Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки степени тяжести ишемического процесса центральной гемодинамической системы

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для диагностики, и терапии, в неврологии, кардиологии, сосудистой хирургии, экспертизе инвалидности, профессиональной пригодности.

Одной из проблем связанных с ведением ишемических больных является частое сочетание сосудистых поражений различных органов включая головной мозг, сердце и нижние конечности.

Основой взаимодействия ишемизированных органов являются процессы ишемического прекондиционирования или кратковременной гипоксии тканей, которые характеризуют защитную реакцию органов (сердце (С), головной мозг (ГМ), нижние конечности (НК)) в ответ на повторное ишемическое воздействие.

При этом современные подходы к анализу состояния ишемизированных больных основываются на представлении о краткосрочных воздействиях различного вида: нейрогенные, фармокологические, физические и т.д.

В тоже время наши наблюдения показывают, что патологические состояния сердца и сосудов, включая сосуды головного мозга и нижних конечностей сосуществуют длительно, приобретая хроническую взаимоотягощающую связь.

Такое течение хронических ишемических процессов требует разработки адекватных способов прогнозирования степени тяжести ишемического процесса, использование которых позволит повысить качество оказания медицинской помощи исследуемой категории пациентов.

Известен способ прогнозирования ишемической болезни сердца (А.С. №1773380 А1 Способ прогнозирования ишемической болезни сердца. Зборевский З.И., Фомина Р.Ф., Козлов И.Д., Розова Н.В. Подача заявки: 1988-28-06. Публикация а.с 07.11.1992). Способ осуществляется следующим образом. Во время обследования пациенту (обследуемому) измеряют систолическое давление общепринятым методом, дважды измеряют жизненную емкость легких с помощью водяного или воздушного спирометра, засчитывая наибольший результат во время измерений, измеряют систолическое артериальное давление (САД) и учитывают возраст с последующей математической обработкой данных, дополнительно измеряют жизненную емкость легких (ЖЕЛ), ширину тазового пояса, вычисляют линейную дискриминантную функцию

,

где Х₁ – уровень САД; Х₂ – значение ЖЕЛ; Х₃ – возраст; Х₄ – ширина тазового пояса обследуемого, и при А≥0 обследуемого относят к группе высокого риска возникновения ишемической болезни сердца.

Однако известный способ не позволяет оценивать различные степени тяжести ишемического процесса центральной гемодинамической системы (ЦГС), что снижает прогностическую ценность способа.

Кроме того использование этого способа не позволяет обеспечивать эффективное ведение больных с выбором рациональных схем профилактики и лечения исследуемой категории больных.

В качестве ближайшего аналога принят способ прогнозирования степени тяжести ишемического процесса сердца, головного мозга и нижних конечностей, описанный в работе Быков А.И., Устинов А.Г., Стародубцева Л.В. «Прогнозирование степени тяжести ишемического процесса сердца, головного мозга и нижних конечностей» Доклады 12-ой международной конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии – ФРЭМЭ – 2016» Владимир – Суздаль, Россия, 2016 Книга 1 с. 171-173.

Сущность этого способа состоит в том, что у обследуемого (пациента) определяется следующий набор показателей. ЦГС-критерий оценки саморегуляции центральной гемодинамической системы; ВС- время серсегирования критической ишемии нижних конечностей (в месяцах); ИБСНК- интенсивность болевого синдрома нижних конечностей (в баллах); ИБСС- интенсивность болевого синдрома сердца (в баллах); ИБСГМ- интенсивность болевого синдрома головного мозга (в баллах).

Параметр ЦГС определяется выражением:

(1)

- систолическое АД в данный момент времени (мм.рт.ст.);

- число сердечных сокращений (количество ударов вминуту);

- разница давления в настоящее время и 3 дня назад (мм.рт.ст);

- активное частичное тромбопластиновое время (в секундах);

- концентрация в крови, моль/л.

Расчет остальных показателей приводимых в описании ближайшего аналога к существу прилагаемой заявки отношения не имеют

Для оценки степени тяжести ишемического процесса ЦГС разработан алгоритм, табличная форма которого представлена таблицей 1.

Таблица 1. Алгоритм прогнозирования степени тяжести ишемического процесса ЦГС.

Примечание: ФИП – формы ишемического прекордиционирования; ПИП-параметры ишемического прекондиционирования

Решение принимается по простому алгоритму. Определяется колонка в которой все признаки удовлетворяют записанным значениям.

Недостатки данного метода прогнозирования обусловлены тем, что произведенные статистические исследования показали, что формула расчета ЦГС (1) обладает низкими показателями чувствительности и специфичности по отношению к выделяемым степеням тяжести ишемического процесса, что снижает качество принимаемых решений (диагностические специфичность и чувствительность не превышают уровня 0,73).

Технической задачей предлагаемого способа является повышение качества прогнозирования степени тяжести ишемического процесса центральной гемодинамической системы ЦГС.

