Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Прогнозирование ранних осложнений оперативных вмешательств на органах брюшной полости на основе анализа нелинейных свойств системного гомеокиназа

Калайчева Ирина Борисовна

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАННИХ ОСЛОЖНЕНИЙ ОПЕРАТИВНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ НА ОРГАНАХ БРЮШНОЙ ПОЛОСТИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ СИСТЕМНОГО ГОМЕОКИНЕЗА

Специальность: 14.01.20 - Анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 з ПЕН 2010

Воронеж-2010 '^Гк^ы^^

004618717

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Сумин Сергей Александрович доктор медицинских наук Сараев Игорь Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Лаврентьев Анатолий Анатольевич доктор медицинских наук Морозов Дмитрий Владимирович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Защита состоится « f-ß » 2010 г. в часов

на заседании диссертационного совета Д 208.009.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени H.H. Бурденко» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени H.H. Бурденко» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Автореферат разослан « » /^¿¿¿ebs^ jf 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Глухов A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Несмотря на значительный прогресс медицинских технологий, оперативные вмешательства по поводу разнообразной хирургической патологии все еще нередко сопровождаются как интраоперационными, так и послеоперационными осложнениями. Они определяются особенностями течения локального раневого процесса (серомы, гематомы, инфильтраты и т.д.), а также общими реакциями организма в виде дыхательных, сердечно-сосудистых и других системных расстройств (Татур А.А., 1991; Савкин В.П., 1998; Kasumoki М. et al., 1998). Развитие этих негативных реакций зависит от многообразных, нередко сочетающихся причин - длительности и объема вмешательства, наличия хронической премор-бидной патологии, реакции на наркоз и многих других факторов, что затрудняет адекватную оценку вероятности развития осложнений у конкретного больного. В этой связи перспективным направлением, обеспечивающим индивидуальное прогнозирование осложнений, может стать количественная оценка влияния хирургического стресса на системный гомеостаз больных, поскольку он определяет тот или иной уровень выраженности эффекта последействия хирургической травмы. С современных позиций устойчивость гомеостаза можно оценивать не только по отклонениям его отдельных констант, но и путем анализа организации процесса его регулирования по сдвигам интегральных и наиболее информативных параметров организма, которые нередко обладают так называемыми случайно-подобными (де-терминировано-хаотическими) свойствами. Одной из таких характеристик является, в частности, вариабельность синусового кардиоритма (Умрюхин Е.А., Судаков К.В., 1997; Renshow Е., 1994; Chung-Kang Peng et al., 1994). В хирургии и анестезиологии-реаниматологии методы оценки детерминированного хаоса в контролируемых параметрах организма, в том числе кардиоинтервалограммы с прогностической целью остаются единичными (Кузьменко А.А., 1998). Существенное затруднение состоит в том, что динамический хаос невозможно описать, применяя обычные статистические методы, необходимы специальные способы анализа нелинейных процессов, которые в практике медицинских исследований все еще не распространены (Анищенко B.C. и др., 1999). Вместе с тем изменение степени сложности (хаотичности) структуры сердечного ритма во время оперативного вмешательства отражает сдвиги организации системного гомеостаза па интегральном уровне. Эта картина динамично изменяется в зависимости от уровня хирургического стресса и несет необходимую диагностическую и прогностическую информацию об адекватности защиты пациентов и устойчивости функционирования организма. В связи с вышеизложенным, нами были сформулированы цель и задачи

исследования.

Цель исследования. Разработать метод индивидуального прогнозирования осложнений абдоминальных хирургических вмешательств, развивающихся в раннем восстановительном периоде у больных со скрытой интраоперационной неустойчивостью гомеостатического регулирования.

Задачи исследования

1. Выявить новые информативные показатели системной гемодинамики и вариабельности кардиоритма, позволяющие проводить оценку устойчивости гомеостатического регулирования у пациентов в условиях абдоминальных хирургических вмешательств.

2. Установить причины недостаточной эффективности анестезиологической защиты у пациентов с наличием послеоперационных системных расстройств.

3. Разработать процедуру прогнозирования и на ее основе осуществить индивидуальную диагностику риска ранних послеоперационных осложнений, связанных с наличием скрытой интраоперационной неустойчивости гомеостатического регулирования.

Научная новизна. Установлено, что при абдоминальных вмешательствах статистически значимыми факторами риска послеоперационных осложнений являются возникающие на фоне хирургической агрессии интраоперационные колебания устойчивости регуляции гомеостаза, которые могут сохраняться в течение первой послеоперационной недели.

