Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ОСТРОГО НАРУШЕНИЯ МЕЗЕНТЕРИАЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано в качестве диагностики острых нарушений мезентериального кровообращения.

Существуют способы диагностики острого нарушения мезентериального кровообращения. Самым специфическим и наиболее объективным способом диагностики является ангиографическое исследование - аортография в 2-х проекциях (прямой и боковой). Методика позволяет выполнять не только аортографию, но и селективную мезентерикографию с определением локализации, вида и протяженности нарушения висцерального кровообращения, а также состояния коллатерального кровотока. Однако данный метод не может быть проведен в экстренной хирургии в большинстве клиник из-за отсутствия соответствующего оборудования (Гарелик П.В., Гарелик П.В., Дубровщик О.И., Мармыш Г.Г., Довнар И.С., Полынский А.А., Цилиндзь И.Т. с соавт. Диагностические и лечебные проблемы острого нарушения мезентериального кровообращения в ургентной хирургии (обзор литературы и результаты собственных исследований). Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2011; 4(36):17-31.).

Также известно ультразвуковое ангиосканирование с ультразвуковой допплерографией и цветным допплеровском картированием. Метод основан на визуализации просвета сосуда с регистрацией в нем потока крови. Однако во многих случаях данный метод исследования не позволяет верифицировать диагноз и, следовательно, оказывается бесполезной в определении хирургической тактики (Диагностические и лечебные проблемы острого нарушения мезентериального кровообращения в ургентной хирургии (обзор литературы и результаты собственных исследований) / Гарелик П.В., Гарелик П.В., Дубровщик О.И., Мармыш Г.Г., Довнар И.С., Полынский А.А., Цилиндзь И.Т. с соавт. // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. - 2011. - №4(36). - С. 17-31.) (Опыт применения ультразвукового исследования в дифференциальной диагностике сложных случаев неотложной хирургии (мезентериального тромбоза и деструктивного панкреатита) / Фирсова ВГ, Паршиков ВВ, Градусов ВП, Артифексова АА, Потехина ЮП // Современные технологии в медицине. - 2011. - №4. - С. 102-106.).

Так же известны инвазивные методы диагностики: диагностическая лапаротомия, диагностическая лапароскопия, при которых острое нарушение мезентериального кровообращения устанавливаются во время операции. Лапароскопия не позволяет определить клинические проявления острой окклюзии ВБА у 43% больных, а ишемическая стадия может быть заподозрена только в 36% случаев (Лапароскопическая диагностика острого нарушения мезентериального кровообращения / Баешко АА, Подымако ИС, Салогуб ИМ // Здравоохранение. - 2001. - №7. - С. 50-53.).

Техническим результатом предлагаемого способа диагностики острого нарушения мезентериального кровообращения является исключение инвазивности, упрощения выявления заболевания с целью своевременного оказания специализированной медицинской помощи.

Сущность предлагаемого способа диагностики острого нарушения мезентериального кровообращения в том, что проводят анализ клинико-анамнестических и лабораторно-инструментальных результатов исследования. В качестве переменных-предикторов используют 26 показателей: пол, возраст, систолическое артериальное давление (мм рт.ст.), диастолическое артериальное давление (мм рт.ст.), уровень сознания, наличие болей в животе, наличие тошноты, наличие рвоты с примесью крови, наличие стула с примесью крови, эритроциты (10¹²/л), гемоглобин (г/л), лейкоциты (10⁹/л), СОЭ (мм/ч), глюкоза (ммоль/л), креатинин (мкмоль/л), мочевина (ммоль/л), общий белок (г/л), АЛТ (Ед/л), ACT (Ед/л), УЗИ-ОБП (наличие жидкости в брюшной полости), УЗИ-ОБП (наличие перераздутых петель кишечника), Rg-ОБП (наличие уровней жидкости), Rg-ОГК (наличие пневмонии), наличие мерцательной аритмии, наличие сахарного диабета, наличие перитонита. Анализ осуществляют посредством искусственной нейронной сети прямого распространения (Фиг. 1). Для реализации структуры искусственной нейронной сети выбирают открытую нейросетевую библиотеку Keras. Искусственная нейронная сеть прямого распространения (Фиг. 1) состоит из пяти полносвязных слоев: одного входного, трех скрытых и одного выходного слоя. Входной слой имеет 12 нейронов (Фиг. 1.1), принимает 26 параметров. Первый скрытый слой имеет 15 нейронов (Фиг. 1.2), второй скрытый слой имеет 6 нейронов (Фиг. 1.3), третий скрытый слой имеет 10 нейронов (Фиг. 1.4). На данных слоях используют функцию активации под названием «выпрямитель» (ReLU). Выходной слой для отражения принадлежности к одному из классов имеет 2 выхода (Фиг. 1.5). На данном слое используют функцию активации Softmax. Искусственная нейронная сеть делит выходные значения на две группы. Пациентов с выходным значением выше или равным 0,7 относят к группе людей, имеющих острое нарушение мезентериального кровообращения. При выходном значении меньше 0,7 относят к группе людей, не имеющих острое нарушение мезентериального кровообращения.

