способ прогнозирования течения травматической болезни

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ путем регистрации и анализа биоэлектрической активности головного мозга, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в каждом отведении регистрируют время изменения знака потенциала и их временную последовательность, определяют условную вероятность P_ij появления события x_j, следующего за событием x_i, оформляют их в матрицу условных вероятностей, из которой рассчитывают суммарные потоки в виде П_j=P_ij-1 , определяют раздельно потоки для отведений, контра- и ипсилатерального полушарий, находят разность полученных величин и при значениях ее меньше нуля прогнозируют осложненный характер течения травматической болезни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и хирургии, и может быть использовано как при лечении травм, так и в послеоперационном периоде.

Известны элементы прогнозирования течения и исхода травматического шока в двух направлениях - поисковом и нормативном. Сущность поискового заключается в прогнозе возможного состояния объекта прогнозирования в будущем, например исхода и длительности шока у выживших пострадавших или продолжительности жизни у погибших. Сущность нормативного заключается в прогнозе, определяющем путь движения объекта прогнозирования от его состояния в исходный момент до будущего, которое либо задается, либо отыскивается заранее, например, путем априорного расчета эффективного объема и интенсивности противошоковой инфузионно-трансфузионной терапии с учетом данных о течении и исходе процесса. Предполагается для большей эффективности их совместное использование. (Теоретические и прикладные аспекты проблемы прогнозирования течения исхода травматического шока в клинике.- Ж. пат. физиол. и экспор., 1987, 2, с. 3-10).

Однако практическое применение таких элементов прогнозирования неэффективно, т. к. в лучшем случае имеет место совокупность оценки состояния травматического шока в настоящий момент и суждение по конечному результату "жив-мертв", практически используется математическое моделирование, построенное на табличных данных тяжести повреждения, известной тактики лечения и конечного результата, т. е. превалирует теоретический уклон возможностей прогнозирования, а не само прогнозирование.

Известен способ прогнозирования воспалительных осложнений ран, заключающийся в измерении импеданса поврежденной ткани при частоте тока 50 кГц на вторые сутки после ранения. По величине импеданса 350-400 Ом прогнозируется вероятное развитие воспаления, а по величине 700-900 Ом - нормальное заживление раны. Утверждается, что этот способ позволит прогнозировать дальнейшее течение раневого процесса в 85% случаев и на вторые сутки начинать соответствующее лечение и предупреждать нагноение ран (Авторское свидетельство N 818599, кл. А 61 В 5/05, 1981).

Известный способ обладает существенными недостатками, в частности операции способа осуществляются только на вторые сутки, поскольку первые сутки не информативны для измерений, нет корреляции с последующими изменениями в области травмы, т.е. целые сутки (как минимум) не могут быть использованы для эффективного лечения, при этом теряется и время для принятия соответствующей тактики, объема и интенсивности лечения, т.к. на вторые сутки существенно изменяется клиническая картина, появляется отек, экссудат и т.п., что фактически служит отправным моментом для измерения импеданса и соответствующего прогнозирования. Раннее же вмешательство практически обусловливает недопущение развития негативных явлений, возникающих на вторые сутки. Кроме того, известный способ не учитывает взаимозависимость центральной нервной системы и динамики течения травматической болезни, имеющую существенное значение для эффективного лечения.

Известен способ оценки нейрофизиологических изменений при шоковом состоянии, вызванном механической травмой (не связанном с черепно-мозговой травмой), в частности, при шоке I степени, граничном с бесшоковой травмой, который является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. Сущность способа заключается в регистрации динамики амплитудно-частотных показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) обоих полушарий мозга, при которой, в частности, регистрировались:

- доминирующие и субдоминирующие альфа-ритмы;

- выраженный сдвиг в сторону высокочастотных колебаний низкой амплитуды;

- гиперсинхронные колебания в диапазоне альфа-, бета- и гамма-ритмов; в выявлении биологической активности головного мозга; в определении уменьшения или усиления уровня его активности и центральной нервной системы (ЦНС) в целом, что обеспечивается снятием ЭКГ в среднем с 20 лобно-теменно-затылочных отведений с последующей обработкой амплитудно-частотных показателей. Фактически осуществляется контроль качества проводимого лечения по восстановлению нормального профиля ЭЭГ (Насонкин О.С. и Пашковский Э.В. Электрическая активность мозга при шоке у человека.- В кн. Нейрофизиология шока. Л. : Медицина, 1984, с. 52-56).

