевания Материалы XI ежегодной сессии НЦССХ им А Н Бакулева РАМН с всероссийской конференцией молодых ученых -2007 -Т 8 -№3 -С 148

9 Блохина О В Необходимость и целесообразность перевода протоколов диагностики и оценки состояния сердечно-сосудистой системы на компьютерную технологию // Бюллетень НЦССХ им АН Бакулева РАМН Сердечнососудистые заболевания Материалы XII ежегодной сессии НЦССХ им А Н Бакулева РАМН с всероссийской конференцией молодых ученых - 2008 - Т. 9 -№3 -С 265

10 Блохина О В Компьютерная технология оценки состояния при острых нарушениях кровообращения // «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» Сборник трудов V конференции молодых ученых России с международным участием (Приложение к журналу «Вестник РАМН») - Москва -2008 -№6 -С 54

Подп к печати 06 10 2008 г Формат издания 60x84 1/16 Бумага офс № 1 Уел печ л 1,5 Уч -изд л 1,1 Тираж 100 экз Зак 109

НПО "Экран"

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ, АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ОСТРЫХ НАРУШЕНИЙ КРОВООБРАЩЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. И

1.1. Контроль состояния сердечно-сосудистой системы в операционной и реанимации.

1.2. Передача, хранение и защита данных контроля.

1.3. Обработка и анализ данных контроля.

1.4. Методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

1.5. Биотехнические системы медицинского назначения.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОСТРЫХ НАРУШЕНИЯХ КРОВООБРАЩЕНИЯ.

2.1. Постановка задачи разработки биотехнической системы.

2.2. Метод определения наиболее слабого звена.

2.3. Классификация нарушений кровообращения.

2.4. Математическая модель кровообращения.

2.5. Требования к биотехнической системе.

2.6. Разработка биотехнической системы.

2.6.1. Разработка программного обеспечения БТС — компьютерной базы данных.

2.6.2. Разработка алгоритмического обеспечения БТС - алгоритма оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОСТРЫХ НАРУШЕНИЯХ КРОВООБРАЩЕНИЯ.

3.1. Общая характеристика клинического материала.

3.2. Клинические данные мониторного контроля.

3.2.1. Параметры гемодинамики, отражающие текущее состояние пациента на значимых этапах лечения.

3.2.2. Параметры гемодинамики, отражающие текущее состояние у пациентов группы на каждом этапе лечения.

3.2.3. Параметры гемодинамики, отражающие текущее состояние у пациентов группы на всех этапах лечения.

3.3. Оценка изменений в состоянии сердечно-сосудистой системы у пациентов группы с ГОКМП в результате лечения.

3.4. Индивидуальная оценка состояния сердечно-сосудистой системы пациента с ГОКМП.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОСТРЫХ НАРУШЕНИЯХ КРОВООБРАЩЕНИЯ.

4.1. Результаты статистического анализа параметров гемодинамики, характеризующих состояние сердечно-сосудистой системы у пациентов группы с ГОКМП в результате лечения.

4.1.1. Изменения и достоверность различий средних показателей гемодинамики до и после операции.

4.1.2. Разброс и вариация средних показателей гемодинамики на значимых этапах лечения.

4.1.3. Коэффициенты корреляции для показателей гемодинамики за время лечения.

4.2. Оценка возможных изменений состояния сердечно-сосудистой системы у пациентов группы с ГОКМП в результате лечения с помощью имитации на модели кровообращения.

4.3. Преимущества и перспективы использования биотехнической системы для поддержки принятия решений при кардиохирургических операциях и в раннем послеоперационном периоде у больных с острыми нарушениями кровообращения.

Выводы.

Актуальность проблемы.

