Введение к работе
Актуальность. Поддержка современными мониторно-компьюторными средствами оперативного, в реальном времени анализа и основанная на ном возможность своевременной корекции терапии - одно из быстро развивающихся направлений обеспечения кардиохирургической интенсивной терапии [Бураковский В.И. и др., 1995]. Это направление имеет особое значение для сложных сочетанных и новых операций [Бокерия Л А и ГР-, 1989; Кайдаш А.Н., 1993; Макопкин В.І'., и др., 1996; Seshadri S., 1994], при которых нередки многопричинные полиорганные расстройства [Marino P.L, 1991; LeBlanc J.G., Williams W.G., 1993]. Своевременная коррекция терапии является Q свою очередь предпосылкой расширения показаний к кардиохирургическим операциям, и усложнению последних, в той мере, в какой и то и другое обуславливает все более глубокие патологические изменения как во время оперативного вмешательства, так и в послеоперационном периоде [Бухарин В.А. и др., 1982]. При тяжелых осложнениях, заранее непредусмотренных, экстремальных состояниях адокватность нерегламентированных действий является решающим фактором успеха. В этих ситуациях не удаётся заранее предусмотреть достаточно полную и определённую тактику лечения, поэтому для её адекватного и своевременного выбора необходим оперативный, проводимый в реальном масштабе времени анализ данных о ходе лечения и состоянии больного [Бокерия ЛА. и др., 1987. 1989; Gold J.P. et al., 1986; Sykes M.K., 1992].
Все последние годы интенсивная каодиохирургическая клиника шла по пути увеличения обьёма контроля (в том числе и. инвззивного), непрерывного мониторинга основных показателей кровообращения и дыхания, частого и надёжного контроля клинико-биохимических показателей [Рябов Г '., 1994; Rolfe Р., 1986; LeBlanc J.G., Williams W.G., 1993]. Обобщение той многогранной, объёмной информации проводится сейчас post factum после сбора данных о нескольких десятках больных или статистически достаточного объема рандомизированных испытаний [Палеев Н.Р., 1992; Мазур НА. и др., 1996; Wilde Е., et.al., 1990]. Это создавало предпосылки для надёжного определения устойчивых, повторяющихся характеристик, но исключало возможность выяа-
ления существенных индивидуальных и специфических отношений. Вместе С тем, сейчас объём информации, получаемый в ходе лечения каждого больного, настолько значим, что позволяет оперативно получать достоверные статистические обобщения и принимать модельные решения, учитывающие индивидуальную специфику патофизиологических процессов [Бунятян А.А., 1994; Гологорский В.А. и др., 1992; O'Hara D.A., Bogen D.K., Noordergraaf А., 1992]. Для реализации этой возможности результаты контроля должны представляться врачу целенаправленно обработанные и подготовленные [Foley F., et al., 1989]. Применение для этой цели современных методов клинико-физиологи-ческого и алгоритмического анализа может принести значительную пользу, и даже быть необходимым для успешной диагностики и лечения [Domic G.O., 1993].
В соответствии с этим положением цель исследования состояла в разработке технологии оперативного клинико-патофизиологического анализа состояния кровообращения больных во время кардиохирургимеского лечения. Выполнение этой цели потребовало решения следующих залач:
разработки методического и метрологического обоснования, определения клинических требований, выбора системы патофизиологических закономерностей и структуры кровообращения, а также алгоритмических и программны) средств для оперативного анализа патофизиологического состояния сердечно-сосудистой системы во время кардиохирургического лечения больных в операционной и в послеоперационном отделении;
реализация поддержки оперативного анализа состояния кровообращения кардиохирургических больных в операционном и послеоперационном отделениях с помощью современного клинико-методического обеспечения на ОСНОВІ мониторно-компыотерных систем, алгоритмического и программного обеспечения;
испытание и применение разработанных методических решений и реализующих их мониторно-компыотерных систем, включая технические средства, ал горитмическое обеспечение и интерфейсы общения врача с ЭВМ при кардио хирургическом лечении больных И ВС и нарушениями ритма.
Научная новизна. Впервые диагностика расстройств сердечно-сосудистой системы и коррекция терапии проводятся алгоритмически в реальном времени и в диалоговом режиме непосредственно в ходе лечения (операции и послеоперационной интенсивной терапии). Разработана компьютерная технология оперативного, непосредственно в ходе лечения (операции и послеоперационной интенсивной терапии) анализа патофизиологического состояния кардиохирургических больных, диагностики и коррекции расстройств сердечно-сосудистой системы.
Впервые разработан принцип и практическая методика визуализации патофизиологического состояния. Принцип состоит в объединении графического представления анатомической и функциональной структуры и изменения её конфигурации в соответствии с параметрами оперативно индивидуализируемой на основе мониторного контроля математической модели. Представление состояния и расстройств сердечно-сосудистой системы в виде изменяющегося в динамике образа на экран каждую минуту позволило развить оперативный анализ состояния, диагностики и коррекции расстройств до уровня технологии, работающей в реальном времени.