Впервые показано, что неустойчивость интегрального регулирования, скрыто формирующаяся во время абдоминальных хирургических вмешательств, может быть выявлена с помощью углубленного анализа синусового кардиоритма, заключающегося в количественной оценке нелинейных свойств его фазовой кривой.

Выявлено, что уровень стрессорного напряжения организма, отражающий адекватность наркоза, взаимосвязан с величиной коэффициента степени хаотичности кардиоинтервалограммы, количественными изменениями формы ее фазового портрета в виде эффектов его деформации, а также с дополнительно выявленными параметрами динамики интраоперационного среднего АД (сАД).

Установлено, что формирование интраоперационных колебаний устойчивости системного регулирования, которые вследствие своего латентного характера недостаточно полно корригируются анестезиологическим пособием и поэтому провоцируют осложнения в раннем восстановительном периоде, в большей степени определяется факторами исходного соматического статуса пациентов.

Практическая значимость работы. На основе оценки интраоперационных сдвигов организации системного гомеостатического регулирования разработаны метод и процедура индивидуального прогнозирования вероятности возникновения осложнений у больных хирургического профиля в раннем послеоперационном периоде, реализованные на основе анализа особенностей динамики сАД и нелинейных свойств синусового кардиоритма. Необходимые для осуществления прогноза параметры являются производными тех интраоперационных показателей, которые входят в стандартный мониторинг, не требующий дополнительных затрат. Необходимое повышение информативности достигается за счет углубленного анализа нелинейных свойств динамики сАД и кардиоинтервалограммы специальными математическими средствами в рамках дополнительного программного обеспечения мониторинга. В практических условиях предлагаемый метод обеспечивает возможность индивидуальной оценки риска послеоперационных нарушений при минимизации количества исходных анализируемых характеристик при уровне достоверности не менее 86%, что создает основу для своевременной и адекватной коррекции осложнений.

Положения, выносимые на защиту

1. Уровень устойчивости интегрального гомеостатического регулирования по отношению к действию факторов хирургического стресса объективно диагностируется по изменениям структуры вариабельности сердечного ритма, представленной в виде ее фазовой траектории и дополнительным характеристикам интрао-перационной динамики среднего артериального давления (сАД).

2. Анализ фазового портрета (аттрактора) сердечного ритма, осуществленный в рамках его 3-мерной проекционной геометрической модели, позволяет проводить количественную оценку уровня выраженности хирургического стресса.

3. Индивидуальное прогнозирование осложнений раннего послеоперационного периода возможно с помощью комплексного анализа степени неустойчивости гомеостатического регулирования, определяемой по интраоперационным количественным показателям нелинейных характеристик вариабельности сердечного ритма и особенностям реакций среднего АД.

Внедрение в практику. Результаты работы внедрены в практику отделения анестезиологии и реанимации муниципального медицинского учреждения «Городская больница скорой помощи» (МУЗ ГКБ СМП г. Курска). Данные диссертации используются в учебном процессе на кафедре анестезиологии-реаниматологии ГОУ ВПО КГМУ РОСЗДРАВА.

Апробация диссертации. Основные результаты работы были представлены на III съезде Ассоциации анестезиологов-реаниматологов ЦФО (Москва, 2007); на II Международной научной конференции молодых ученых (Курск, 2008); Всероссийском конгрессе анестезиологов и реаниматологов и XI съезде федерации анестезиологов и реаниматологов (Санкт-Петербург, 2008); Всероссийском образовательном конгрессе анестезиологов-реаниматологов с международным участием (Москва, 2008); на межрегиональной научно-практической конференции «Инновации в анестезиологии и медицине критических состояний (Курск, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, одна из них в рецензируемом журнале согласно перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 141 отечественных и 90 зарубежных источников и приложения на 7 страницах. Работа иллюстрирована 17 рисунками и содержит 14 таблиц.

Исследования выполнялись на кафедре анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии ГОУ ВПО КГМУ РОСЗДРАВА, на базе отделения анестезиологии и реаниматологии МУЗ ГКБ СМП г. Курска.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

В исследование были включены 129 пациентов с различной хирургической полостной патологией, которые в плановом (82 чел. - 64%) или экстренном (47 чел. - 36%) порядке оперировались в хирургическом стационаре. Мужчин было 74 (57,3%), женщин - 55 (42,7%). Средний возраст составил 52,7+5,1 года. Основной причиной для вмешательства стали различные варианты желчекаменной болезни (120 случаев - 93%). Всем обследованным в предоперационный период проводился комплекс лечебно-диагностических мероприятий, необходимая предоперационная подготовка. Объективный статус больных оценивался по классификации Американского общества анестезиологов (ASA) и был в пределах 2-3 классов. Контрольную группу с исходным состоянием гомеокинеза составили 50 практически здоровых добровольцев (15 женщин - 30% и 35 мужчин - 70%). Средний возраст - 44,3+6,2 года. Непрерывное мониторирование аналогичных основной группе параметров гомеостаза проводилось не менее 2-х часов.