Современные медицинские технологии в кардиохирургии (например, мини-инвазивная реваскуляризация миокарда (МИРМ), трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация миокарда (TMJIP), коронарное стентирование и др.) связаны с выраженными быстротекущими процессами, когда существенные изменения функции и состояния происходят в течение нескольких минут, иногда даже секунд. Неадекватная оценка этих процессов, приводит к тяжелым, требующим интенсивного вмешательства, осложнениям [12; 73]. Контроль и оценку этих процессов в операционных и блоках интенсивной терапии обеспечивают мониторно-компьютерные системы и технологии. Несмотря на высокие технические качества, эти системы в ряде технологических свойств не соответствуют современным медицинским задачам [17; 18]. Одним из таких несоответствий является отсутствие возможностей для глубокого алгоритмического анализа данных и оценки острых состояний. При этом, в настоящее время большое внимание уделяется разработке руководств, стандартов и протоколов ведения больных [41; 76; 77; 78; 79], так как они позволяют упорядочить схемы лечения, что способствует повышению его качества, а также достигнуть большей прозрачности в расходовании средств [34; 35; 43; 67]. Существующие протоколы, стандарты, алгоритмы, руководства и рекомендации по диагностике, классификации и оценке нарушений кровообращения обобщают большой клинический опыт [например, 28;31;44; 69;72; 89;99;105; 106; 111; 122]. Вместе с тем большинство из них являются вербальными и не имеют программной реализации. При этом процессы диагностики и терапии в современной клинике имеют столь сложный и комплексный характер, что отразить их языковыми средствами в полноте, необходимой врачу практически невозможно [6; 67]. При лечении нарушений кровообращения, особенно острых, врачу необходимо быстро оценить состояние больного и принять решение. Все это сейчас делается врачом «в уме», держа в памяти основные нормы, рекомендации клинических руководств, протоколы и схемы лечения. Данный процесс требует внимания и времени, которое может оказаться решающим фактором, определяющим исход лечения.

Эти трудности возможно преодолеть, реализовав клинические рекомендации, протоколы и технологии лечения с помощью средств вычислительной техники. Такое решение дает в руки врача очень эффективный инструмент, позволяя минимизировать время, затраченное специалистом на принятие решений, и учесть при оценке ситуации и выборе терапии индивидуальность состояния пациента, сложность и специфику расстройств. В НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН за несколько десятилетий накоплен опыт по информационному обеспечению решений врача [19; 21; 56; 60; 61; 62; 83], и, тем самым, созданы предпосылки для разработки и внедрения компьютерных систем и технологий анализа и оценки состояния больных, а также поддержки диагностических решений.

Цель исследования.

Создание биотехнической системы оценки состояния сердечно-сосудистой системы для поддержки принятия решений при кардиохирургических операциях и в раннем послеоперационном периоде у больных с острыми нарушениями кровообращения.

Задачи исследования.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Обобщить и развить решения по алгоритмическому анализу состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

2. Разработать программное обеспечение, реализующее алгоритм оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

3. Интегрировать разработанное программное обеспечение и контрольно-измерительную аппаратуру в биотехническую систему оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

4. Провести с помощью биотехнической системы контроль, анализ и оценку тяжести нарушений кровообращения у больных во время кардиохирургиче-ских операций и в раннем послеоперационном периоде.

Научная новизна работы.

1. Биотехническая система реализует алгоритмический подход к оценке состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, впервые представленный в части программного обеспечения компьютерной базой данных, разработанной в среде СУБД MS Access под операционной системой MS Windows.

2. Биотехническая система впервые обобщает интегрирует средства мониторинга, передачи и преобразования данных, методы контроля и измерений, разработанную компьютерную базу данных и возможности их графического представления, знания по классификации острых нарушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритмическому анализу состояния сердечно-сосудистой системы.

3. Биотехническая система на основании данных мониторного контроля впервые обеспечивает выявление, разделение и количественную оценку основного и сопутствующих патологических процессов и адаптивных реакций сердечно-сосудистой системы у больных при острых нарушениях кровообращения.

Практическая значимость.

1. Разработанная биотехническая система обеспечивает возможность в режиме реального времени по данным мониторного контроля проводить детальный алгоритмический анализ и углубленную оценку состояния сердечнососудистой системы, что позволяет использовать БТС при ведении тяжелых и осложненных больных с острыми нарушениями кровообращения во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде.

