Способ оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, и может быть использована для оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Осуществляют съем с больного электрокардиосигнала и биоимпеданса. Определяют значения показателей вариабельности сердечного ритма и водного баланса. Для каждого показателя задают весовой коэффициент его значимости для оценки состояния больного. Сравнивают полученные значения показателей с соответствующими граничными значениями индивидуальной нормы. Для всех значений показателей вариабельности сердечного ритма, выходящих за граничные значения, определяют величину, равную сумме произведений соответствующих весовых коэффициентов на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы. Для всех значений показателей водного баланса, выходящих за граничные значения, определяют величину, равную сумме произведений значения соответствующего весового коэффициента на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы. На основе ряда правил делают вывод об эффективности лечения. Устройство оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы содержит блок съема и обработки электрокардиосигнала, блок анализа, центральный блок управления, блок памяти, блок определения показателей вариабельности сердечного ритма, блок определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, блок съема биоимпеданса, блок определения показателей водного баланса, блок определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы. Группа изобретений обеспечивает повышение эффективности оценки и прогнозирования исхода лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы за счет комплексной оценки состояния пациента. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оценки эффективности лечения и терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы. Способ, реализованный в устройстве, обеспечивает повышение эффективности прогнозирования течения заболевания при выбранной тактики его лечения и терапии.

Если говорить о терапии, то существуют различные подходы к лечению заболеваний. В частности, это касается использования различных лекарственных средств. Например, терапия гипертонической болезни может осуществляться путем применения диуретиков, ингибиторов АПФ, бета-блокаторов, антагонистов кальция. Каждый вид лекарства обладает своими достоинствами и побочными действиями. При этом зачастую врачу однозначно сказать о том, какое лекарство будет наиболее эффективно, не представляется возможным.

Поэтому для подбора оптимальной терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы, так и для профилактики возможных осложнений у больных с сопутствующими заболеваниями необходимо осуществлять не только оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы, но и дополнительные показатели, такие как показатели гомеостаза и органов-мишеней. При этом интегральная оценка динамики таких показателей позволит сделать вывод об эффективности лечения и снижении побочных действий лекарственных средств.

Известен способ прогнозирования осложнений больного инфарктом миокарда, включающий прогноз ближайшего исхода инфаркта по клиническим данным больного, поступившего в стационар, начала острого приступа, со сформировавшимися на электрокардиограмме патологическими зубцами Q или QS не позднее первых трех суток после госпитализации, оценку сердечной недостаточности и характера ангинозных болей с использованием построения структурных единиц недостаточности сердца в остром периоде инфаркта, выбор прогностического правила прогноза осложнений и исхода инфаркта на основе структурных единиц сердечной недостаточности и ангинозных болей в остром периоде, составление алгоритмов неблагоприятного, относительно благоприятного и благоприятного прогноза ближайшего исхода инфаркта, оценку результатов прогноза состояния пациента на первом уровне формализации заболевания и количественных показателей и признаков на втором, компьютерном уровне при влиянии получаемых пациентом лекарственных средств на его физиологические параметры - частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, артериальное давление и другие. В данном способе в первые сутки инфаркта миокарда после применения тромболитической терапии выделяют признаки-предикторы неосложненного течения заболевания, определяют диагностическую и лечебную тактику, а начиная со вторых суток, выявляют взаимосвязанные комплексы симптомов, количественные значения показателей, параметров индивидуально для каждого пациента и с их помощью оценивают риск летального исхода и вероятность развития в остром периоде нарушений сердечного ритма и проводимости, острой сердечной недостаточности, рецидивирующих расстройств коронарного кровообращения, определяют желудочковые тахоаритмии и острую аневризму сердца, прогнозируют летальный исход в остром и отдаленном периодах инфаркта с помощью клинических, инструментальных, лабораторных данных и использования медицинских компьютерных технологий, статистических вычислительных программ, дискриминантного и регрессионного анализа [1].