Предлагаемый способ диагностики острых нарушений мезентериального кровообращения осуществляют следующим образом. При поступлении больного в хирургическое отделение по экстренным показаниям с болями в животе собирают следующие данные: пол (проводят устный опрос пациента или его родственников), возраст (проводят устный опрос или его родственников), систолическое артериальное давление (измеряют механическим тонометром, мм рт.ст), диастолическое артериальное давление (измеряют механическим тонометром, мм рт.ст), уровень сознания (выделяют ясное или неясное. Проводят опрос пациента, осмотр пациента, результаты оценивают по шкале комы Глазго), наличие или отсутствие болей в животе (проводят опрос пациента, либо его родственников, проводят пальпацию живота), наличие или отсутствие тошноты (проводят опрос пациента, либо его родственников), наличие или отсутствие рвоты с примесью крови (проводят опрос пациента, либо его родственников), наличие или отсутствие стула с примесью крови (проводят опрос пациента, либо его родственников. Проводят пальцевой осмотр прямой кишки), количество эритроцитов (выполняют общий анализ крови, ×10¹²/л), уровень гемоглобина крови (выполняют общий анализ крови, г/л), количество лейкоцитов крови (выполняют общий анализ крови, ×10⁹/л), скорость оседания эритроцитов (выполняют общий анализ крови, мм/ч), уровень глюкозы крови (выполняют биохимический анализ крови, ммоль/л), уровень креатинина крови (выполняют биохимический анализ крови, мкмоль/л), уровень мочевины крови (выполняют биохимический анализ крови, ммоль/л), уровень общего белка крови (выполняют биохимический анализ крови, г/л), уровень аланинаминотрансферазы крови (выполняют биохимический анализ крови, Ед/л), уровень аспартатаминотрансферазы крови (выполняют биохимический анализ крови, Ед/л), наличие или отсутствие жидкости в брюшной полости (выполняют ультразвуковое исследование органов брюшной полости), наличие или отсутствие перераздутых петель кишечника (выполняют ультразвуковое исследование органов брюшной полости), наличие или отсутствие уровней жидкости (выполняют рентгенографию органов брюшной полости), наличие или отсутствие пневмонии (выполняют рентгенографию органов грудной клетки), наличие или отсутствие мерцательной аритмии (выполняют электрокардиограмму, выполняют осмотр терапевта приемного отделения), наличие или отсутствие сахарного диабета (документально подтвержденный ранее), наличие или отсутствие перитонита (проводят опрос пациента, выполняют пальпацию живота, выполняют ультразвуковое исследование органов брюшной полости). Полученные анамнестические, клинико-лабораторные данные вводят в искусственную нейронную сеть прямого распространения (Фиг. 1).

Анализ осуществляют посредством искусственной нейронной сети прямого распространения (Фиг. 1). Для реализации структуры искусственной нейронной сети выбирают открытую нейросетевую библиотеку Keras. Искусственная нейронная сеть прямого распространения (Фиг. 1) состоит из пяти полносвязных слоев: одного входного, трех скрытых и одного выходного слоя. Входной слой имеет 12 нейронов (1), принимает 26 параметров. Первый скрытый слой имеет 15 нейронов (2), второй скрытый слой имеет 6 нейронов (3), третий скрытый слой имеет 10 нейронов (4).

На данных слоях используют функцию активации под названием «выпрямитель» (ReLU). Выходной слой для отражения принадлежности к одному из классов имеет 2 выхода (5). На данном слое используют функцию активации Softmax. Последний этап создание нейронной сети в библиотеке Keras - это компиляция модели. Для этого используется функции compile из класса model. сети. Функцией оптимизации выбрана Adam.

Для обучения необходимо вызвать функцию fit из класса model библиотеки Keras. Искусственная нейронная сеть делит выходные значения на две группы. Пациентов с выходным значением выше или равным 0,7 относят к группе людей, имеющих острое нарушение мезентериального кровообращения. Пациентов с выходным значением ниже 0,7 относят к группе людей, не имеющих острое нарушение мезентериального кровообращения.

