Составители: Чернов В.И., Семенов С.Н., Балиашвили Д.У.

 

 

УДК 616.12 – 008-07:681.3

 

В.И.Чернов, С.Н.Семенов, Д.У.Балиашвили Мониторно-компьютерные системы оперативного контроля состояния организма: система кардиомониторинга, мониторинг артериального давления. Методические материалы для студентов Ш курса лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов. – Воронеж, 2002. – 30 с.

 

Методические материалы посвящены изучению теоретических основ и программного обеспечения мониторирования показателей жизненно важных функций организма. Методические материалы рассчитаны на одно лабораторное занятие и включают теоретические положения и указания к выполнению практической работы.

 

 

Рецензенты:

 

Заведующий кафедрой биологической химии ВГМА доктор медицинских наук профессор В. В. Алабовский

 

Доцент кафедры технической кибернетики и автоматического регулирования ВГУ кандидат технических наук В. А. Голуб

 

 

Методические материалы утверждены на заседании Центрального координационно - методического совета ВГМА им. Н.Н.Бурденко (протокол № 1 от 19 октября 2001 г.)

 

 

Тема: Мониторно-компьютерные системы оперативного контроля состояния организма: система кардиомониторинга, мониторинг артериального давления.

Цель занятия и ее мотивационная характеристика: на оснований знаний и умений, полученных на предшествовавших занятиях продолжить изучение принципов организации и применения медицинских приборно-компьютерных комплексов, а именно, автоматизированных систем мониторного контроля состояния жизненно важных функций организма.

Эти знания, понимание принципов работы и умение использовать на практике системы мониторирования необходимы в работе врача-специалиста. Практическая деятельность врача отделения (палаты) интенсивной терапии, анестезиолога, кардиолога в настоящее время связана с применением приборно-компьютерных систем мониторинга, с умением анализировать результаты, полученные при мониторном исследовании различных физиологических параметров. Понимание принципов проведения мониторных наблюдений, умение грамотно трактовать полученные результаты необходимы для повышения качества диагностического и лечебного процессов.

По результатам проведенного занятия студент (слушатель ФПК) должен знать:

- теоретические основы проведения мониторинга показателей жизненно важных функций организма;

- основные типы мониторинга;

- основные принципы автоматизированной обработки сигнала и анализа результатов при мониторировании артериального давления;

- теоретические основы кардиомониторинга по Холтеру;

- основные показатели, получаемые по результатам кардиомониторинга, их практическая значимость.

 

В процессе выполнения практической части занятия студенту (слушателю ФПК) необходимо овладеть умениями:

- работы с программой мониторинга артериального давления;

- основными навыками работы с программой кардиомониторинга по Холтеру.

Оснащение: персональный компьютер IBM PC AT, программы: «Монитор давления», фирма «MedSoft»;«КТ-4000» и «КТ-4000 – демо» фирма «Инкард» г. Санкт-Петербург.

 

I. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

НЕПРЕРЫВНЫЙ АППАРАТНЫЙ КОНТРОЛЬ (МОНИТОРИНГ) ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БОЛЬНЫХ.

Во многих случаях при тяжелом состоянии больных или ухудшении его, особенно при появлении угрожающих жизни симптомов, важно постоянное наблюдение за ос­новными показателями жизненных функций. Нередко лишь при своевременном определении отклонений в со­стоянии больных можно срочно принятыми необходимы­ми мероприятиями спасти больного. Это относится к больным с опасными нарушениями сердечного ритма, больным в состоянии шока, комы, в прединфарктном состоянии и при остром инфаркте миокарда, при неко­торых интоксикациях, во время и после сложных опера­ций, родов, а также ряда диагностических исследований, после тяжелых травм и т. п. Постоянное непрерывное наблюдение за тяжелобольными, оценка полученной ин­формации, своевременное принятие необходимых мер лечения и контроль его эффективности — весьма важная и сложная задача клинической медицины.

