Способ диагностики травматического шока
Изобретение относится к области военно-полевой хирургии, а именно к организации медицинской помощи раненым во время локального вооруженного конфликта или чрезвычайной ситуации. Определяют зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, определяют с помощью фотоплетизмографии или электрореографии. Подсчитывают частоту сердечных сокращений ЧСС. Определяют площадь фотоплетизмографической фигуры в мм2 (S), ограниченную этой зависимостью и изолинией планиметрически. Определяют значения линейных функций значений ЧСС и S: F1=0,33×ЧСС-0,052×S-18,88, F2=0,22×ЧСС+0,054×S-12,71, при этом для отнесения больного к одной из групп подставляют значения ЧСС и S в формулу и, если F1>F2, то обследуемого относят к группе пострадавших с систолическим артериальным давлением, ниже или равным 100 мм рт.ст.; если F1≤F2, то обследуемого относят к группе с систолическим артериальным давлением более 100 мм рт.ст. Обеспечивают обработку данных и их передачу на рабочее место врача. Способ позволяет неинвазивным безманжеточным объективным способом проводить динамический мониторинг состояния раненого или пострадавшего. 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области военно-полевой хирургии, а именно к организации медицинской помощи раненым во время локального вооруженного конфликта или чрезвычайной ситуации.
Известны способы диагностики травматического шока путем общеклинического объективного обследования больного. При этом учитывается характер и локализация травмы или ранения, состояние сознания (от выраженного беспокойства до глубокой комы), кожных покровов (резкая бледность, холодная, влажная и липкая на ощупь, четкий рисунок поверхностных вен, при надавливании на кожу лба больного пальцем образуется долго не исчезающее белое пятно, подногтевые ложа бледные, нередко цианотичные), диуреза (олиго- или анурия), сердечно-сосудистой системы (пульс учащен, нитевидный, тоны сердца приглушены), состояние дыхательной системы (одышка, неправильный тип дыхания) (Вейль М.Г., Шубин Г. "Диагностика и лечение шока". - М.: Медицина, 1971 г., Давыдовский И.В. "Огнестрельная рана человека". Т.1: Огнестрельные раны. Раневые инфекции. - М.: изд. АМН СССР, 1952 г., Егурнов Н.И. Травматический шок у человека: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Л., 1970 г., Отчет по НИР N5-76-7. "Полевой аппарат автоматического определения экстремальных состояний". Шифр "Диспетчер", в/ч 41598-А, 1978 г., Шок.: терминология и классификация, шоковая клетка, патофизиология и лечение / Отв. ред. К.Лозану. - Бухарест: Воениздат, 1981 г., Allgower М., Border J. "Manegement of fractures in multiple trauma patient" // World J. Surg. - 1983. - Vol.1, N7.
Недостатками указанного способа является его сложность интерпретации, вариабельность клинических симптомов, необходимость клинического опыта и знаний у обследующего, трудность наблюдения в динамике, кроме того, субъективность оценки симптомов и отсутствие возможности дистанционной диагностики.
Известен способ диагностики травматического шока путем измерения систолического артериального давления и частоты сердечных сокращений (Вейль М.Г., Шубин Г. "Диагностика и лечение шока". - М.: Медицина, 1971 г., Дерябин И.И., Насонкин О.С. "Травматическая болезнь". // Л., 1987 г., - 340 с., Ерюхин И.А. "Экстремальное состояние организма. Патофизиологическая концепция и ее клиническое воплощение". - В кн.: "Патофизиология экстремальных состояний" / Под ред. Шанина В.Ю., Захарова В.И. - СПб.: ВМедА, 1993 г., - с.64-71, Отчет по НИР N5-76-7. "Полевой аппарат автоматического определения экстремальных состояний". Шифр "Диспетчер", в/ч 41598-А, 1978 г., Bennet D., Brooks D. Dunn M. The pathogenesis of shock \\ Medical Corps. - 1986. Vol.1, N1. - P.56-63, Cass A. The multiple injured patient with bladder trauma // J. Trauma. - 1984. - Vol.24, N8).