Алгоритм диагностики позволяет в реальном режиме времени выявить, визуализировать и включить в диагноз компенсаторные, защитные и гомео-статические реакции организма, выделить собственно патологический процесс, а также изменения, определяемые лечением. Все компоненты, в том числе компенсация и лечение, оцениваются количественно.
Технология позволяет контролировать полезность лечебных воздействий в реальном времени, давая качественную и количественную оценку. Оценка полезности лекарственных препаратов определяется исходя из улучшения или ухудшения наиболее слабого звена после назначения препарата. Если существенно изменились другие звенья патологического процесса (компенсаторные, защитные, гомеостатические реакции), или сопутствующие осложнения, то их роль вычисляется аналогично, а оценка лекарственной терапии имеет векторный характер, т.е. выражается несколькими числами.
Впервые разработана объективная и количественная оценка качества лечения, которая определяется степенью улучшения или ухудшения наиболее слабого звена. Оценка качества этапов лечения имеет индивидуальный характер в зависимости от имеющих место нарушений.
Практическая значимость. Технология является перспективным принципиально новым, направлением развития кардиохирургической интенсивной терапии на основе мониторно-компыотерных систем. В работе решена практическая задача поддержки решений врача во время кардиохирургических операции и кардиохирургической интенсивной терапии. Позволяет повысить точность диагностики и снизить количество осложнений во время операции и в послеоперационном периоде.
Представленная к защите концепция составлязт клинико-физиоло-гическую систему основных закономерностей, количественных оценок, струк тур, патологических изменений и компенс торных реакций кровообращения, отобранных и объединённых по принципу возможности их выявления, идентификации и анализа на осноье современного мониторног'о контроля. Концепция оценки полезности лекарственных препаратов и качества лечения основана на распределении свойств системы кровообращения по,степени влияния на генез патологического процесса (на наиболее изменённые оценки функции) и изменения этого распределения в ответ на введение лекарственного препарата или других лечебных воздействий. Концепция, реализованная средствами мониторно-компьюторной системы, составила технологию оперативного анализа патофизиологического состояния кровообращения и сердца больных во время кардиохирургическою лечения. Глубина и детальность анализа обеспечивается совместным использованием клинического опыта НЦССХ, обобщённого опыта других клиник, фундаментальных физиологических знания и програмного обеспечения. Необходимость работы в реальном времени потребовала разработки интеллектуальных средств для диалога и обеспечения адаптивности к классу задач интенсивной терапии.
Реализация результатов исследования. Технология оперативного анализа состояния больных прошла апробацию в медицинских учреждениях и
сертифицирована МЗ РФ. Опубликованы методические рекомендации МЗ СССР, в которых представлены системные наборы количественных оценок для больных с острой недостаточностью кровообращения. Внедрена в лечобно-диагностический процесс и научные исследования реанимационного отделения Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им.А.Н.Бакулева РАМН, в практику отделения кардиохирургии МОНИКИ, отделения реанимации Городской клинической больницы скорой помощи № 6 г. Москвы, отделения анестезиологии и реанимации Городской больницы г. Геленджика. Технология реализована в виде программного обеспечения для персональной ЭВМ, которое имеет сертификаты качества МЗ РФ {1992, 1994), золотую медаль ВДНХ (1990), выставлялось на международных выставках в Брно (Чехословакия, 1988), Мюнхене (ФРГ. 1989), Москве (1989-95), Ленинграде (1991, 1992), Новокузнецке (1989), во время конгрессов в Одессе (1990), Челябинске (1991), Запорожье (1992), Санкт-Петербурге (1993) и дп.
Публикации и апробация работы. По тема диссертации опубликоліно 42 работы, в том числе методические рекомендации, 2 брошюры, ."уководст-во. Результаты доложены и обсуждены на Всесоюзных симпозиумах и конференциях (Киев, 1983; Москва, 1983, 1985; Гагра, 1985), на выезной соседи ОКМ АМН СССР (Фрунзе, 1986), на 11 Всемирном конгрессе кардиологов (Филиппины, 1990), на 1 Учредительной и ежегодных конференция'»' Европейской Ассоциации по компьютеризации и новым технологиям (ESCTAIC) (Австрия, "990, 1991, 1994), на конференции с международным участием "Современные проблемы мониторинга в анестезиологии и интенсивной терапии" (Москва, 1992), на 1 Конгрессе анестезиологов-реаниматологов Укоаины (Зт-Пирожье, 1992), на 2 Всероссийском сьездэ сердечно-сосудистых хирургов (Санкт-Потербург, 1993), др. конференциях (Москва, 1985, 1990; Таганрог, 1988, 1989; Киев, 1989; Бердянск, 1989; Орел, 1991; Ташкент, 1994).
Работа является фрагментом комплекной темы: "Математическое обеспечение принятия решений в кнтенсивной терапии , руководитель темы проф. В.А. Лищук, котерому автор выражает глубокую благодарность.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, приложения. Содержит 19 таблиц, иллюстрирована 83 рисунками. Основное содержание диссертации изложено на 210 страницах. Библиография включает 185 источников литературы.