2. Разработанное программное обеспечение биотехнической системы позволяет выявить, разделить и количественно оценить основной и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, поэтому возможно всесторонне оценить результаты этапов и процедур терапии, а также качество лечения в целом.

3. Заложенные в программном обеспечении биотехнической системы возможности имитации на модели кровообращения позволяют не в ущерб пациенту спрогнозировать предположительные состояния сердечно-сосудистой системы в ответ на лечебные воздействия и манипуляции, что позволяет применять БТС как для поддержки принятия решений при выборе и коррекции терапии, так и для обучения специалистов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Разработана биотехническая система, реализующая алгоритмический подход к оценке состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения.

2. В биотехнической системе объединены средства мониторинга, передачи и преобразования данных, методы контроля, измерений и первичной обработки данных, компьютерная база данных, знания по классификации острых нарушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритмическому анализу состояния сердечно-сосудистой системы.

3. Биотехническая система обеспечивает выявление, разделение и количественную оценку основного и сопутствующих патологических процессов и адаптивных реакций сердечно-сосудистой системы у больных во время кар-диохирургических операций и в раннем послеоперационном периоде.

4. Биотехническая система является инструментом для поддержки принятия решений врача при выборе и коррекции терапии.

5. Применение биотехнической системы расширяет возможности клинициста и позволяет ему в режиме реального времени проводить тщательный и углубленный анализ причин острых нарушений кровообращения, а также прогнозировать течение нарушения в ответ на выбранную тактику лечения.

Реализация результатов работы.

Алгоритмический метод оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения реализован в компьютерной базе данных в среде СУБД MS Access под операционной системой MS Windows. Биотехническая система введена в практику лечебного процесса в оперблоке и в отделении реанимации и интенсивной терапии НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, и используется, совместно с ранее выполненными и в течение нескольких десятилетий применяемыми в клинике разработками НЦССХ, для мониторного контроля параметров гемодинамики, обработки и анализа полученных данных, оценки тяжести нарушений кровообращения, поддержки принятия решений в пери- и постоперационном периоде для больных с тяжелыми и комплексными расстройствами сердечно-сосудистой системы и больных, направленных на операцию по жизненным показаниям.

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на Десятой и Одиннадцатой Ежегодных Сессиях Научного центра сердечнососудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2006, 2008), IX и ХП Всероссийских Съездах сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2003, 2006), УП международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии -ФРЭМЭ 2006» (Владимир, 2006) и на V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2008).

1. Разработан алгоритмический метод оценки острых состояний сердечно сосудистой системы в кардиохирургии и интенсивной терапии, обобщаю щий ранее предложенные алгоритмы и методики.2. Разработано программное обеспечение, реализующее алгоритм оценки со стояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообра щения и представляющее данные в компьютерной базе данных.3. Сформулированы требования к биотехнической системе оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения: ве дение протокола лечебного мероприятия, непрерывность измерений, усред нение результатов измерений на значимых этапах лечения, использование системы клинико-физиологических показателей кровообращения, алгорит мическая оценка патологических процессов и адаптивных реакций сердеч но-сосудистой системы, хранение и упорядоченная организация данных в компьютерной базе, визуализация результатов анализа (отчеты, тренды, диа граммы).4. Создана биотехническая система оценки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях кровообращения, которая включает в себя средства мониторинга, передачи и аналого-цифрового преобразования дан ных, методы контроля и измерений, компьютерную базу данных и возмож ности их графического представления, знания по классификации острых на рушений кровообращения, математическому моделированию и алгоритми ческому анализу состояния системы кровообращения.5. Разработанная биотехническая система позволила на основании данных мо ниторного контроля выявить, разделить и количественно оценить основной и сопутствующие патологические процессы и адаптивные реакции сердеч но-сосудистой системы у больных при острых нарушениях кровообращения во время кардиохирургических операций и в раннем послеоперационном пе риоде.6. Использование разработанной биотехнической системы в практике лечебно го процесса обеспечило поддержку принятия решений по тяжелым и ослож ненным больным с острыми нарушениями кровообращения при кардиохи рургических операциях и в раннем послеоперационном периоде.7. Сформированы нормативы для значимых этапов хирургического лечения и в раннем послеоперационном периоде пациентов с гипертрофической об структивной кардиомиопатией (ГОКМП) — системные наборы показателей АД, ЦВД, АДС, АДД, ЛАДС, ЛАДД, ЛАД, МОК, СИ, ЧСС, ЛВД, ИПЖ, ИЛЖ, ИСС, ИЛС, ИЭА, ИЭВ, ИЭЛА, ИЭЛВ.