Учитывая главенствующую роль в патогенезе травматического шока нарушений микроциркуляции, как следствие, - снижения артериального давления, определенное значение в диагностике данного критического состояния имеют методы, позволяющие качественно и количественно оценить состояние микроциркуляторного русла поврежденного организма (Меерсон Ф.З. "Физиология адаптационных процессов". - М.: Наука, - 1986 г., - 635 с., Золотухин С.Е., Заплаткин К.Е. "Проблема оценки тяжести травматического шока и возможные пути ее решения" // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1989 г. - N6. - С.64-68, Зильбер А.П. "Медицина критических состояний. Общие проблемы". Книга 1, с.99-115. Изд. ПГУ, Петрозаводск, 1995 г., Ерюхин И.А. "Экстремальное состояние организма. Патофизиологическая концепция и ее клиническое воплощение". - В кн.: "Патофизиология экстремальных состояний" / Под ред. Шанина В.Ю., Захарова В.И. - СПб.: ВМедА., 1993 г., - с.64-71). Таковыми являются фотоплетизмография и интегральная реография тела. Метод тахоосциллографии позволяет наиболее точно определить все виды артериального давления, по которым можно судить о степени травматического шока (Мошкевич В.С. Фотоплетизмография (аппаратура и методы исследования). - М.: Медицина, 1970 г., - 163 с., Крепе Е.М. "Оксигемометрия". - М.: Медгиз, - 1959 г., - 125 с., Тищенко М.И. "Биофизические и метрологические основы интегральных методов определения ударного объема крови человека" // Автореф. дисс. ... д-ра мед. наук. - Л. - 1972 г., - 25 с.).
Для ориентировочной оценки гемодинамических расстройств пользуются "индексом тяжести шока" или индексом Алговера (отношение частоты пульса к уровню систолического артериального давления крови): норма - 0,5; шок средней тяжести - 1,0; тяжелый шок - 2,0 (Allgower M., Border J. "Manegement of fractures in multiple trauma patient" // World J. Surg. - 1983. - Vol.1, N7).
В основу изобретения положена задача создания способа диагностики травматического шока, в котором за счет использования параметров, полученных при обработке зависимости кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, снятой, например, с помощью метода фотоплетизмографии, осуществляется возможность дистанционной медицинской "сортировки" раненых или пострадавших на поле боя или при чрезвычайной ситуации на основании объективного метода оценки тяжести их состояния.
Решение вышеуказанной задачи обеспечивается тем, что в способе медицинской сортировки пострадавших на группы, при котором определяют зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, подсчитывают частоту сердечных сокращений ЧСС, определяют площадь фотоплетизмографической фигуры в мм2 (S), ограниченную этой зависимостью и изолинией, определяют значения линейных функций значений ЧСС и S: F1=3,33×ЧСС-0,052×S-18,88, F2=0,22×ЧСС+0,054×S-12,71, при этом для отнесения больного к одной из групп подставляют значения ЧСС и S в формулу и, если F1≤F2, то обследуемого относят к группе с систолическим артериальным давлением более 100 мм рт.ст. При этом площадь (S) фотоплетизмографической фигуры может быть определена планиметрически. Зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла определяют с помощью фотоплетизмографии или электрореографии. Затем обеспечивают обработку данных и их передачу данных на рабочее место врача.
Предложенная методика качественного определения уровня систолического артериального давления на основании анализа параметров, характеризующих зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, например, полученной с помощью фотоплетизмограммы, обладает высокой информативностью и простотой и может быть использована при создании, в т.ч. и дистанционном, индивидуального монитора военнослужащего, т.к. позволяет принципиально различать три состояния организма:
- норма;
- наличие травматического шока;
- смерть раненого.
Изобретение поясняется с помощью фиг.1, на которой показана фотоплетизмографическая фигура, фиг.2, на которой приведен планиметрический способ измерения среднего гемодинамического давления по Н.Н.Савицкому, и фиг.3, на которой проиллюстрировано определение площади фотоплетизмографической фигуры планиметрическим способом.
Способ можно пояснить на примере использования фотоплетизмограммы следующим образом.
Исходя из того, что скорость подъема зависимости кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, например фотоплетизмографической фигуры, показанной на фиг.1, зависят от уровня систолического и диастолического давлений и частоты сердечных сокращений. Форма кривой зависит от изменений давления крови в артериальной системе исследуемой части или сегмента тела. Изменение давления (от систолического до диастолического), за время сердечного цикла, и само артериальное давление в части или сегменте тела прямо пропорционально центральному артериальному давлению.
Между систолическим и средним гемодинамическим артериальным давлением существует прямая сильная корреляционная связь; коэффициент корреляции (rху), полученный эмпирически, составляет 0,88.
