Материал из biosoft-m.ru
| ||||||||
В данной статье подробно рассмотрено одно из прикладных применений для Портативный комплекс экспресс-диагностики сердечно-сосудистой системы
Портативный комплекс экспресс-диагностики смерти мозга
Candidate of technical sciences Filatov I.A., Rozinov A.V.
Moscow Aviation Institute (State University of Aerospace Technologies)
Portable complex for express-diagnostics death of a brain
Представлены результаты исследований по созданию инструментальных средств диагностики смерти мозга на базе мобильных вычислительных комплексов и систем, адаптированных к эксплуатации в стационарных и полевых условиях. Освещаются технические и методические аспекты интеграции средств транскраниальной доплерографии, электронцефалографии и эхоэнцефалографии на базе мобильного нейродиагностического комплекса для оперативного освидетельствования смерти мозга.
Одной из актуальных проблем современной медицины является клиническое освидетельствование смерти мозга (СМ). Её решение затрагивает различные аспекты практической медицины: от этических до экономических [1]. Их решение может быть получено, как за счет исследования и разработки новых методик в медицине, так и развития инструментальной базы диагностики СМ, что позволит сократить сроки освидетельствования СМ и повысить достоверность клинического заключения. Создание новых инструментальных средств диагностики предполагает разработку современного портативного комплекса экспресс - диагностики (ПКЭД) СМ, отвечающего последним достижениям в области разработки и производства медицинской техники.
На базе Московского авиационного института проводятся исследования по созданию современных аппаратно-программных комплексов диагностики СМ для оснащения мобильных нейродиагностических бригад (МНДБ), отделений реанимации и приемных отделений медицинских учреждений города Москвы.
Методы и критерии диагностики СМ
Исследование, разработка и внедрение новых медицинских методик освидетельствования смерти человека направлено на повышение достоверности, полноты и информативности результатов обследований. В то же время, используемые методики должны быть просты и эффективны в реальных условиях эксплуатации ПКЭД. Принятые в России [2] и за рубежом медицинские и правовые критерии смерти мозга основываются преимущественно на комплексе клинических показателей, а именно, данных электроэнцефалографии, транскраниальной доплерографии и эхоэнцефалографии. Все они сведены в таблицу 1.
Таблица 1
| Метод | Изменения, характерные для СМ |
|---|---|
| Электроэнцефалография (ЭЭГ, компрессионный спектральный анализ и ЭЭГ-картирование, сочетание ЭЭГ-мониторинга с методами вызванных потенциалов мозга) | Электрическое молчание коры головного мозга — амплитуда активности от пика до пика не превышает 2 мкВ (при записи от скальповых электродов с расстоянием между ними не меньше 10 см и при сопротивлении от 100 Ом до 10 кОм) в течении 30 минут непрерывной регистрации |
| Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) | Прекращение или резкое снижение амплитуды пульсаций III желудочка |
| Транскраниальная допплерография (ТКДГ) | Снижение линейной скорости кровотока по средней мозговой артерии ниже 10 см/сек, реверберирующий поток или прекращение регистрации кровотока, длящееся более 25 минут |
Таким образом, объединение трех различных методик на единой аппаратно-технической платформе с возможностью комплексирования результатов исследований позволит повысить достоверность и качество экспресс - диагностики СМ, как за счет повышения объективности результатов исследований, так и за счет применения более совершенных технологий обработки данных.
Пользователь ПКЭД СМ должен иметь возможность реализации перечисленных методик в произвольной последовательности с обязательной регистрацией результатов в базе данных и распечаткой протокола на месте освидетельствования больного.
Условия клинической реализации
В ПКЭД СМ с точки зрения условий клинической эксплуатации должен быть обеспечен ряд требований.
- Исследования должны носить неинвазивный характер, т.е обследование премортального больного в целях безопасности должно быть бескровным; осуществление кровавой, инвазивной, да и просто небезопасной даже для "планового" пациента процедуры должно быть исключено.
- Обследования больного с использованием разработанных средств должны удовлетворять требованиям простоты и надежности.
- Представление результатов комплексной обработки данных должно быть информативным и, в то же время, простым и удобным для восприятия пользователем.
- Процедура обследований должна быть безопасной и исключаючать прямое или косвенное влияние на результаты диагностики СМ.