Известный способ в силу неоднозначности динамики амплитудно-частотных показателей ЭЭГ не позволяет осуществить достоверное прогнозирование течения травматической болезни, что необходимо для правильного определения клинического развития болезни и возможных осложнений, а тем самым выполнить оптимальную разработку тактики лечебных мероприятий, включая их выбор и объем.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования течения травматической болезни с высокой результативностью по действительному исходу.

Сущность изобретения заключается в выявлении и фиксации дисбаланса возбудительно-тормозных реакций контралатерального и ипсилатерального (по отношению к стороне травмированных тканей тела) полушарий головного мозга, являющихся ответными на периферические раздражения, вызванные травмой; в статической обработке последовательности точек смены фаз и в выявлении на этой базе активации контралатерального или ипсилатерального полушарий, являющейся основой соответственно для благоприятного или неблагоприятного прогнозирования течения травматической болезни, что достигается фиксацией во времени переходов (событий) биоэлектрических потенциалов из отрицательного (положительного) уровня в положительный (отрицательный), с первого по N 1000, где N определяется как статистической достоверностью, так и клинически необходимым временем, определением безусловной вероятности событий и условной вероятности смежных событий, созданием стохастической матрицы условных вероятностей и определением из последней суммарных потоков вероятностей как мозга и суждением по разности между этими потоками о напряжении системы нервной регуляции, по величине которого делают заключение о благоприятном или неблагоприятном прогнозе течения травматической болезни.

На чертеже представлена схема наложения электродов (отведений) на полушария головного мозга для снятия электроэнцефалограмм (ЭЭГ) и фрагмент реально снятых ЭЭГ с наложенными на них изолиниями в системе координат с точками переходов (событий) через них биоэлектрических потенциалов (биопотенциалов) из отрицательного уровня в положительный, при этом на оси ординат отложены изолинии с нумерацией, соответствующей нумерации отведений (для упрощения схемы) и временные последовательности появления каждого предыдущего и последующего событий, а по оси абсцисс - время t появления этих событий.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с лобной части правого полушария головного мозга (F_d); 2 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с теменной части правого полушария головного мозга P_d; 3 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с затылочной части правого полушария головного мозга O_d; 4 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с лобной части левого полушария головного мозга F_s; 5 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с теменной части левого полушария головного мозга P_s; 6 - изолиния событий биопотенциалов, снятых с затылочной части левого полушария головного мозга O_s.

Принцип способа и его реализация заключаются в следующем.

В первые 2 ч с момента получения травмы (исключая теменно-мозговую травму) размещают на голове травмированного пациента симметрично на обоих полушариях головного мозга стандартные электроды (отведения) 1-6, т.е. отведение 1 на лобной, отведение 2 на теменной и отведение 3 на затылочной областях правого полушария, а отведения 4, 5 и 6 соответственно на левом полушарии. Размещенные таким образом отведения охватывают как ассоциативные, так и сенсорные и моторные зоны головного мозга и практически позволяют зафиксировать реакции ЦНС на травму с любого участка тела в результате раздражения травмой рецептивных зон на теле.

Для исключения влияния внешних раздражителей запись ЭЭГ производят в затемненном и звукоизолированном помещении при закрытых глазах пациента. Включают прибор для снятия ЭЭГ и осуществляют одновременно запись биопотенциалов на каждом из шести отведений на протяжении времени t в пределах 1,5-2 мин, обусловливающего возможность снятия 1000-1500 событий соответственно на каждом из отведений.