Во многом основная нагрузка при постоянном наб­людении тяжелобольных ложится на плечи среднего медицинского персонала. Однако, будь это опытная медицинская сестра или врач, одному человеку не по си­лам практически непрерывное наблюдение и за од­ним тяжелобольным (не говоря о нескольких) с необ­ходимой интенсивностью внимания, даже при наличии соответствующих контрольных приборов. Та информация, которую обычно получают при отсутствии специальных мониторных систем, является далеко не достаточной. Это относится к таким сведениям, как внешний вид больного, частота и характер пульса, дыхания, ве­личина артериального давления, температура и т. п. Да­же опытному клиницисту трудно проанализировать и за­помнить все полученные данные, сравнить их с нормаль­ными показателями и на основе этого не только сделать заключение и принять соответствующие меры, но и уловить скрытые сдвиги в организме, сопутствующие, например, начинающейся дыхательной недостаточности, которая может стать опасной для жизни. На основании данных такого обследования нередко трудно оказать пол­ноценную помощь больному. Так, например, без опреде­ления резистентности дыхательных путей нельзя знать точно, когда необходимо отсосать секрет из трахеи, и т. п. Без своевременного определения возникновения желудочковых экстрасистол и оценки их динамики нель­зя прогнозировать возможность развития фибрилляции желудочков.

Необходимо особо подчеркнуть, что однократное оп­ределение различных показателей, даже если оно повто­ряется с небольшими интервалами, не может заменить непрерывного определения (при необходимости и регист­рации) этих показателей. Часто раннее выяснение опас­ных сдвигов в организме непосредственно зависит от быстроты получения данных и их информативности. Все это обеспечивают аппараты — мониторы: длительное не­прерывное слежение за основными физиологическими па­раметрами организма во время его критического состояния и точное документирование получаемых данных позволяет врачу (или ЭВМ) не только установить и оце­нить возникающие нарушения, но и уловить тенденции возможных отклонений (так называемых премониторных) и этим сократить интервал между появлением на­рушений (или предотвратить наступление их) и началом рациональной терапии. Благодаря этому уменьшается и субъективизм, которого еще слишком много в работе врача. Уже из того, что сказано, видно, что при желании получить широкую и глубокую непрерывную информа­цию о состоянии больного нельзя обойтись без автома­тизации процесса контроля состояния и лечения тяже­лобольных. Применение мониторных систем, к пульту которых стекается информация от нескольких прикро­ватных систем, позволяет вести непрерывный контроль за несколькими тяжелобольными и этим интенсифициро­вать уход и лечение.

Хотя в популярной литературе вначале некоторые мониторные системы стали называть «электронными меди­цинскими сестрами» или «сиделками», однако основным в мониторной системе остается врач или опытная специа­лизированная медицинская сестра, а сама мониторная система — это лишь вспомогательное средство, позво­ляющее медицинскому персоналу восполнить свои «дефекты», о которых говорили раньше, и представляющее “данные, необходимые для соответствующих заключений” и решений, а также для контроля их выполнения. Аппа­ратное наблюдение также имеет свои «дефекты»: оно не может, например, заменить врача при определении внеш­него вида больных, оценки его потливости, окраски кожных по­кровов и склер и т. п., что возможно лишь при прямом контакте врача с больным. Достоинством мониторных систем и отличием от обычных диагностических прибо­ров, кроме непрерывного наблюдения, является и воз­можность определения критических границ в тех или иных наблюдаемых параметрах путем автоматического вклю­чения сигнализации об опасной ситуации световыми или звуковыми сигналами и, в ряде случаев, даже срочное активное принятие лечебных мер. При этом в некоторых мониторных системах различают сигналы предупреж­дения (например, гипо- или гипертермия) и тре­воги (остановка сердца, дыхания, резкая гипотония и др.).

Использование электронных систем экономит время медицинского персонала, освобождает его для выполне­ния необходимых задач. Важным является и то, что некоторые мониторные системы могут не толь­ко обрабатывать, но и сохранять системные данные, глу­бокий анализ которых всегда необходим клиницистам для дальнейшего улучшения результатов ухода и интен­сивного лечения тяжелобольных.