8. С помощью разработанной БТС выявлено, что после окончания операции по хирургической коррекции ГОКМП по сравнению с состоянием в начале операции в целом по группе пациентов (п=18) достоверно возросли - ЧСС на 65%, ЦВД на 63%, СИ на 34%, МОК на 33%, ЛАД, ЛАДС и ЛАДД в пре делах 25%, ЛВД на 24%; достоверно снизились - ИЭЛА на 35%, ИСС на

32%, ИЭВ на 32%, ИЭЛВ на 32%, ИЭА на 23%). Достоверно увеличился ИЛЖ на 37% на этапе «перед экстубацией» по сравнению с началом опера ции, и незначительно изменялся ИПЖ, сначала в сторону снижения на 18 % к концу операции, а потом повышения на 13% перед экстубацией. Незначи тельно, без общей тенденции к росту или снижению, изменяются АД, АДС, АДД, и ИЛС.

9. С помощью разработанной БТС выявлено, что в результате хирургического лечения у пациентов группы с ГОКМП патологическими процессами пре имущественно являются спазм венозных сосудов большого круга кровооб ращения и спазм легочных венозных сосудов на 32 % (ИЭВ и ИЭЛВ сниже ны в 1,47 раза), а также гиперфункция левого желудочка на 37% (ИПЖ по вышен в 1,37 раза). Адаптивной реакцией у таких пациентов преимущест 145 венно является дилатация резистивных сосудов большого круга кровообра щения на 32 % (ИСС снижен в 1,50 раза). Выявленная гиперфункция левого желудочка детерминируется лечебным эффектом операции (иссечением ги пертрофии межжелудочковой перегородки), а адаптивная реакция направле на на сдерживание АД в пределах опорных значений.ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется использовать разработанную биотехническую систему оцен ки состояния сердечно-сосудистой системы при острых нарушениях крово обращения для контроля, анализа и оценки тяжести нарушений кровообра щения у больных во время кардиохирургических операций и в раннем по слеоперационном периоде.2. При принятии решений и выборе тактики лечения рекомендуется учитывать не только основной, но и сопутствующие патологические процессы и адап тивные реакции сердечно-сосудистой системы, выявленные и количествен но оцененные с помощью разработанной биотехнической системы.3. При сравнении состояния сердечно-сосудистой системы и причин острых нарушений кровообращения у различных пациентов рекомендуется пользо ваться индексами и относительными величинами показателей, входящих в системный набор контролируемых параметров гемодинамики.

1. Амосов Н.М., Лищук В.А., Пацкина А. и др. Саморегуляция сердца. - Киев: Наукова думка, 1969. -157 с.

2. Ахутин В.М, Немирко А.П., Пожаров А.В. и др. Биотехнические системы: Теория и проектирование. Учеб. пособие - Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.- 220 с.

3. Блохина О.В. Реализация алгоритма разделения патологических и компенсаторных изменений при острых расстройствах кровообращения с помощью мониторно-компьютерной системы // Медицинская техника. Номер 6. - Издательство «Медицина», 2004. - 3 - 10.

4. Ноябрь 2004- М.: Издательство НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2004. - 254.

5. Бокерия Л.А., Борисов К.В., Синев А.Ф. Оригинальный способ хирургического лечения гипертрофической обструктивной кардиомиопатии // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. - 1998. - № 2. - 4-10.

