СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА Российский патент 2003 года по МПК A61B5/02 A61B5/452 

Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики функционального состояния организма.

Известен электрокардиографический способ диагностики состояния организма, при котором регистрируют биоэлектрические явления, возникающие при деятельности сердца, в виде характерной кривой - электрокардиограммы (ЭКГ). Нормальная ЭКГ содержит три направленных вверх положительных зубца "Р", "R", "Т" и два отрицательных, направленных вниз, "Q", "S". Иногда на ЭКГ проявляется направленный вверх зубец "U", происхождение которого остается пока неясным (например, АН СССР. Отделение физиологии. Руководство по физиологии. Физиология кровообращения. Физиология сердца. - Ленинград: Наука, Ленинградское отделение, 1980, с. 289). При диагностике состояния организма анализируют временные и амплитудные соотношения перечисленных элементов ЭКГ, интервалов "P-Q", "S-Т", "T-P", "R-R" и двух комплексов "QRS"' и "QRST".

Недостаток известного способа заключается прежде всего в том, что с его помощью определяется не столько состояние организма в целом, сколько патология сердца, однако и здесь нередко имеют место случаи, когда отклонения от нормы на ЭКГ вопреки очевидной клинической картине не наблюдаются, и наоборот, отклонения от нормы очевидны, но их интерпретация необычайно сложна или вообще невозможна.

Тем не менее несмотря на указанные (и другие) недостатки, ЭКГ является объективным способом диагностики, в связи с чем разработаны различные приемы, позволяющие использовать ЭКГ для диагностики состояния организма, не обусловленного сердечной патологией.

Известен, например, способ контроля глубины и адекватности анестезии при хирургических пособиях по патенту РФ 2131213, МПК А 61 В 5/02, 5/0250, 5/04, 5/0456, 1998.

Известный способ характеризуется тем, что при проведении наркоза непрерывно анализируют длительности кардиоциклов синусового ритма, по результатам обработки которых судят о глубине и адекватности анестезии, предваряя появление клинических симптомов неадекватности наркоза.

Недостаток известного способа заключается в том, что из всего весьма значительного объема полезной информации, содержащейся в ЭКГ, используется только ее незначительная часть и только в очень ограниченных случаях диагностики. При этом из уровня техники неизвестно, каким образом и для характеристики каких процессов, протекающих в организме, может быть использована остальная информация.

Известен способ экспресс-анализа сердечного ритма по патенту РФ 2077864, МПК А 61 В 5/04, 5/0402, 1992, при реализации которого также снимают и соответствующим образом обрабатывают ЭКГ, обеспечивая на основе обобщенных статистических характеристик оперативную достоверную диагностику сердечно-сосудистой системы пациента во внеклинических условиях.

Недостатки известного способа также заключаются в его ограниченных возможностях, позволяющих диагностировать состояние только сердечно-сосудистой системы.

Поскольку известные приемы, используемые в заявленном способе, используются во всех других, предусматривающих съем кардиограммы, то за прототип заявленного выбран способ по источнику Р.М. Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клецкин. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М.: Наука, 1984, близкий к заявленному по сходству решаемых задач.

Согласно известному способу снимают кардиограмму пациента, обработав которую, получают среди прочих числовые значения характеристик "RR-среднее" (частота пульса - ЧП) и "индекс напряжения" (ИН), по другим источникам "индекс напряженности", что одно и то же. Достоинство известного способа в том, что, обработав соответствующим образом кардиограмму, диагностируют состояние при стрессе не просто и не только сердечно-сосудистой системы, но и других, регулирующих систем (прежде всего гипоталамо-гипофизоадренокортикальной системы, испытывающей центральные регуляторные влияния со стороны вышележащих отделов нервной системы), что позволяет воздействовать на организм обоснованно и целенаправленно вне зависимости от опыта или интуиции врача.

Недостатки известного способа заключаются в том, что он подразумевает выявление при стрессе состояния прежде всего здорового организма, и с помощью известного способа затруднительно выявить динамику течения болезни и сравнить разные патологии при разных возрастах пациентов.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача - разработать способ диагностики, дающий объективную оценку состояния организма любого возраста при любой патологии, позволяющий определить динамику и сравнить течение болезни у разных индивидуумов и иметь сравнительную оценку нормы с патологией.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ диагностики функционального состояния организма, в котором на основании кардиограммы пациента вычисляют индекс напряженности и RR-среднее.

Новым в предложенном способе является то, что в нем дополнительно вычисляют обменный показатель, определяемый как числовое значение отношения объективных интервалов QT к PQ кардиограммы, по совокупности трех числовых значений "индекс напряженности", "обменный показатель" и "RR-среднее" создают, например, в виде диаграммы модель состояния организма, через заданный промежуток времени повторно снимают кардиограмму с повторным созданием модели, сравнивают между собой модели, созданные в последовательные промежутки времени, и по выявленным в моделях различиям судят о динамике изменения состояния организма.