Пример 1. Больная Н., 74 года, поступила в отделение неотложной хирургии №2 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Перитонит». Для дальнейшего анализа выделены следующие данные: АД: 125/80 мм рт.ст., сознание неясное. Со слов родственников, начало заболевания ассоциируют с появлением резких болей в животе, тошноты. Рвоты и стула с примесью крови не отмечено. Эритроциты - 4,6×10¹²/л, гемоглобин 123 г/л, лейкоциты 15,6×10⁹/л, СОЭ - 67 мм/ч, уровень глюкозы крови 7,6 ммоль/л. Креатинин 102 мкмоль/л, мочевина - 8,3 ммоль/л, общий белок 54 г/л, ACT - 28 Ед/л, АЛТ - 74 Ед/л. По данным УЗИ - наличие жидкости в брюшной полости, перераздутых петель кишечника. На Rg-ОБП - отсутствие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК отсутствие пневмонии. Из сопутствующей патологии выделено: наличие мерцательной аритмии, сахарного диабета. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,7071, что составило больше 0,7. Данная информация свидетельствует о наличии у пациента острых нарушений мезентериального кровообращения. Пациентке выполнена диагностическая лапаротомия. Интраоперационно: тонкая и толстая кишка имела бурый цвет, тусклая с очагами некрозов, в брюшной полости экссудат. Диагноз: мезентериальный тромбоз. Тотальный некроз тонкой и толстой кишки - случай признан некурабельным.

Пример 2. Больная Н., 92 года, поступила в отделение неотложной хирургии №2 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Перитонит». Для дальнейшего анализа выделены следующие данные: АД: 115/80 мм рт.ст., сознание неясное. Со слов родственников, начало заболевания ассоциируют с появлением резких болей в животе. Тошноты, рвоты и стула с примесью крови не отмечено. Эритроциты - 4,3×10¹²/л, гемоглобин 120 г/л, лейкоциты 18,6×10⁹/л, СОЭ - 75 мм/ч, уровень глюкозы крови 4,3 мкмоль/л. Креатинин 124 мкмоль/л, мочевина - 8,7 ммоль/л, общий белок 117 г/л, ACT - 62 Ед/л, АЛТ - 57 Ед/л. По данным УЗИ - наличие жидкости в брюшной полости. Перераздутых петель кишечника не отмечено. На Rg-ОБП - отсутствие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК отсутствие пневмонии. Из сопутствующей патологии выделено: наличие мерцательной аритмии. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,977, что составило больше 0,7. Данная информация свидетельствует о наличии у пациентки острого нарушения мезентериального кровообращения. Пациентке выполнена диагностическая лапаротомия: нисходящая ободочная кишка имела бледно-серый цвет. Стенка кишки уплотнена, визуализируются очаги некрозов, местами визуализируются кровоизлияния. Диагноз: мезентериальный тромбоз. Некроз левой половины ободочной кишки. Больной выполнена левосторонняя гемиколэктомия с наложением трансверзостомы.

Пример 3. Больной М., 74 года, поступил в отделение неотложной хирургии №2 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Перитонит». Для дальнейшего анализа выделены следующие данные: АД: 100/65 мм. рт.ст., сознание неясное. Со слов родственников, начало заболевания ассоциируют с появлением резких болей в животе, тошноты. Рвоты и стула с примесью крови не отмечено. Эритроциты - 4,5×10¹²/л, гемоглобин 115 г/л, лейкоциты 17,9×10⁹/л, СОЭ - 63 мм/ч, уровень глюкозы крови 4,4 ммоль/л. Креатинин 84 мкмоль/л, мочевина - 17,3 ммоль/л, общий белок 87 г/л, ACT - 54 Ед/л, АЛТ - 59 Ед/л. По данным УЗИ - отсутствие жидкости в брюшной полости, наличие перераздутых петель кишечника. На Rg-ОБП - наличие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК отсутствие пневмонии. Из сопутствующей патологии выделено: наличие мерцательной аритмии. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,929, что составило больше 0,7. Данная информация свидетельствует о наличии у пациента острых нарушений мезентериального кровообращения. Больному выполнена диагностическая лапароскопия: правая половина ободочной кишки кишка имела бурый цвет, визуализировались очаги некрозов, в брюшной полости экссудат. Диагноз: мезентериальный тромбоз. Некроз правой половины толстой кишки. Выполнена конверсия, правосторонняя гемиколэктомия с наложением илеостомы по Торнболлу.

Пример 4. Больной Н., 48 лет, поступил в отделение неотложной хирургии №1 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Перитонит». Для дальнейшего 7 анализа выделены следующие данные: АД: 100/70 мм рт.ст., сознание неясное. Со слов родственников, начало заболевания ассоциируют с появлением резких болей в животе, тошноты. Рвоты, стула с примесью крови не отмечено. Эритроциты - 4,1×10¹²/л, гемоглобин 110 г/л, лейкоциты 14,2×10⁹/л, СОЭ - 75 мм/ч, уровень глюкозы крови 4,2 ммоль/л. Креатинин 84 мкмоль/л, мочевина - 14,6 ммоль/л, общий белок 84 г/л, ACT - 34 Ед/л, АЛТ - 41 Ед/л. По данным УЗИ - наличие жидкости в брюшной полости. Перераздутых петель кишечника не отмечено. На Rg-ОБП - отсутствие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК отсутствие пневмонии. Из сопутствующей патологии: наличие мерцательной аритмии, сахарного диабета не выделено. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,046, что составило меньше 0,7. Данная информация свидетельствует об отсутствии у пациента острого нарушения мезентериального кровообращения. Пациенту выполнена диагностическая лапаротомия. Диагноз: Язвенная болезнь желудка. Перфорация язвы. Распространенный фибринозно-гнойный перитонит. Выявлена перфорация язвы тела желудка. Пациенту выполнено ушивание перфоративного отверстия.