Недостатком такого способа является то, что он применим только для прогнозирования осложнений больного инфарктом миокарда и не подходит для оценки эффективности лечения большинства заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Наиболее близким к предлагаемому способу (прототипом) является способ коррекции функционального состояния больного гипертонической болезнью, заключающийся в том, что производят оценку состояния больного, при отличии показателей текущего состояния от индивидуальных показателей, определяющих состояние больного как хорошее, предъявляют энергетические стимулы, направленные на изменение его функционального состояния. В качестве показателей состояния используют значение вегетативного индекса (ВИ) и для каждого больного задают граничные значения диапазона хорошего состояния BИ_min и ВИ_max, при выходе значения ВИ за граничные значения в качестве энергетических стимулов используют световые импульсы и бинауральные воздействия, частота ƒ которых задается в соответствии с выражением [2].

Недостатки данного способа:

1. Способ нельзя использовать для оценки эффективности лекарственной терапии и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы.

2. В данном способе в качестве диагностических признаков используется величина вегетативного индекса, полученного исходя из значений частоты сердечных сокращений и диастолического давления. Однако данных величин может быть недостаточно, поскольку лечение и терапия, в частности, определенными видами лекарственных средств, могут приводить к задержке жидкости в организме, изменению гидратации и дегидратации регионов тела больного.

Предлагаемый способ оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы позволяет устранить указанные недостатки прототипа.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем. С больного снимают электрокардиосигнал, определяют значения показателей вариабельности сердечного ритма, задают для каждого показателя весовой коэффициент его значимости для оценки состояния больного, сравнивают полученные значения показателей с соответствующими граничными значениями индивидуальной нормы, для всех значений показателей, выходящих за граничные значения, определяют величину V, равную сумме произведений соответствующих весовых коэффициентов на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы. Также с больного снимают биоимпеданс, определяют значения показателей водного баланса, задают для каждого показателя весовой коэффициент его значимости для оценки состояния больного, сравнивают полученные значения показателей с соответствующими граничными значениями индивидуальной нормы, для всех значений показателей, выходящих за граничные значения, определяют величину W, равную сумме произведений значения соответствующего весового коэффициента на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы. Полученные в текущий момент времени величины V и W сохраняются в памяти, из памяти извлекаются аналогичные значения V0 и W0, полученные в предыдущий момент времени, вывод об эффективности лечения делают путем сравнения значений V, W, V0, W0 по следующим правилам:

если то лечение подобрано верно,

если то лечение не эффективно,

если то лечение обладает побочным эффектом или возможно развитие осложнений, ухудшение функционального состояния.

С одной стороны, лечение и терапия заболеваний сердечно-сосудистой системы должны быть направлены на улучшение функционального состояния сердечно-сосудистой системы, оценить которое можно путем анализа динамики показателей вариабельности сердечного ритма (например, частоты пульса, стандартного отклонения полного массива кардиоинтервалов, коэффициента вариации полного массива кардиоинтервалов, стресс индекса, числа аритмичных сокращений и т.д.) [3]. С другой стороны, побочные эффекты такого лечения должны быть минимальными, в частности это должно касаться изменения гидратации и дегидратации регионов тела больного. Это можно оценить по динамике показателей водного баланса (например, общего содержания воды, тощей массы тела, активной клеточной массы и т.д.) [4].

Пусть x_i - значение i-го показателя вариабельности сердечного ритма, i=1…n, x'_i - нижнее граничное значение индивидуальной нормы i-го показателя вариабельности сердечного ритма, x''_i - верхнее граничное значение индивидуальной нормы i-го показателя вариабельности сердечного ритма, а_i - весовой коэффициент значимости значения i-го показателя вариабельности сердечного ритма для оценки состояния больного, с учетом условия нормировки . Тогда можно записать выражение для определения значения V или V0:

Фактически мы получаем значение эвклидова расстояния, показывающее удаленность от нормы текущих значений показателей вариабельности сердечного ритма. Нулевое или близкое к нулю значение V или V0 свидетельствует о том, что все основные показатели вариабельности сердечного ритма находятся (или соответственно находились) в пределах нормы.