Технический результат от использования заявленного способа заключается в том, что он позволяет определить состояние организма пациента в динамике (ход течения болезни) независимо от возраста пациента и характера заболевания. Заявленный способ особенно эффективен при хирургических пособиях для определения состояния пациента в до- и послеоперационный период, позволяя оперативно и адекватно влиять на ход течения болезни.

На фиг. 1 показана типовая электрокардиограмма: на фиг.2 - гистограмма, составленная по фиг.1; на фиг.4-5 - конкретные примеры реализации способа.

Реализацию заявленного способа начинают с электрокардиограммы, которую снимают у пациента в его горизонтальном положении.

Для иллюстрации способа возьмем типовую кардиограмму, представленную на фиг.1. Значимыми для реализации заявленного способа будут интервалы PQ, QT и RR, длительность которых на представленной кардиограмме составляет соответственно 0,16, 0,4 и 1,0 с. Если дальнейшая обработка кардиограммы ведется вручную, то по снятой кардиограмме строят гистограмму (вариационную пульсограмму), фиг.2.

На основании сложившейся традиции гистограмму строят с группировкой интервалов в 0,05 с в диапазоне от 0,4 до 1,3 с, выделяя при этом 20 диапазонов значения кардиоинтервалов, каждый из которых имеет ширину 0,05.

Числовыми характеристиками гистограммы, необходимыми для реализации предложенного способа являются:
Мо - мода: диапазон значений наиболее часто встречающихся RR-интервалов;
АМо - амплитуда моды: число кардиоинтервалов, соответствующих значению (диапазону) моды;
Δх - вариационный размах: степень вариативности значений кардиоинтервалов.

В рассматриваемом примере перечисленные характеристики имеют следующие значения: Мо=0,8 с, АМо=50, Δх=0,15 с.

Следующим известным приемом при реализации предложенного способа является вычисление индекса напряженности "ИН" по формуле:

Параллельно определяется частота пульса (ЧП), т.е. "RR-среднее" путем деления промежутка времени в 60 с на Мо=0,8 с, что округленно будет соответствовать 75 ударам в минуту.

В том случае если кардиограмму снимают с использованием известного компьютерного оборудования (например, "Ритмокардиомонитор ЭЛОН-001", "Цифровой электрокардиограф VDC-804" на базе персонального компьютера и др.), то необходимость в построении гистограммы и последующих математических вычислениях отпадает, т. к. при соответствующем достаточно простом программном обеспечении прибор вместе с кардиограммой выдает числовые значения всех требуемых характеристик.

Новым приемом, характеризующим предложенный способ, является определение числового значения отношения объективных интервалов QT и PQ кардиограммы, т. е.:

Полученная характеристика условно поименована как "обменный показатель" (ОП).

Далее полученные числовые значения ИН= 125, ОП=2,5 и ЧП=75 сводят в таблицу или диаграмму в однажды выбранной последовательности, которую в дальнейшем сохраняют.

Полученная диаграмма (таблица) отражает функциональное состояние организма в текущий момент и в определенном смысле может считаться как бы моделью функционального состояния организма.

Одним из возможных принципов построения диаграммы может быть принцип, проиллюстрированный фиг.3, который заключается в следующем.

На вертикальный отрезок произвольной длины наносят три шкалы, соответствующие числовым значениям индекса напряженности (ИН), обменного показателя (ОП) и частоты пульса (ЧП). Начало и конец всех шкал совмещают, ограничивая их размер среднестатистическими минимальными и максимальными числовыми значениями ИН, ОП, ЧП (ИН начинается с нуля). Соответственно шкалу ИН разбивают на деления в диапазоне от "0" до "2000" (снизу вверх), шкалу ОП - на деления в диапазоне от 1,75 до 4,25 (снизу вверх), шкалу ЧП - от 140 до 40 (сверху вниз). Параллельно полученной объединенной шкале наносят равноудаленно друг от друга три отрезка в очередности ИН, ОП, ЧП, длина каждого из которых соответствует числовой (фактической) величине своего показателя, полученной в результате обработки кардиограммы. В данном случае эти величины составят: ИН=125, ОП=2,5, ЧП=75. Соединив между собой вершины отрезков, получим кривую, которая служит моделью текущего состояния организма.

Установлено, что патология функционального состояния организма характеризуется не абсолютными числовыми значениями ИН, ОП, ЧП, а их соотношением. Так, при выбранном принципе построения диаграммы, показанной на фиг.3, восходящая кривая "К" (или близкая к ней) характеризует норму, любое отклонение от которой выявляется на модели в виде отклонения соответствующего показателя, что позволяет воздействовать на организм целенаправленно.