Критериями исключения являлись: стойкие нарушения синусового ритма сердца, возраст старше 65 лет, наличие сопутствующих декомпенсированных заболеваний, принадлежность пациентов к иным, чем 2-й или 3-й класс АБА.

Основным методом анестезиологического пособия являлась внутривенная многокомпонентная анестезия кетамином, фентанилом, дроперидолом на фоне медикаментозной миоплегии (тракриум) и ИВЛ. Поддержание анестезии осуществляли фракционным внутривенным введением тех же препаратов на фоне тотальной медикаментозной миоплегии, инфузии изотонических растворов и ИВЛ воздушно-кислородной смесью. Наблюдение за клинической картиной наркоза вели по общепринятым в анестезиологии правилам.

Критерием адекватности проводимой общей анестезии избрали состояние гемодинамических параметров. Во время анестезиологического пособия непрерывно мониторировали и с 5-минутным интервалом фиксировали сАД, ЧСС. Параллельно определяли другие стандартные показатели мониторинга, необходимые для контроля жизнедеятельности организма. Для определения исходного состояния пациентов те же параметры непрерывно определяли за 30 мин. до начала операции. Интраоперационная кривая сАД служила материалом для дальнейшего анализа закономерностей гемодинамики на фоне хирургического стресса. Допустимый уровень сдвигов сАД определили как 106,6 - 83,3 мм рт.ст., что соответствовало уровню нормотонии (АД 140/90 - 110/70 мм рт.ст.).

Оценка состояния устойчивости интраоперационного гомеостаза

Исследования организации структуры гомеокинеза и его устойчивости проводили на основе непрерывной обработки ЭКГ, мониторируемой параллельно с АД для получения кардиоинтервалограммы (точность измерений ЯК - 1 мск). Параметром, подтверждающим наличие в ней детерминированного хаоса, являлась нецелочисленная корреляционная размерность сигнала. Интегральную оценку устойчивости интраоперационного гомеостаза проводили путем анализа динамики фазовой траектории кардиоритма в многомерном пространстве ее существования по специально разработанному алгоритму (Патент на изобретение № 2128001 «Способ регистрации неустойчивых состояний системной гомеостатической регуляции»), предусматривающий расчет критерия степени хаотичности (КСХ) кардиоритма, отражающего феномен неравномерного последования точек фазовой траектории динамического процесса (кардиоинтервалограммы) по мере ее развертывания во времени. Другим методом оценки хаотической динамики кардиоритма стало исследование геометрии его фазового портрета (аттрактора). Визуализацию

атграетора осуществляли из исходного многомерного фазового пространства путем его проекционного отображения в 3-мерный образ. Количественный анализ геометрии фазового портрета проводили после его преобразования в упрощенную геометрическую модель - минимальный из возможных гиперкубов, куда максимально плотно вписывалась фазовая траектория кардиоинтервалограммы. Модель интерпретировалась как образ системного гомекинеза на фоне оперативного вмешательства. Финальные результаты подвергали математической обработке с помощью различных методов параметрической и непараметрической статистики, корреляционного, дисперсионного, многофакторного и других видов анализа с использованием компьютерных пакетов программ "8ТАТОКА1?1С8", "МАТСАП", "МАТЬАВ", "ХЬ".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Клинические особенности течения послеоперационного периода

В зависимости от характера течения раннего послеоперационного периода (первые 5 суток после оперативного вмешательства) всех обследованных основной группы разделили на две выборки. Первая состояла из 98 пациентов (75,6%) с адекватной реакцией на операционный стресс по данным мониторинга жизненно важных параметров. Послеоперационных осложнений у них не наблюдалось. Период госпитализации составил 12+2,3 суток. Вторая подгруппа - 31 пациент (24%) характеризовалась наличием различных осложнений, что увеличило пребывание в стационаре в среднем на 4 дня. Осложнения носили преимущественно системный характер: выраженный болевой синдром в области послеоперационной раны, гипертермическая реакция в отсутствие локальных раневых осложнений, нестабильные показатели АД, ЧСС, ЧДД, восстановление перистальтики кишечника на 5-6 сутки после операции, развитие острых сосудистых катастроф (ОИМ, ТЭЛА, ОМНК. Всего 22 случая против четырех, когда выявили местные раневые негативные реакции - серомы, гематомы и т.д. и пяти, в которых имели место комбинированные системные и местные расстройства. Для исключения влияния локальных раневых осложнений на результаты в исследовании учитывали особенности случаев только у лиц с системными нарушениями.