6. Бокерия Л.А., Борисов К.В., Синев А.Ф., Шевердина В.В. Хирургическая коррекция ранее неоперабельных форм гипертрофической обструктивной кардиомиопатии. // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. - 1999. - № 6. - С . 130-136.

7. Бураковский В.И., Бокерия Л.А., Газизова Д.Ш., Лищук В.А., Люде М.Н., Работников B.C., Соколов М.В., Цховребов СВ. Компьютерная технология интенсивного лечения: контроль, анализ, диагностика, лечение, обучение. -М.: 1995. - 85 с , 43 ил.

8. Бураковский В.И., Кисис Я., Князева Г.Д. К патогенезу острой сердечной недостаточности после операций на открытом сердце // Вестн. АМН СССР. - 1967 . -№4.-С. 64-67 .

9. Бураковский В.И., Лищук В.А., Газизова Д.Ш. Классификация и диагностика острых нарушений кровообращения с помощью математических моделей. - Киев: Ин-т кибернетики им. В.М.Глушкова АН УССР, 1983. - 28 с. - (Препринт № 83-47).

10. Воробьев П.А., Авксентьева М.В., Герасимов В.Б., Горохова Г., Кобина А. Экономическая оценка эффективности лекарственной терапии (фарма-коэкономический анализ) (Под ред. Воробьева П.А.). - М.: Ньюдиамед, 2000. - 80 с.

11. Гаврилов А.В., Газизова Д.Ш., Сазыкина Л.В. «Айболит» - программа для классификации острых нарушений кровообращения // Тез. докл. 4 симпозиума по применению математических методов и ЭВМ в медико-биологических исследованиях. - Гагра, 1985. - 52-54.

12. Газизова Д.Ш. Построение и исследование классификации острых нарушений кровообращения с помощью современных алгоритмических методов: Дис. ... канд. мед. наук. - М., 1987. - 242 с.

13. Голубинская И.Н. Биотехническая система фотометрической диагностики состояния кожных покровов: Дис. ... канд. техн. Наук. -М. , 1994. - 138 с.

14. ГОСТ Р 52600-2006 Протоколы ведения больных. Общие положения.

15. Гуревич М.А., Кубланов Л.А. Острая сердечная недостаточность. Учебное пособие. Руководство для врачей. - М., 1998. - 168 с.

16. Жмуров В.А., Малишевский М.В., Пропедевтика внутренних болезней (учебник для ВУЗов). - М., 2001. - 150 с.

17. Инструкция к прикроватному монитору Nihon Kohden: LifeScope I BEDSIDE MONITOR BSM-2300K. Operator's Manual. - Nihon Kohden. - Edition 4. -July 2004.

18. Каталог InfoSecurity: Первая специализированная выставка по информационной безопасности // Тезисы к докладам деловой программы выставки. — Москва, 21-23 сентября 2004г.

19. Лебедева Р.Н. Осложнения в системе кровообращения после хирургических вмешательств. -М . : Медицина, 1979. - 176 с.

20. Лищук В. А. Интеллектуальное обеспечение диагностики и лечения нарушений кровообращения. // Лекции по сердечно-сосудистой хирургии. Под ред. Л.А. Бокерия. В 2-х т. Т. 1. - М.: Издательство НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2001.-540 с , ил.

21. Лищук В.А. Индексы сердечно-сосудистой системы // Клиническая физиология кровообращения. - 2004. - № 2. - 38 - 44.

22. Лищук В.А. Математическая теория кровообращения. - М.: Медицина, 1991. -256 с.

23. Лищук В.А. Общие свойства сердечно-сосудистой системы. - Киев, 1971. — 20 с. - (Препринт / АН УССР, ИК им. Глушкова, 1971, № 71 - 15).

24. Лищук В.А. Построение алгоритма функционирования левого сердца// Автоматика, 1967. - №3. - 60-75.

25. Лищук В.А. Роль относительных величин в анализе состояния сердечнососудистой системы // Клиническая физиология кровообращения. — 2005. -№1 . - С . 75-80.

26. Лищук В.А. Система закономерностей кровообращения// Клиническая физиология кровообращения. Номер 4. - 2005 г. - М.: Издательство НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - 16 - 22.