По данным Н.Н.Савицкого, среднее гемодинамическое артериальное давление можно измерять планиметрическим способом, имея кривую изменения артериального давления в течение одного сердечного цикла (фиг.2).
Среднее динамическое артериальное давление есть результирующая всех тех переменных значений давления, которые имеют место в течение одной инволюции сердца (кардиоцикла). Математически - это интеграл, или среднее, из бесконечно малых изменений в пределах от минимального до бокового систолического в течение времени одного сердечного цикла. Если располагать кривыми артериального давления, то среднее давление можно определить планиметрически. Для этого измеряют площадь фигуры АабвгГ, основанием которой является нулевая линия АГ, боковыми линиями - перпендикуляры Аа и Га, опущенные на нее от начала первого и второго систолического подъема кривой давления.
Определив площадь кривой с помощью планиметра, строится равновеликий ей прямоугольник АБВГ, основание которого должно равняться основанию изображенной неправильной фигуры. Высота ЕК этого прямоугольника будет численно равна величине среднего динамического давления (Савицкий Н.Н. «Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики». Изд. 3-е, испр. и доп. / Л. Медицина, Ленинградское отд. 1974 г., 308 с.).
Кривая фотоплетизмограммы регистрирует изменения кровенаполнения (объема) исследуемой части тела в течение кардиоцикла по отношению к уровню кровенаполнения (объема) к исходу диастолы, когда давление в артериальной системе минимальное.
На основании этих данных показано, что имеется корреляционная связь между площадью фигуры, образованной кривой фотоплетизмограммы и линией, соединяющей низшие точки кривой соседних кардиоциклов в одинаковой фазе (изолиния), с значением систолического артериального давления.
После планиметрического расчета площади фотоплетизмографической кривой, иллюстрируемого фиг.3, и определения всех параметров, входящих в способ оценки, подставляют в линейные функции значения ЧСС и S:
F1=0,33×ЧСС-0,052×S-18,88,
F2=0,22×ЧСС+0,054×S-12,71.
Если F1>F2, то обследуемый относится к первой группе пострадавших в состоянии травматического шока, т.е. с систолическим артериальным давлением, ниже или равным 100 мм рт.ст.
Если F1≤F2, то обследуемый относится ко второй группе пострадавших, не находящихся в состоянии травматического шока, т.е. с систолическим артериальным давлением более 100 мм рт.ст. с точностью до 95,0%.
Обоснование предлагаемого способа проведем на основе использования метода плетизмографии.
Базой данных для клинико-статистического анализа послужили наблюдения над двумя группами пострадавших: с систолическим АД, меньше или равным 100 мм рт.ст., и с систолическим АД больше 100 мм рт.ст. Анализ включал снятие фотоплетизмограммы, расчет показателей и занесение их в ПК для дальнейшей обработки.
Анализ точности диагностики травматического шока по расчетному показателю фотоплетизмограммы проводился на массиве данных, сформированном из пострадавших, находившихся на лечении в палате ОИТ. Среди них было 150 (25%) женщин в возрасте от 19 до 40 лет и 450 (75%) мужчины в возрасте от 21 до 40 лет. Систолическое АД у пострадавших было в пределах от 74 до 147 мм рт.ст. Всего количество пострадавших с систолическим артериальным давлением, ниже или равным 100 мм рт.ст., составило 120 человек. Среди них 90 (75%) женщин и 30 (25%) мужчин.
Целью анализа было с помощью статистических методов анализа выработать способ диагностики пониженного артериального давления.
Статистический анализ исследуемых данных выполнялся на ПК с помощью системы прикладных статистических программ Statistica 6,0 for Windows.
На основании этих данных, предположили, что имеется корреляционная связь между площадью фигуры, образованной кривой фотоплетизмограммы и линией, соединяющей низшие точки кривой соседних кардиоциклов в одинаковой фазе (изолиния), со значением систолического артериального давления.
Площадь (S) этих фигур подсчитывалась вручную планиметрическим способом и выражалась в мм2. Причем у каждого пострадавшего подсчитывалась площадь трех фигур подряд, находилось среднее арифметическое значение площади.
Все данные (СиАД, СрАД, ДиАД, S, ЧСС) заносились в ПК в абсолютном значении для дальнейшего статистического анализа.