В зависимости от вариантов использования выделяют следу­ющие разновидности мониторирования:

• Операционный мониторинг. Операционный компьютерный мо­нитор предназначен для автоматического наблюдения за состоя­нием больного во время операции, ведения наркозной карты с автоматическим занесением в наркозную карту значений физио­логических параметров (частоты сердечных сокращений, систоли­ческого и диастолического артериального давления, содержания кислорода в гемоглобине артериальной крови) при проведении операции, автоматического ведения протокола наркозной карты с привязкой ко времени, ведения протокола анестезии, автоматичес­кого формирования на дискете результатов (заполненного прото­кола анестезии, наркозной карты с трендами, протокола заполне­ния наркозной карты) для передачи в персональный компьютер заведующего отделением.

• Кардиомониторирование в период оказания экстренной меди­цинской помощи. Кардиомонитор находится в оснащении бригад скорой медицинской помощи и служит для оптимизации ранней диагностики острых коронарных синдромов, нестабильной стено­кардии, острой коронарной недостаточности, острого инфаркта миокарда и внезапной остановки кровообращения на догоспитальном этапе.

• Мониторинг больных отделений интенсивной терапии. Обеспечивает круг­лосуточное мониторное наблюдение ЭКГ и показателей жизненно важных функций. Система приборов для автоматического наблюдения нескольких больных может быть трех типов: первый, прикроватный, когда у койки каждого больного находят­ся не только контрольные, но иногда и регистрирующие приборы. Этот тип мониторизации называ­ется еще индивидуальным, периферическим. В неболь­ших стационарах для большей экономии могут быть при­менены мобильные (передвижные) мониторы, с помощью которых можно наблюдать того или другого больного, требующего более интенсивного лечения в данный пери­од. Выделяют две группы больных для аппаратного наблюдения — первую, так называемую рутинную, которые перенесли различной тяжести операции и требуют минимального наблюдения и лишь при появлении осложнений они пе­реводятся во вторую группу — группу интенсивного на­блюдения. В нее включаются больные после искусствен­ного кровообращения, клинической смерти, больные, требующие искусственной вентиляции, и др. Здесь тре­буется контроль состояния мозга, сердечно-сосудистой системы и газообмена и др.

Второй тип системы наблюдения отличается тем, что информация, поступающая от од­ного или нескольких больных, передается в контрольный центр. Он обязателен, когда необходимо конт­ролировать нескольких больных; в этом случае синхрон­но или поочередно «просматриваются» параметры жизненно важных функций одного, а затем другого больного. В центре наблюдения должны быть контрольные прибо­ры, осциллограф-индикатор, дистанционный сигнализа­тор; необходимой также является регистрирующая ап­паратура, которая периодически через заданные интер­валы времени записывала бы нужные величины, отмечая номер наблюдаемого больного, или включалась бы авто­матически при возникновении необходимости к этому.

Третий вариант систем — это сочетание первого и второго типов. Несмотря на большую стоимость, такая система более полезна персоналу, оказывающему по­мощь больному, так как на месте можно контролировать параметры жизненных функций и эффект применяемых мероприятий. Известно, что при внезапной остановке сердца или фибрилляции желудочков кровообращение нужно восстановить не позже чем через 2 мин. Необхо­димо, чтобы пост наблюдающего медицинского персо­нала находился не далее 10—15 м от больных.

• Мониторинг интегрального состояния жизненно важных фи­зиологических систем стационарных больных. Компьютерные полианализаторы могут одновременно мониторировать следую­щие физиологические показатели пациентов:

- электрокардиосигнал (форма, полярность, зубцы, амплитуда, частота сердечных сокращений);

- реопневмосигнал импедансной пневмограммы – вид дыха­ния, глубина дыхания, частота дыхания, остановка дыхания;

- фотоплетизмограмма (вид кривой периферического крово­обращения);

- фотоплетизмограмма красная и инфракрасная с датчика пульсоксиметра (вид кривой периферического кровообращения, ча­стота сердечных сокращений, процентное содержание кисло­рода в гемоглобине артериальной крови);

- реограмма (снимается тетрополярным методом, вычисляются частота сердечных сокращений, частота дыхания, гемодинами-ческие показатели);

- поверхностная температура;

- ректальная температура;

- артериальное давление неинвазивное (график тонов Короткова в манжете);

- электроэнцефалограмма.