27. Лищук В.А., Газизова Д.Ш. Система клинико-физиологических показателей кровообращения // Клиническая физиология кровообращения. Номер 1. -2004 г. - М.: Издательство НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - 28 - 38.

28. Лищук В.А., Мосткова Е.В. Система закономерностей сердца // Клиническая физиология кровообращения. Номер 1. - 2006 г. - М.: Издательство НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - 16 - 22.

29. Марино П. Интенсивная терапия: пер. с англ. доп. // гл. ред. А.И. Мартынов - М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1998.

30. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. - М.: "Мир", 1980г.

31. Митьков В.В., Сандриков В.А. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике. - М.: Видар, 1998. - Т. 5. - 360 с.

32. Овчинников Р.С. Изменения гемодинамики при манипуляциях на торакоаб- доминальном отделе аорты во время реконструктивных операций: Дис. ... канд. мед. наук: 14.00.44,14.00.06. - М., 2005. - 145 с.

33. Парашин В.Б., Иткин Г.П. Биомеханика кровообращения: Учеб. пособие / Под. ред. СИ. Щукина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 224 с : ил.

34. Плотников А. В. Цифровой монитор суточной регистрации ЭКГ: Дис. ... канд. техн. наук. - М., Зеленоград, 2000. - 105 с.

35. Приказ Минздрава РФ № 303 от 03.08.1999г. «О введении в действие Отраслевого стандарта "Протоколы ведения больных. Общие требования" (ОСТ ПВБ N 91500.09.0001-1999)».

36. Приказ Минздравсоцразвития РФ от 14.02.2006 N 78 «Об утверждении стандарта медицинской помощи больным аортальной гипертензией».

37. Приказ Минздравсоцразвития РФ от 22.11.2004 N 230 «Об утверждении стандарта медицинской помощи больным острым инфарктом миокарда».

38. Приказ Минздравсоцразвития РФ от 22.11.2004 N 237 «Об утверждении стандарта медицинской помощи больным сердечной недостаточностью».

39. Ройтберг Г.Е., Струтынский А.В. Внутренние болезни. Сердечно-сосудистая система. - — М.: Бином, 2007. - 856 с.

40. Салман А.К. Биотехническая система предоперационной диагностики - "Предсердно - желудочковые клапаны": Дис. ... канд. техн. Наук. - -П., 2003. -188 с.

41. Стражеско Н.Д. Функциональная недостаточность сердечно-сосудистой системы // Врачебное дело. - 1926. - № 10. - 3-19.

42. Тыренко В.В., Никитин А.Э., Белевитин А.Б. Острая сердечная недостаточность (взгляд кардиолога, реаниматолога, кардиохирурга, аритмолога). - М.: АПК и ПРО, 2001.-96 с.

43. Уманский О.С. Биотехническая система экспресс-оценки группы гематологических параметров в одной микропробе: Дис. ... канд. техн. Наук. - Томск, 1996. - 183 с.

44. Флеров Е.В., Саблин И.Н., Бройтман О.Г., Толмачев В.А. Применение современных компьютерных и телекоммуникационных технологий в анестезиологии // Анестезиология и реаниматология. - 2002. - №5. - 81-83.

45. Фролова А.В. Биотехническая система ранней диагностики анемии: Дис. ... канд. техн. Наук. - М., 2006. - 174 с. ил.

46. Щеглова М.В. Биотехническая система диагностики и лечения нарушений бинокулярного зрения: Дис. ... канд. техн. Наук. - Тула, 2006. - 180 с. ил.

47. Электронное справочное руководство для врача скорой медицинской помощи // сайт в Интернете http://www.med2000.ru/cito/index.htm. - 2006.

48. Эльянов М.М. Медицинские информационные технологии. Каталог. Вып. 5 - М.: Третья медицина, 2005. - 304 с.

49. Явелов И.С. Алгоритм лечения острой сердечной недостаточности // Consil- iumMedicum,ToM I, № 3, 1999.

50. Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI), www.aami.org.

