Способ динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к способам и устройствам диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека. Способ динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных состоит в регистрации пространственной баллистокардиограммы, больного помещают на матрац функциональной кровати с 3-х координатным первичным преобразователем акселерометрического типа, непрерывно регистрируют значения электрических сигналов по каждому из трех выводов датчика, вычисляют интеграл вектора результирующей силы за расчетный цикл, сравнивают это значение с ΔW_i за предыдущий цикл при подают сигнал тревоги. Устройство для динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных, содержащее корпус с установленными в нем тремя пластинчатыми пьезоэлементами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем корпус выполнен цилиндрическим и в нем в прямоугольных пазах установлены консольно пьезоэлементы с инерционной массой на свободном конце, чувствительные оси которых взаимно перпендикулярны.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам динамического контроля состояния тяжелых больных в отделениях и палатах реанимации, интенсивной терапии (непрерывный мониторинг).

Наиболее близким по технической сущности в части способа является способ баллистокардиографии, состоящий в регистрации пространственной баллистокардиограммы, известный из заявки JP N 61-24010, кл. А 61 В 5/00, 1986 г.

Однако известный способ не обеспечивает необходимой точности регистрации баллистокардиограммы, зависит от положения тела больного, что осложняет диагностику и ограничивает область применения способа.

Наиболее близким по технической сущности в части устройства является устройство, содержащее корпус с установленными в нем тремя пластинчатыми пьезоэлементами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях (авторское свидетельство SU N 950310, кл. А 61 В 5/02, 1982 г.).

Однако результат, достигаемый с помощью известного устройства зависит от положения тела исследуемого, в результате чего не обеспечивается необходимая точность регистрации баллистокардиограммы.

Задача изобретения состоит в исключении зависимости баллистокардиограммы от положения тела больного с достижением технического результата, состоящего в повышении точности регистрации баллистопациента, а также оценка динамики изменения состояния пациента и подача сигнала тревоги при ухудшении его состояния.

Способ динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных состоит в регистрации пространственной баллистокардиограммы, для чего больного помещают на матрац функциональной кровати с 3-х координатным первичным преобразователем акселерометрического типа, непрерывно регистрируют значения электрических сигналов по каждому из трех выводов датчика, рассчитывают интервал вектора силы за сердечный цикл ΔW_i+1, сравнивают это значение с предыдущим ΔW_i и при подают сигнал тревоги.

При осуществлении способа оценки состояния сердечно-сосудистой системы больного помещают на матрице функциональной кровати, представляющем собой поролоновый лист (h 200 мм) с вставленным в него 3-х координатным первичным преобразователем акселерометрического типа.

Регистрируют значения электрических сигналов по каждому из трех видов датчика, соответствующих ортогональным составляющим вектора силы сердечного сокращения F_x, F_y, F_z.

Рассчитывают значения вектора результирующей силы в реальном масштабе времени с частотой не менее 10 гц по формуле: F = F²_x+F²_y+F²_z Вычисляют интервал вектора результирующей силы за сердечный цикл ΔW_i+1, представляющий собой импульс силы сердечного сокращения: .

Сравнивают значение импульса силы за предыдущий цикл с вычисленным значением путем определения отношения Подают сигнал тревоги при уменьшении коэффициента К_j < 0,7.

Таким образом контролируется изменение состояния сердечно-сосудистой системы за каждый сердечный цикл, т. е. осуществляется динамическое слежение за изменением сократительной функции миокарда.

Способ осуществляется с помощью устройства, встроенного в матриц и выполненного в виде поролонового листа с вставленным в него 3-х координатным первичным преобразователем, содержащем корпус 1 и установленными в нем тремя пластинчатыми пьезоэлементами 2, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем корпус выполнен цилиндрическим и в нем в прямоугольных пазах на клею установлены консольно пьезоэлементы с инерционной массой 3 на свободном конце. Чувствительные оси консольных пьезоэлементов балочной конструкции, пересекаясь в центре корпуса, образуют начало инерциальной системы координат.

Сигналы с выводов датчика преобразуются в цифровую форму, через стандартный интерфейс вводятся в устройство обработки, в качестве которого может использоваться контролер или ПЭВМ, с целью интерпретации пространственной баллистокардиограммы для слежения за изменением состояния сократительной функции сердца.

При воздействии на инерционную точечную массу 3 инерционной силы, пропорциональной действующему на преобразователь по соответствующей оси ускорению, пьезоэлемент 2 преобразует ее в электрический заряд, пропорциональный этой силе, за счет чувствительности пьезоэлемента к изгибной деформации Программою реализуются функции вычисления интеграла вектора результирующей силы, импульса силы, расчета коэффициента, а результат выводится на монитор ПЭВМ, находящегося на рабочем месте дежурного медперсонала.