• Суточное мониторирование электрофизиологических показа­телей. Традиционное разовое измерение артериального давле­ния, разовая регистрация ЭКГ не всегда отражают реальную кар­тину заболевания пациента. Выходом из этой ситуации является суточное мониторирование жизненно важных показа­телей. Суточный мониторинг ЭКГ был разработан Норманом Холтером еще 40 лет назад и представляет собой систему непрерыв­ной регистрации электрокардиосигнадов на магнитной ленте и ускоренной интерпретации данных. Носимые мониторы позволяют регистрировать различные биологические параметры — ЭКГ, ЭЭГ, артериальное давление, некоторые биохимические показатели и т.д. При проведении амбулаторного мониторирования особое значение приобретает правильное ведение пациентом или его родственниками дневника мониторного наблюдения с указанием времени физиологического сна, физических и психоэмоциональных нагрузок, изменения самочувствия и состояния больного и т.д. в зависимости от специфики проводимого мониторинга.

• Телеметрия электрофизиологических сигналов. Под этим тер­мином понимают дискретный мониторинг электрофизиологических сигналов пациентов, удаленных территориально и находящих­ся на врачебном наблюдении, с использованием телекоммуника­ционных технологий связи.

• Индивидуальный мониторинг жизненно важных параметров (аутотрансляция по телефону). Для эффективного предупреж­дения первичного и повторного инфарктов миокарда и внезапной коронарной смерти у больных группы риска возможно при­менение аутотрансляции ЭКГ. Особенность этого вида монито­рирования заключается в том, что регистрация ЭКГ производит­ся с помощью носимого прибора самим пациентом при появле­нии симптомов или в соответствии с инструкциями лечащего вра­ча, а затем зафиксированный фрагмент ЭКГ передается но теле­фону в дистанционный кардиологический центр. Это позволяет осуществлять динамический контроль за больными, оперативную коррекцию проводимой терапии, эффективную адаптацию к бы­товым и производственным нагрузкам, оптимизацию ведения боль­ных инфарктом миокарда на постгоспитальном этапе.

Формы представления параметров, контролируемых путем мониторинга:

а) цифровая индикация путем показа данных измерения на стрелочных или цифровых табло. Цифровая индикация применяется при наблюдении за постоянно и быстро изменяющимися физиологическими показателями, например частотой пульса и дыхания, высотой артериального давления;

б) осциллоскопия, которая применяется для наблюдения за кривыми ЭКГ, ЭЭГ, артериального и внутрисердечных давлений; для лучшей оценки наблюдаемых быстро ме­няющихся величин применяются электронные трубки или осциллоскопы «памяти» с длительным послесвечением, т. е. возможностью «замерзания» кривых;

в) регистрация данных. Для записи очень быстрых про­цессов (ЭЭГ, ЭКГ, кривых полостного давления) широ­ко применяется прямая электротермическая и другие за­писи, в том числе — на магнитную ленту и с использованием твердотельных запоминающих систем

Выбор парамет­ров для мониторирования в большой степени зависит от того, в каком отделе­нии больницы, у каких больных мониторная система будет применена. Этот вопрос тесно связан и с органи­зацией палат или отделений интенсивного наблюдения и лечения, а также с вопросом, какие больные должны помещаться в этих палатах и по каким критериям дол­жен проводиться их отбор. В зависимости от ситуации может тре­боваться длительная, непрерывная мониторизация или лишь периодиче­ская, кратковременная. Данные вопросы еще не получили полного однозначного решения, которое возможно лишь на основании глубокого анализа большого опыта по мониторингу и научного прогнозирования угрожающих состояний.