По результатам анализа данных фотоплетизмографии установлено, что между СиАД, СрАД, ДиАД и площадью имеется умеренная прямая корреляционная связь (табл.1) (rху меньше 0,7, но больше 0,3, при р<0,05), а между СиАД, ДиАД и частотой сердечных сокращений умеренная обратная корреляционная связь (значения rxy равны -0,38 и -0,30 соответственно). Среднее АД и ЧСС обладают слабой обратной корреляционной связью (rху=-0,24). Для уточнения возможности качественного определения уровня систолического артериального давления по фотоплетизмограмме был проведен дискриминантный анализ по трем признакам: систолическое артериальное давление, площадь фотоплетизмографической фигуры и частота сердечных сокращений.
| Таблица 1 | |||||
| Коэффициенты корреляции между СиАД, СрАД, ДиАД, S, ЧСС | |||||
| СиАД | СрАД | ДиАД | S | ЧСС | |
| СиАД | 1,00 | - | - | - | - |
| СрАД | 0,93 | 1,00 | - | - | - |
| ДиАД | 0,72 | 0,84 | 1,00 | - | - |
| S | 0,47 | 0,48 | 0,52 | 1,00 | - |
| ЧСС | 0,38 | 0,24 | 0,30 | 0,05 | 1,00 |
| Таблица 2 | ||
| Коэффициенты ЛДФ для диагностики пониженного систолического давления у пострадавших по результатам фотоплетизмограммы | ||
| Показатель | Коэффициенты ЛДФ | |
| F1 | F2 | |
| Площадь фигуры (S), мм2 | -0,052 | 0,054 |
| ЧСС | 0,33 | 0,22 |
| Свободный член | 18,88 | 12,71 |
Пострадавшие были разделены на две группы:
- I группа - систолическое АД которых было ниже или равно 100 мм рт.ст. (150 наблюдений);
- II группа - систолическое АД которых было выше 100 мм рт.ст. (450 наблюдений).
По данным дискриминантного анализа выработано решающее правило диагностики пониженного СиАД (коэффициенты линейной дискриминантной функции показаны в таблице 2).
По данным таблицы 2 можно записать выражения ЛДФ:
F1=0,33×ЧСС-0,052×S-18,88,
F2=0,22×ЧСС+0,054×S-12,71.
Подставляя в данные выражения абсолютные значения частоты сердечных сокращений и площади фигуры в квадратных миллиметрах, можно получить значения ЛДФ F1 и F2.
Полученные координаты центроидов для областей двух групп пострадавших указаны в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Координаты центроидов двух групп пострадавших | ||
| Группы пострадавших | F1 | F2 |
| 100 мм рт.ст. | 2.27 | 0.00 |
| >100 мм рт.ст. | 0.57 | 0.00 |
На графике линейных дискриминантных функций координаты центроидов расположены достаточно далеко, области двух групп пострадавших расположены компактно, а чем дальше друг от друга и компактней расположены области, тем выше точность диагностики уровня систолического АД по результатам решающего правила.
Оценка точности определения уровня систолического артериального давления по решающим правилам (ЛДФ) и обучающей информации (база данных) даны в таблице 4.
| Таблица 4 | ||||||
| Точность диагностики уровня систолического артериального давления у пострадавших по обучающей информации | ||||||
| Группы | Число пациентов в группе | Отнесены по решающим правилам в группы | ||||
| ≤100 мм рт.ст. | >100 мм рт.ст. | |||||
| абс. | % | абс. | % | абс. | % | |
| ≤100 мм рт.ст. | 120 | 100 | 120 | 100 | 0 | 0 |
| >100 мм рт.ст. | 480 | 100 | 30 | 6,2 | 450 | 93,8 |
| Общая точность | 95,0% | 150 чел. | 450 чел. |
Из таблицы 4 видно, что точность диагностики пострадавших первой группы составляет 100%, второй - 93,8%, общая точность диагностики составляет 95,0%.
Клинический пример 1. Пострадавший П., 37 лет (ИБ №7482-С) доставлен в клинику спустя 1 час после того, как был сбит легковым автомобилем.
На месте травмы отмечена утрата сознания, АД 60 и 40 мм рт.ст., пульс 120 уд. в 1 мин, нитевидный. В пути следования проводились мероприятия интенсивной терапии, обезболивание, выполнена транспортная иммобилизация лестничной шиной левой верхней конечности.