51. Beckett L., Godwin M. The BpTRU automatic blood pressure monitor compared to 24 hour ambulatory blood pressure monitoring in the assessment of blood pressure in patients with hypertension. J. BMC Cardiovasc Disord. 2005; 5: 18.

52. Berton C, Cholley B. Equipment review: New techniques for cardiac output measurement - oesophageal Doppler, Fick principle using carbon dioxide, and pulse contour analysis. J. Crit Care. 2002; 6(3): 216-221.

53. Bindels A. JGH., van der Hoeven J.G., Graafland A.D., de Koning J., Meinders A.E. Relationships between volume and pressure measurements and stroke volume in critically ill patients. J. Crit Care. 2000; 4(3): 193-199.

54. Boldt J. Clinical review: Hemodynamic monitoring in the intensive care unit. J. Crit Care. 2002; 6(1): 52-59.

55. Braimbridge M.V. Postoperative cardiac intensive care/ 3-d ed. - Oxford // Blackwell scientific publications. - 1981. - P . 232.

56. Executive summary of the guidelines on the diagnosis and treatment of acute heart failure. The Task Force on Acute Heart Failure of the European Society of Cardiology. // European Heart Journal (2005) 26, 384 - 416.

57. Forrester JS, Diamond GA, Swan HJ. Correlative classification of clinical and hemodynamic function after acute myocardial infarction. // Am J Cardiol. - 1977. - 39 : 137-145.

58. HP Component Monitoring System. Anesthesia/Neonatal/Standard Volume 1. System Information. - Hewlett Packard. - Edition 10. - July 1996.

59. Killip T. 3d, Kimball J.T. Treatment of myocardial infarction in a coronary care unit. A two year experience with 250 patients. // Am. J. Cardiol. - 1967. - 20: 457-464.

60. Kirklin J.W. System analysis in surgical patients // Glasgo University: publica tion. - 1970. N 139. - P. 23.

61. Maurer M., Molidor R., Sturn A., Hartler J., Hackl H., Stocker G., Prokesch A., Scheideler M., Trajanoski Z. MARS: Microarray analysis, retrieval, and stor age system. J. BMC Bioinformatics. 2005; 6: 101.

62. Criteria committee of the New York Heart Association (NYHA). Nomencla ture and criteria for diagnosis of heart and great vessels. Boston. - 1979. - 286 p.

63. Peterson E.D., Shaw L.J., Califf R.M. Risk stratification after myocardial in farction. Ann. Intern. Med. - 1997. - 126: 561 - 82.

64. Pinsky M.R. Why measure cardiac output? J. Crit Care. 2003; 7(2): 114-116.

65. Robbins R.C., Stinson E.B. Long-term results of left ventricular myotomy and myectomy for obstructive hypertrophic cardiomyopathy // The Journalof Thoracic and Cardiovascular Surgery. - March 1996. - Vol. 111. - N. 3.

66. Roupie E.E. Equipment review: Continuous assessment of arterial blood gases. J. Crit Care. 1997; 1(1): 11-14.

67. Sarnoff S.I., Mitchell J.R. et al. Homeometric autoregulation in heart|| Circulat. Res.-1960/-Vol. 8. -P. 1077-1087.

68. Scheer B.V., Perel A., Pfeiffer U.J. Clinical review: Complications and risk factors of peripheral arterial catheters used for haemodynamic monitoring in an aesthesia and intensive care medicine. J. Crit Care. 2002; 6(3): 199-204.

69. Sheppard L. C, Kirklin J.W. Cardiac surgical intensive care computer system // Fed. proc. - 1974. - N. 33. - P. 2326-2328.

70. Shih W.J.. Problems in dealing with missing data and informative censoring in clinical trials. Curr Control Trials Cardiovasc Med. 2002; 3(1): 4.

71. Starling E.H. Linacre lecture on low of the heart. - London, 1918. - P. 27

72. Xiao S, Guo X, Sun X, Xiao Z. A relative value method for measuring and evaluating cardiac reserve. Biomed Eng Online. 2002; 1: 6.