- Каждая из реализуемых методик исследований должна обеспечить высокую чувствительность и специфичность, исключающих инструментальную ошибку.
- Все результаты обследований, получаемых в рамках используемых методик, должны иметь высокую повторяемость.
- При применении комплекса должна быть обеспечена реализация мониторинга состояния больного не менее 6 часов.
- Разрабатываемый ПКЭД СМ должен иметь развитые средства подготовки, хранения и распечатки протокола освидетельствования смерти.
Требования к конфигурации комплекса
Разрабатываемый комплекс имеет модульную архитектуру. В его состав входят: вычислительный модуль, модуль транскраниальной доплерографии (ТКДГ), модуль электроэнцефалографии (ЭЭГ), модуль эхоэнцефалографии (ЭхоЭг), ударопрочный корпус со встроенным ЖК-монитором.
Технические спецификации блоков ПКЭД СМ составляются с учетом условий его эксплуатации, особенностями конструкции, возможностей современной микроэлектронной базы и международными стандартами на производство и эксплуатацию систем медицинского назначения.
Модуль вычислителя реализуется на базе мини-РС следующей конфигурации: 3.5" Board, C-M 1.3G, LCD-DVI-TV, DDR, 10/100, Audio, 2COM, USB2.0, CF, M-PCI, Rev.A1.0.
Вычислительный модуль (рис. 2) выполняет:
- обработку в режиме реального времени всех нативных характеристик состояния церебральной перфузии, полученных в ходе исследований больного, их визуализацию на ЖК- мониторе ПКЭД СМ и хранение в медицинской базе данных;
- просмотр результатов обследований, подготовку протокола заключения и распечатку на встроенном принтере.
| Рис. 2. Вычислительный модуль. |
ТКДГ модуль (рис. 3) предназначен для ультразвукового исследования транскраниального и экстракраниального кровотока с зондами 2х2, 4, 8 МГц.
Доплеровский блок обеспечивает:
- первичный съем, усиление и обработку гемодинамической информации;
- отображение в реальном времени спектрограмм скоростей прямого и обратного кровотока;
- хранение результатов обследований в памяти компьютера и печать их на принтере;
- автоматический расчет в режиме реального времени не менее семи расчетных показателей гемодинамики.
| Рис. 3. ТКДГ модуль. |
ЭхоЭГ модуль (рис. 4) предназначен для проведения эхоэнцефалографических исследований методом одномерной ультразвуковой биолокации. При оценке состояния СМ анализируется пульсация желудочковой системы мозга, в частности, III желудочка. В блоке измерения используются зонды 1 и 2 МГц PW.
| Рис. 4. ЭхоЭГ модуль. |
ЭЭГ модуль (рис. 5) выполняет 8-канальную электроэнцефалографию для регистрации биопотенциалов головного мозга с набором электродов + 1 канал ЭКГ.
| Рис. 5. ЭЭГ модуль. |
Монитор - высококонтрастный цветной ЖКИ экран размером не менее 8'.
Корпус изготовлен из ударопрочного легкого материала для мобильного применения ПКЭД СМ. В корпус встроен портативный термопринтер для оперативной распечатки протокола освидетельствования СМ и аккумулятор с зарядным устройством.
Таким образом, в рамках проведенных работ по созданию ПКЭД СМ были проведены исследования и получены следующие научно-технические результаты:
- определены критерии и методы клинического освидетельствования СМ и инструментальные средства их реализации;
- определены технические требования к архитектуре ПКЭД и элементам его конструкции;
- разработаны технические спецификации для каждого из функциональных модулей ПКЭД СМ и согласованы протоколы передачи данных по шине USB 2.0;
- разработан действующий прототип программы управления ПКЭД СМ.
Перечисленные результаты являются основой для разработки действующего макета ПКЭД СМ и его клинической апробации.
Список литературы
- ↑ Уолкер Э. А. Смерть мозга. - М. Медицина, 1988.
- ↑ Приказ № 460 Министерства Здравоохранения РФ от 20 декабря 2001 г. "Об утверждении инструкции по констатации смерти человека на основании диагноза смерти мозга".
Приказ № 460 Министерства Здравоохранения РФ от 20 декабря 2001 г.