При поступлении в клинику общее состояние крайне тяжелое, пульс 130 уд. в мин - только на магистральных артериях, АД 70 и 0 мм рт.ст.
Обследован, сформулирован предварительный диагноз:
Тяжелая сочетанная травма головы, живота, конечностей.
Закрытая черепно-мозговая травма, сотрясение головного мозга.
Закрытая травма живота с повреждением внутренних органов. Продолжающееся внутрибрюшное кровотечение.
Множественная травма конечностей. Закрытый перелом левой бедренной кости в средней трети.
Множественные ушибы и ссадины туловища, конечностей.
Острая массивная кровопотеря. Травматический шок III степени.
Произведена регистрация фотоплетизмографии, планиметрически рассчитана площадь (S) подряд трех фотоплетизмографических фигур. S1=92 мм2; S2=88 мм2; S3=90 мм2. Sср.=90 мм2, ЧСС=130. Значения ЧСС и S подставлены в ЛДФ:
F1=0,33×130-0,052×70-18,88=20,38,
F2=0,22×130+0,054×70-12,71=19,67.
F1>F2 уровень систолического давления у раненого ниже 100 мм рт.ст., следовательно, у раненого имеется травматический шок.
Клинический пример 2. Раненый Ш., 34 лет (ИБ № 2287-С) доставлен в клинику спустя 3 часа после того, как в конфликтной ситуации получил удар ножом в правую половину груди.
На месте ранения сознание ясное. АД 105 и 60 мм рт.ст., пульс 100 уд. в 1 мин. В пути следования проводилась инфузионная терапия в объеме 500 мл, вводились анальгетики, наложена повязка на рану груди.
При поступлении в клинику общее состояние средней тяжести, пульс 92 уд. в мин., АД 110 и 70 мм рт.ст. Дыхание частое, поверхностное, ЧДД 28 в 1 мин. На передне-боковой поверхности груди рана 2×3 см, воздуха из раны не поступает, и в рану не присасывает, вокруг раны - ограниченная подкожная эмфизема. При рентгенографии груди - средостение смещено влево, правое легкое коллабировано.
Сформулирован предварительный диагноз:
Колото-резаное слепое проникающее ранение правой половины груди с повреждением правого легкого. Правосторонний напряженный пневмоторакс. Острая дыхательная недостаточность II ст.
В процессе транспортировки в клинику оценивалось насыщение артериальной крови кислородом по данным фотоплетизмографии, с регистрацией кривой кровенаполнения. Планиметрически рассчитана площадь (S) подряд трех фотоплетизмографических фигур. S1=128 мм2 S2=126 мм2; S3=124 мм2;. Sср.=126 мм2, ЧСС=100, значения ЧСС и S подставлены в ЛДФ:
F1=0,33×100-0,052×126-18,88=7.6,
F2=0,22×100+0,054×126-12,71=16.104.
F1<F2, уровень систолического артериального давления у раненого выше 100 мм рт.ст. (105-110 мм рт.ст.), следовательно, у раненого нет признаков травматического шока.
Таким образом, предложенная методика диагностики травматического шока позволяет с высокой точностью (95%) оценить функциональный компонент травмы - травматический шок, кроме того, методика позволяет неинвазивным безманжеточным объективным способом проводить динамический мониторинг состояния раненого или пострадавшего от момента травмы или ранения и в процессе лечения, эвакуации и т.д.
1. Способ медицинской сортировки пострадавших на группы, при котором определяют зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла, подсчитывают частоту сердечных сокращений (ЧСС), определяют площадь фотоплетизмографической фигуры в мм2 (S), ограниченную этой зависимостью и изолинией, определяют значения линейных функций значений ЧСС и S: F1=0,33·ЧСС-0,052·S-18,88, F2=0,22·ЧСС+0,054·S-12,71, при этом для отнесения больного к одной из групп подставляют значения ЧСС и S в формулу, и если F1>F2, то обследуемого относят к группе пострадавших с систолическим артериальным давлением ниже или равным 100 мм рт.ст.; если F1≤F2, то обследуемого относят к группе с систолическим артериальным давлением более 100 мм рт.ст.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь S фотоплетизмографической фигуры определяют планиметрически.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла определяют с помощью фотоплетизмографии.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что зависимость кровенаполнения участка или сегмента тела от времени в течение одного кардиоцикла определяют с помощью электрореографии.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают обработку данных и их передачу на рабочее место врача.