Предложенный способ диагностики в течение длительного времени проверялся на практике и показал высокую эффективность.

Ниже приводятся конкретные примеры применения заявленного способа.

Пример 1 (фиг.4).

Больной М., возраст 60 лет, поступил в хирургическое отделение в тяжелом состоянии с диагнозом: острый калькулезный холецистит, гангрена желчного пузыря, токсический шок.

При поступлении была снята кардиограмма, после обработки которой были получены показатели ИН=1851, ОП=3,80, ЧП=100. На их основании была построена модель текущего состояния, изображенная диаграммой на фиг.4 от 23.08.99.

Разница между диаграммой текущего состояния и типовой диаграммой, характеризующей нормальное состояние организма, изображенной на фиг.3, дает наглядное представление о тяжести пациента.

После традиционной предоперационной подготовки была проведена под общим обезболиванием хирургическая операция.

Первые сутки после операции состояние больного оставалось тяжелым, что видно из диаграммы от 24.08.99 (ИН=1851, СП=3,80, ЧП=100).

Последующие диаграммы от 27.08.99 и 29.08.99 показывают, как в результате адекватных методов лечения состояние больного постепенно приходило в норму.

Пациент был выписан из больницы на 28-е сутки с характеристиками ИН=575, ОП=2,30, ЧП=70, что отражено на диаграмме от 21.09.99.

Сравнение последней диаграммы с типовой диаграммой на фиг.3 показывает, что функциональное состояние пациента пришло к норме.

Сравнение между собой последовательных пяти моделей (с 23.08.99 по 21.09.99) позволяет объективно судить о динамике течения болезни.

Пример 2 (фиг.5).

Больной А., 18 лет, госпитализирован в плановом порядке в хирургическое отделение для рассечения спаек, возникших после аппендоктомии, выполненной за полгода до этого.

Диаграмма от 22.05.98, построенная на день поступления пациента, соответствует нормальному функциональному состоянию его организма.

Первые и вторые сутки после операции (диаграммы от 23.05.98 и 24.05.98) характеризовались повышением обменного показателя (ОП=4,00 и ОП=4,20 соответственно), что типично для подростков (активизация одного из звеньев симпатической нервной системы).

С четвертых суток (26.05.98, 28.05.98) состояние больного практически пришло в норму.

Показательным является сравнение диаграммы на день поступления (22.05.98) и на день выписки (28.05.98) с диаграммой, выполненной на 16-е сутки (08.06.98) в порядке контроля, которые практически совпадают с типовой диаграммой ("норма"). на фиг.3.

На приведенных примерах видны отличия в протекании послеоперационного периода у больных разных возрастов с сопоставимой тяжестью вмешательства, что обусловлено особенностями активизации их симпатической нервной системы. Например, у подростков (больной А.) при значительном увеличении обменного показателя индекс напряженности практически не меняется.

Заявленный способ позволяет свести разные симптомы и синдромы к восьми моделям патофизиологического состояния, что помогает унифицировать лечебный подход.

Изобретение относится к медицине, кардиологии. У пациентов снимают ЭКГ. Вычисляют индекс напряженности, частоту пульса. Вычисляют обменный показатель как числовое значение отношения интервалов QT к PQ. Используя вычисленные параметры, строят диаграммы. По диаграммам определяют функциональное состояние организма. Сравнивая диаграммы в последовательные промежутки времени, судят о динамике функционального состояния организма. Способ позволяет объективно судить о динамике течения болезни. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ диагностики функционального состояния организма, включающий математическую обработку кардиоинтервалов с построением гистограммы кардиоинтервалов, вычисление индекса напряженности (ИН) и частоты пульса (RR-среднее), отличающийся тем, что дополнительно вычисляют обменный показатель (ОП) как числовое значение отношения интервалов QT к PQ, используют совокупность трех числовых значений - ИН, RR-среднее и ОП, сравнивая их в последовательные промежутки времени, и по выявленным различиям судят о динамике изменения состояния организма. 2. Способ диагностики функционального состояния организма по п. 1, отличающийся тем, что по совокупности трех числовых значений - ИН, RR-среднее и ОП строят диаграмму, откладывая на вертикальный отрезок произвольной длины три шкалы, соответствующие числовым значениям индекса напряжения (ИН), обменного показателя (ОП) и частоты пульса (RR-среднее) в выбранной последовательности, при этом начало и конец всех шкал совмещают, ограничивая их размер среднестатистическими значениями каждой из характеристик и соединяя вершины отрезков, соответствующих каждому показателю.