Сущность изобретения состоит в том, что общеизвестными методами измеряется систолическое артериальное давление САД 1, через три дня измеряется систолическое артериальное давление САД и частота пульса ЧСС, методами лабораторного анализа определяются концентрация ионов кальция в крови [Са²⁺], активное частичное тромбопластиновое время АЧТВ, рассчитывается величина разности давления между САД 1 и САД. Определяют пульсовое артериальное давление ПАД, постоклюзионное венозное давление в конечности ПОВД, состояние диагностического резерва до и после холодовой пробы и снижение объема кровотока в базальной вене в ортостазе . График показателей ПАВ, ПОВД, и используется для определения коэффициента межрегионального взаимодействия КМВ.

По измеренным и рассчитанным показателям состояние центральной гемодинамической системы ЦГС определяется выражением:

, (2)

где КМВ – коэффициент межрегионального взаимодействия, определяющий влияние на степень тяжести ишемического процесса центральной гемодинамической системы наличия ишемических процессов в сердце, головном мозге и нижних конечностях; - весовой коэффициент, определяющий влияние различных периферийных органов на ЦГС.

Коэффициент межрегионального взаимодействия определяется выражением:

; (3)

где: ПАД – пульсовое артериальное давление, мм. рт. ст.;

ПОВД – постокклюзионное венозное давление в конечности, мм. рт. ст.;

- диагностический резерв до и после холодовой пробы;

- % снижение объема кровотока в базальной вене в ортостазе.

Весовой коэффициент определяется по следующему алгоритму:

- если у пациента имеется ишемическая болезнь нижних конечностей, то ;

- если – головного мозга, то ;

- если сердца, то ;

При наличии сочетанных ишемий весовой коэффициент определяется умножением соответствующих коэффициентов.

При отсутствии ишемических поражений органов .

С использованием интерактивных процедур сочетающих технологию экспертного оценивания Делфи и процедур минимизирующих прогностические ошибки определяются четыре функции принадлежности μ_н(ЦГС), μ_л(ЦГС), μ_p(ЦГС), μ_к(ЦГС) к таким классам отражающим исследуемые степени тяжести как: норма (н); латентное (л); реверсивное (р); критическое (к).

Формулы для расчета функций принадлежности имеют следующий вид:

Методика построения функций принадлежностей подробно рассмотрена в работах:

Кореневский Н.А. Оценка и управление состоянием здоровьем обучающихся на основе гибридных интеллектуальных технологий: монография / Н.А. Кореневский, А. Н. Шуткин, С.А. Горбатенко, В. И. Серебровский. – Старый Оскол: ТНТ, 2016. – 472 с.

Кореневский, Н.А. Использование нечеткой логики принятия решений для медицинских экспертных систем. Медицинская техника. – 2015. - №1(289). – С.33-35.

Принятие решения по классификации осуществляется по максимальному значению функций принадлежности. Величина уверенности определяется выражением:

Из приведенных формул и графика следует, что диагностическая чувствительность и специфичность составляет 0,9.

Таким образом качество классификации предлагаемой формулы расчета ЦГС более чем на 15% превышает качество принятия решений ближайшего аналога.

Конкретные примеры реализации способа:

Пациент А:

САД=120;

ЧСС=75;

∆АД=25;

АЧТВ=38,5;

2,0;

ПАД=300;

ПОВД=35;

∆ДР=0,7;

∆СБВО=0,35;

;

Расчитываемые показатели:

ЦГС=7,2;

КМВ=0,17.

Функции принадлежности:

μ_н(ЦГС)=0,9; μ_л(ЦГС)=0; μ_р(ЦГС)=0; μ_к(ЦГС)=0.

Вывод: у пациента нормальное состояние центральной гемодинамической системы.

Пациент Б:

САД=150

ЧСС=85

∆АД=35

АЧТВ=33,5

2,0;

ПАД=350;

ПОВД=45;

∆ДР=0,9;

∆СБВО=0,35;

;

Рассчитываемые показатели

ЦГС=12,63;

КМВ=0,3.

Функции принадлежности

μ_н (ЦГС)=0; μ_л(ЦГС)=0,9; μ_р(ЦГС)=0; μ_к(ЦГС)=0.

Вывод: с уверенностью 0,9 центральная гемодинамика пациента характеризуется латентным состоянием.

Пациент В

САД=170

ЧСС=120

∆АД=45

АЧТВ=31

2,0;

ПАД=420;

ПОВД=25;

∆ДР=1,0;

∆СБВО=0,40;

;

Рассчитываемые показатели

ЦГС=16,03;

КМП=0,63.

Вывод:

С уверенностью 0,9 центральная гемодинамика находится в реверсивном состоянии.

Пациент Г

САД=200;

ЧСС=120;

∆АД=60;

АЧТВ=2,7;

1,9;

ПАД=450;

ПОВД=25;

∆ДР=1,0;

∆СБВО=0,35;

;

Рассчитываемые показатели

ЦГС=24,76;

КМВ=1,3.

Функции принадлежности

μ_н(ЦГС)=0; μ_л(ЦГС)=0; μ_р(ЦГС)=0; μ_к(ЦГС)=0,9;

Вывод:

С уверенностью 0,9 центральная гемодинамика пациента Г находится в критическом состоянии.