На записи ЭЭГ от начала координаты отмечают последовательно во времени как первую точку события на изолинии, так и вторую, третью и т.д. на каждой изолинии, т.е. последовательность появления всех событий во времени t, где первая точка во времени зафиксирована на отведении 1, вторая точка во времени зафиксирована на отведении 4, третья - на отведении 5, четвертая - на отведении 2, пятая - на отведении 6, шестая - на отведении 3, седьмая - на отведении 1, восьмая - на отведении 4, девятая - на отведении 5, десятая - на отведении 2. Аналогичным образом фиксируют последовательность появления событий на всех отведениях, числом событий в указанных пределах, т.е. в объеме N.

На основании зафиксированной динамики развития событий получают временную последовательность событий:

x₁x₄x₅x₂x₆x₃x₁x₄x₅x₂x₃x₆. . . xixj (1) Полученная последовательность составляет полную группу событий/ для которой

P (x_i) = P_i, P(x_ix)=0 для любых i,j

где P_i = P(x_i) - безусловная вероятность появления события. Тогда P(j/i) = P_ij будет условной вероятностью того, что вслед за событием x_i следует событие x_j. Очевидно, что

P(j/i) =P_ij= 1 для i = 1,2,3,4,5,6 для 1 =1, 2, 3, 4, 5 , 6

Совокупность {P_ij} оформляют как стохастическую матрицу вероятностей

(2) Вычисляют элементы матрицы по выборочным данным в соответствии

P_ij= где n_ij - число переходов от события x_i к cобытию x_j в последовательности (1) объема N. Из матрицы (2) определяют потоки вероятностей П_j по формуле

П_j=P_ij-1

Определяют раздельно суммарные потоки для отведений ЭЭГ полушария головного мозга, противоположного стороне травмы - контралатерального П_кон (например, правого полушария при левосторонней травме)

П_кон= П_j и для отведений ЭЭГ полушария головного мозга, совпадающего со стороной травмы - ипсилатерального П_ипс (например, левого полушария при левосторонней травме)

П_ипс=П_j

По разности между суммарным контралатеральным и ипсилатеральным потоками определяют показатель напряжения системы нервной регуляции П_н

П_н = П_кон - П_ипс

Показатель напряжения системы нервной регуляции Пн обусловливает достоверный прогноз, при этом прогноз является благоприятным в случае, если П_н > 0, и неблагоприятным, если П_н < 0.

Все операции как по получению временной последовательности событий, определений, так и, в итоге, самого прогноза, осуществляют на ЭВМ.

Техническим преимуществом предлагаемого способа является то, что он обеспечивает прогноз течения травматической болезни с высокой результативностью практически более чем в 95% случаев.

Указанное техническое решение достигается тем, что выявляется и фиксируется дисбаланс возбудительно-тормозных реакций, являющихся ответными на периферические раздражения, вызванные травмой, статистической обработкой последовательности точек смены фаз ЭЭГ и в выявлении на этой базе активации контралатерального или ипсалатерального полушарий, являющейся основой для заключения о течении травматической болезни на срок в 30-45 дней, что обеспечивается снятием ЭЭГ с лобной, теменной и затылочной областей обоих полушарий головного мозга и фиксацией во времени моментов переходов биопотенциалов ЭЭГ (событий) из одного уровня в другой и в обработке полученной временной последовательности событий на ЭВМ.

Кроме того, предложенный способ обеспечивает высокое быстродействие прогнозирования, снятие ЭЭГ в течение 1,5-2 мин и непосредственную обработку ЭЭГ на ЭВМ в течение не более 1 мин.

Указанные преимущества предлагаемого способа позволяют существенно повысить эффективность лечения травматической болезни, что предопределяет широкие возможности его использования в данной области медицины.

Экономические преимущества представляются весьма значительными, т.к. существенно сокращается период лечения в связи с правильным определением клинического развития травматической болезни, а тем самым адекватной разработкой тактики лечебных мероприятий, включая их выбор и объем, что обусловливает повышение пропускной способности лечебного учреждения, снижение времени нетрудоспособности.