Пусть y_j - значение j-го показателя водного баланса, j=1…m, y'_j - нижнее граничное значение индивидуальной нормы j-го показателя водного баланса, y''_j - верхнее граничное значение индивидуальной нормы j-го показателя водного баланса, b_j - весовой коэффициент значимости значения j-го показателя водного баланса для оценки состояния больного, с учетом условия нормировки . Тогда можно записать выражение для определения значения W или W0:

Фактически мы получаем значение эвклидова расстояния, показывающее удаленность от нормы текущих значений показателей водного баланса. Нулевое или близкое к нулю значение W или W0 свидетельствует о том, что все основные показатели водного баланса находятся (или соответственно находились) в пределах нормы.

Можно составить правила, которые будут характеризовать изменение состояние больного в процессе лечения:

- лечение подобрано верно, если

- лечение не эффективно, если

- лечение обладает побочным эффектом или возможно развитие осложнений, ухудшение функционального состояния, если

Предложенный способ позволяет по сравнению с известным способом (прототипом) повысить оценку эффективности лечения и терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Сущность изобретения и возможный вариант реализации предложенного способа поясняется следующим графическим материалом:

- фиг. 1 - функциональная схема устройства.

Для достижения технического результата, заключающегося в повышении эффективности оценки лечения и терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы в устройство, содержащее блок съема и обработки электрокардиосигнала, блок анализа, центральный блок управления, к которому подключен блок памяти, дополнительно введены блок определения показателей вариабельности сердечного ритма, блок определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, блок съема биоимпеданса, блок определения показателей водного баланса, блок определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы, причем выход блока съема и обработки электрокардиосигнала соединен с входом блока определения показателей вариабельности сердечного ритма, выход которого соединен с входом блока определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, выход блока съема биоимпеданса соединен с входом блока определения показателей водного баланса, выход которого соединен с входом блока определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы, выходы блока определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы и блока определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы подключены к входам блока памяти и блока анализа, выходы блока памяти подключены к входам блока анализа, выход блока анализа является выходом устройства.

Устройство состоит (фиг. 1) из блока 1 съема и обработки электрокардиосигнала, блока 2 определения показателей вариабельности сердечного ритма, блока 3 определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, блока 4 съема биоимпеданса, блока 5 определения показателей водного баланса, блока 6 определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы, блока 7 памяти, центрального блока 8 управления, блока 9 анализа.

Предлагаемое устройство оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы работает следующим образом.

Блок 1 осуществляет съем и предварительную обработку (усиление, фильтрацию) электрокардиосигнала, после чего передает полученный сигнал в блок 2, в котором осуществляется его анализ, и определяются значения показателей вариабельности сердечного ритма. Полученные значения передаются в блок 3, который с использованием нижних и верхних граничных значений индивидуальных норм и весовых коэффициентов значимости значений для оценки состояния больного каждого показателя в соответствии с формулой (1) формирует сигнал, равный значению расстояния показателей вариабельности сердечного ритма до нормы.

Блок 4 осуществляет съем биоимпеданса частей тела больного, после чего передает полученный сигнал в блок 5, в котором осуществляется определение значений показателей водного баланса. Полученные значения передаются в блок 5, который с использованием нижних и верхних граничных значений индивидуальных норм и весовых коэффициентов значимости значений для оценки состояния больного каждого показателя в соответствии с формулой (2) формирует сигнал, равный значению расстояния показателей водного баланса до нормы.

Выходные сигналы блоков 3 и 6 поступают на входы блоков 7 и 9. Блок 7 при поступлении сигнала от блока 8 осуществляет сохранение в памяти входных значений. Выходные сигналы блока 7 являются выходными сигналами блоков 3 и 6, поступившими и сохраненными в блоке 7 в предыдущий момент времени. Блок 9 осуществляет анализ входных сигналов в соответствии с формулами (3)-(5), в результате чего на его выходе, являющегося выходом устройства, формируется сигнал равный или 0 («лечение подобрано верно»), или 1 («лечение не эффективно»), или 2 («лечение обладает побочным эффектом или возможно развитие осложнений, ухудшение функционального состояния»).

Блоки 1-2 могут быть реализованы в соответствии с [5], а блоки 4-5 - с [6]. Блок 3 может быть построен на основе микропроцессорного устройства, которое формирует выходной сигнал в соответствии с формулой (1), осуществляя извлечение из памяти 3n значений, n операций сравнения, n операций вычитания, n операций возведения в квадрат, n операций умножения и 1 операцию суммирования. Блок 6 может быть построен аналогичным образом на основе микропроцессорного устройства, которое формирует выходной сигнал в соответствии с формулой (2), осуществляя извлечение из памяти 3m значений, m операций сравнения, m операций вычитания, m операций возведения в квадрат, m операций умножения и 1 операцию суммирования.