Пример. Больной К. 45 лет, история болезни N 36571, поступил в клинику кардиологии Военно-медицинская академия 2.11.92 г. в тяжелом состоянии по поводу сахарного диабета первого типа, осложненного микро- и макроангенопатией, гломерулосклерозом, хронической почечной недостаточностью III ст. артериальной гипертензией, микрокардиодистрофией, недостаточностью кровообращения III ст. Течение заболевания отличалось лабильностью со значительными колебаниями уровня сахара в крови, высокой концентрацией азотистых шлаков, калия. Недостаточность кровообращения носила тотальный характер и была фригидной к проводимой терапии мочегонными средствами, сердечными гликозидами, вазодилататорами. Состояние больного постепенно ухудшалось, чуму соответствовали показатели БКГ и ЭКГ. После проведения ультрафильтрации крови с гемосорбцией наметилась тенденция улучшения состояния. Уменьшились признаки недостаточности кровообращения, улучшились процессы реполяризации миокарда по ЭКГ, увеличилась фракция выброса по эхокардиограмме, что должно было свидетельствовать о некоторой стабилизации электрической и сократительной функций миокарда. В то же время на БКГ выявлено дальнейшее нарастание патологических изменений как по качественным, так и по количественным критериям. Отмечалось удлинение интервалов Н-К и Н-У, выраженные изменения соотношений амплитуд волн систолической группы, деформация комплектов и волн (расщепление, раздвоение). Больной умер 26.11.92 г. вследствие левожелудочной недостаточности и нарушений ритма сердца. Перед этим обнаружено дальнейшее ухудшение БКГ, в то время как отрицательной динамики на ЭКГ не установлено.

Приведенная клиническая иллюстрация свидетельствует о том, что в ряде случаев баллистокардиография в плане прогноза является более информативным, чем другие, методом диагностики.

Для pешения задачи прогнозирования с помощью баллистокардиографии состояния тяжелых больных в процессе кардиомониторного наблюдения обследовано 43 человека. Преобладали лица с тяжелой и крайне тяжелой патологией сердечно-сосудистой и эндокринной систем (инфаркт миокарда, нестабильная стенокардия, постинфарктный кардиосклероз, сахарный диабет и первичный гиперальдостеронизм с осложнениями). Каждому больному проводилось в среднем 5,5 БКГ исследований. Обработка полученных кривых также осуществлялась в два этапа качественный анализ по шкале Н. К. Brawn и количественная оценка с использованием амплитудно-временных параметров БКГ.

Качественная интерпретация показала, что выраженные патологические изменения БКГ (III IV степени) при ее первой регистрации наблюдались у 90,7% больных, у 9.3% обследованных отмечались нарушения баллистокардиограмм II степени. При количественном анализе обнаружены грубые изменения систолической группы волн, выражающихся в снижении их амплитуды и патологических сдвигах в отношении амплитуд.

В процессе наблюдения у 31 больного установлено улучшение амплитудных параметров, однако, при этом существенных положительных сдвигов в форме БКГ комплексов не выявлялось. Следовательно, количественный анализ позволяет на более ранних этапах обнаруживать динамические изменения баллистокардиограмм. Положительная динамика БКГ в целом коррелировала с клиническими и электрокардиографическими данными. Следует вместе с тем указать, что в 24 случаях улучшение баллистокардиограммы наступало раньше, чем выявилась подобная же тенденция на ЭКГ.

У 9 больных отмечалось отсутствие динамики или даже некоторое ухудшение параметров БКГ, что совпадало с клиническими и электрокардиографическими данными.

В 3 случаях установлена нарастающая отрицательная динамика, заключающаяся в прогрессирующем ухудшении как качественных характеристик, так и амплитудных параметров баллистокардиограмм. Принципиально важным является то, что у 2 впоследствие умерших больных на фоне продолжающихся отрицательных сдвигов БКГ наблюдалась положительная клиническая, электро- и эхокардиографическая динамика.

Таким образом, предложенный способ позволяет проводить измерения импульса силы сердечного сокращения, являющегося мерой внешней работы сердца за текущий сердечный цикл, и оценивать инотропную функцию сердца в динамике, т. е. контролировать изменение функционального состояния организма.

Эти показатели могут быть получены в состоянии покоя пациента, не подвержены влиянию изменения положения тела, без ограничения времени регистрации. Осуществление способа не требует наложения на тело пациента электродов, датчиков с кабелем отведений, в связи с чем не возникает вопроса обеспечения электробезопасности, раздражения кожных покровов, неудобств для пациента, субъективной погрешности.

Формула изобретения

1. Способ динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных путем регистрации пространственной баллистокардиограммы, отличающийся тем, что больного помещают на матрац функциональной кровати с 3-х координатным первичным преобразователем акселерометрического типа, непрерывно регистрируют значения электрических сигналов по каждому из трех выводов датчика, рассчитывают интеграл вектора силы за сердечный цикл ΔW_i+1 сравнивают это значение с предыдущим ΔW_i и при подают сигнал тревоги.

2. Устройство для динамического контроля состояния сердечно-сосудистой системы тяжелых больных, содержащее корпус с установленными в нем тремя пластинчатыми пьезоэлементами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающееся тем, что корпус выполнен цилиндрическим и в нем в прямоугольных пазах установлены консольно пьезоэлементы с инерционной массой на свободном конце, чувствительные оси которых взаимно перпендикулярны.