Пример 5. Больной Л., 51 год, поступил в отделение неотложной хирургии №2 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Острый панкреатит». Для дальнейшего анализа выделены следующие данные: АД: 130/75 мм рт.ст., сознание ясное. Начало заболевания ассоциировано с появлением резких болей в животе, тошноты. В анамнезе эпизоды рвоты и стула с примесью крови отсутствуют. Эритроциты - 4,6×10¹²/л, гемоглобин 137 г/л, лейкоциты 9,4×10⁹/л СОЭ - 85 мм/ч, уровень глюкозы крови 7,4 ммоль/л. Креатинин 99 мкмоль/л, мочевина - 6,7 ммоль/л, общий белок 74 г/л, ACT - 14 Ед/л, АЛТ - 28 Ед/л. По данным УЗИ - отсутствие жидкости в брюшной полости, отсутствие перераздутых петель кишечника. На Rg-ОБП - отсутствие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК отсутствие пневмонии. Из сопутствующей патологии: отсутствие мерцательной аритмии, наличие сахарного диабета. По данным обследования выявлено отсутствие перитонита. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,24 что составило меньше 0,7. Данная информация свидетельствует об отсутствии у пациента острого нарушения мезентериального кровообращения. Пациенту проводилось консервативное лечение: анальгетическая, спазмолитическая, антисекреторная терапия контроль лабораторных показателей, сопутствующей патологии. Диагноз: острый идиопатический панкреатит. На фоне проводимого консервативного лечения настало улучшение самочувствия, купирование болевого синдрома. Пациент выписан на 7-е сутки под наблюдение хирурга поликлиники по месту жительства.

Пример 6. Больная К., 52 года, поступила в отделение неотложной хирургии №2 ОГБУЗ КБСМП г. Смоленска с диагнозом «Перитонит». Для дальнейшего анализа выделены следующие данные: АД: 80/60 мм рт ст, сознание неясное. Со слов родственников, начало заболевания ассоциируют с появлением резких болей в животе, тошнота. В анамнезе эпизодов рвоты и стула с примесью крови. Эритроциты - 3,9×10¹²/л, гемоглобин 102 г/л, лейкоциты 14,8×10⁹/л СОЭ - 82 мм/ч, уровень глюкозы крови 4,3 ммоль/л. Креатинин 100 мкмоль/л, мочевина - 9,4 ммоль/л, общий белок 68 г/л, ACT - 54 Ед, АЛТ - 43 Ед/л. По данным УЗИ - жидкость в брюшной полости, отсутствие перераздутых петель кишечника. На Rg-ОБП - отсутствие уровней жидкости. По данным Rg-ОГК наличие пневмонии. Из сопутствующей патологии: наличие мерцательной аритмии, отсутствие сахарного диабета. Полученные данные были интегрированы в искусственную нейронную сеть. Выходное значение составило 0,1, что составило меньше 0,7. Данная информация свидетельствует об отсутствии у пациентки острого нарушения мезентериального кровообращения. Пациентке выполнена диагностическая лапаротомия. Выявлена опухоль сигмовидного отдела толстой кишки. Диагноз: ЗНО сигмовидной кишки. Перфорация опухоли. Распространенный фибринозно-гнойный перитонит. Пациентке выполнена обструктивная резекция сигмовидной кишки с наложением сигморектального анастомоза. На 3-й сутки выявлена несостоятельность толсто-толстокишечного анастомоза. Выполнена релапаротомия, наложена сигмостомы. В послеоперационном периоде присутствовало нагноение лапаротомной раны.

Предлагаемый способ диагностики острых нарушений мезентерального кровообращения был проверен на данных 14 людей.

Таким образом, указанные примеры демонстрируют, что способ диагностики острого нарушения мезентериального кровообращения экономичен и не инвазивен. Данный способ можно применять еще на уровне приемного отделения.

Преимуществами предлагаемого способа диагностики острого нарушения мезентериального кровообращения являются простота, экономичность по сравнению с большинством имеющихся методов, он не инвазивен, основан на анализе полученных данных в результате обследования пациента еще на уровне приемного отделения. Данный способ способствует быстрому выявлению заболевания с целью своевременного оказания специализированной медицинской помощи.