Блок 7 может представлять собой запоминающее устройство, например ПЗУ, которое под действием высокого уровня логического сигнала на управляющем входе сохраняет в памяти значения сигналов на информационных входах и формирует на выходе значения сигналов сохраненных в предыдущий момент времени.

Блок 8 может представлять собой генератор цифрового импульса, который выдает сигнал низкого логического уровня после начала включения устройства, съема и анализа биоэлектрических сигналов, определения значений показателей вариабельности сердечного ритма и водного баланса, после чего кратковременно формирует сигнал высокого логического уровня. Данный сигнал поступает на управляющий вход блока 7.

Блок 9 может быть реализован на основе микропроцессорного устройства, которое в соответствии с формулами (3)-(5) анализирует входные сигналы и формирует выходной сигнал, равный или 0 («лечение подобрано верно»), или 1 («лечение не эффективно»), или 2 («лечение обладает побочным эффектом или возможно развитие осложнений, ухудшение функционального состояния»).

Технико-экономический эффект предложенного способа и устройства для его осуществления заключается в повышении эффективности оценки и прогнозирования исхода лечения и терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Литература

1. Заявка на изобретение №2000125417/14. Способ прогнозирования осложнений больного инфарктом миокарда.

2. Патент РФ №2559263. Способ коррекции функционального состояния больного гипертонической болезнью и устройство для его осуществления.

3. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. - Иваново, 2000. - 200 с.

4. Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. - М.: Наука, 2009. - 392 с.

5. Патент РФ №2489964. Способ определения показателей вариабельности сердечного ритма оператора в режиме реального времени и устройство для его осуществления.

6. Патент РФ №2273452. Способ определения нарушения водного баланса внеклеточной жидкости туловища.

1. Способ оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, заключающийся в том, что осуществляют съем с больного электрокардиосигнала, отличающийся тем, что определяют значения показателей вариабельности сердечного ритма, для каждого показателя задают весовой коэффициент его значимости для оценки состояния больного, сравнивают полученные значения показателей с соответствующими граничными значениями индивидуальной нормы, для всех значений показателей, выходящих за граничные значения, определяют величину V, равную сумме произведений соответствующих весовых коэффициентов на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы, также с больного снимают биоимпеданс, определяют значения показателей водного баланса, задают для каждого показателя весовой коэффициент его значимости для оценки состояния больного, сравнивают полученные значения показателей с соответствующими граничными значениями индивидуальной нормы, для всех значений показателей, выходящих за граничные значения, определяют величину W, равную сумме произведений значения соответствующего весового коэффициента на квадрат разности между значениями показателей и значениями нормы, полученные в текущий момент времени величины V и W сохраняются в памяти, из памяти извлекаются аналогичные значения V0 и W0, полученные в предыдущий момент времени, вывод об эффективности лечения делают путем сравнения значений V, W, V0, W0 по следующим правилам:

если то лечение подобрано верно,

если то лечение не эффективно,

если то лечение обладает побочным эффектом или возможно развитие осложнений, ухудшение функционального состояния.

2. Устройство оценки эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, содержащее блок съема и обработки электрокардиосигнала, блок анализа, центральный блок управления, к которому подключен блок памяти, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены блок определения показателей вариабельности сердечного ритма, блок определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, блок съема биоимпеданса, блок определения показателей водного баланса, блок определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы, причем выход блока съема и обработки электрокардиосигнала соединен с входом блока определения показателей вариабельности сердечного ритма, выход которого соединен с входом блока определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы, выход блока съема биоимпеданса соединен с входом блока определения показателей водного баланса, выход которого соединен с входом блока определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы, выходы блока определения расстояния значений показателей вариабельности сердечного ритма до нормы и блока определения расстояния значений показателей водного баланса до нормы подключены к входам блока памяти и блока анализа, выходы блока памяти подключены к входам блока анализа, выход блока анализа является выходом устройства.