Динамика интраоперационных гемодинамических параметров как показателей эффективности наркоза и устойчивости гомеокинеза

Общепринятым методом оценки адекватности наркоза во время хирургического вмешательства является оперативный анализ реакций системы кровообра-

щения, в частности - сАД и ЧСС, колебания которых не должны превышать 20% по сравнению с их базовым уровнем. При сравнении средних значений сАД и пульса оперированных больных и лиц контрольной группы за аналогичный (2-часовой) период выявилось, что их величины не имели достоверных отличий (92,3+9,2 против 84,3±6,8; Р>0,05) и в обоих случаях находились в области нор-мотонии. Вместе с тем дисперсия параметров в первой выборке оказалась более, чем в 4 раза выше, чем во второй (155,3+101,2 против 29,1+11,6; Р<0,05). Эти факты с одной стороны подтверждали эффективность проводимого наркоза в отношении минимизации влияния хирургического стресса на группу оперированных больных в целом, а с другой - свидетельствовали о ее неоднородности в отношении индивидуальных реакций на анестезию.

Рис. 1. Модели динамики сАД в ходе оперативного вмешательства. Примечание: по оси абсцисс - время в мин.; по оси ординат - величина сАД в мм рт.ст., цифрами на оси ординат показана область значений параметра, соответствовавших нормотонии; индексами 1,2 и 3 помечены тренды различных типов.

Анализируя автоколебательный характер сдвигов сАД на основе полученных трендов методом полиномиального сглаживания, мы получили модели данной величины. Полученные кривые позволили разделить оперированных больных на три подгруппы (рис. 1). В 1-й подгруппе усредненный вид графиков сАД был аналогичен контролю (тренд близок к прямой), что говорило об устойчивом гомео-стазе на фоне вмешательства (33 пациента - 25,5%). Во 2 и 3 подгруппах имелись признаки переходных процессов, поскольку при обработке индивдуальных кривых параметра выявились 1/2 или 1/4 периода низкочастотной составляющей динамики сАД. Это означало, что у 53 и 43 больных 2-й и 3-й групп соответственно, несмотря на анестезию, имели место скрытые сдвиги устойчивости гомеокинеза разной степени выраженности. Дальнейший анализ индивидуальных кривых интрао-

перационной динамики сАД во всех 3-х подгруппах, разделенных по форме трендов, выявил иные дополнительные количественные характеристики гемодинамики (рис. 2).

1 Дебютное САД 44(34,1%)

2 Матожидание САД за время операции -]д (13,7%)

3 Тип тренда динамики САД

4 Интеграл текущих сдвигов САД более 20% от тренда 35 (27,3%)

t

' М I I I I I I М I I 1 1 I I.,/ I 1 1 I .' 1 I I lili хш '.. ,1 I I I I Д 1 ' 1 I М ' I

ISO

Рис. 2. Дополнительные характеристики динамики сАД.

Примечание: цифрами отмечена частота встречаемости признаков в общей выборке.

Ими оказались: дебютное интраоперационное значение сАД (за первые 10 мин. вмешательства); средний уровень сАД за операцию; суммарная площадь отклонений параметра, превышающих уровень полосы допустимых 20% сдвигов от его тренда. Эти дополнительные характеристики, варьируя относительно рамок "стресс-нормы", позволили индивидуально оценить адекватность анестезии и выявить возможную скрытую интраоперационную неустойчивость системного регулирования. В частности установлено, что в 34,1% случаев (44 из 129 больных) за первые 10 минут операции уровень сАД был вне заданных рамок нормотонии. Анализ среднего за всю операцию уровня сАД показал, что у 18 (13,9%) пациентов его величина также отличалась от должного. Наконец, в 27,3% случаев (35 больных) имели место однократные или повторные текущие отклонения сАД длительностью 10-15 минут, превышавшие 20% полосу допустимых значений относительно его тренда. Сумма площадей таких отклонений кривой сАД в целом за операцию в среднем составила 5077,3+4567,6. Причем пациенты с такой текущей неустойчивостью сАД чаще (30 больных из 35 - 86% случаев) характеризовались наличием 2-го и 3-го типов трендов сАД, которые сами указывали на неустойчи-

вость гомеокинеза. Вместе с тем анализ вышеназванных характеристик динамики сАД, существующих по отдельности или в индивидуальных комбинациях, не выявил однозначно высокой корреляции с теми или иными послеоперационными расстройствами.

Анализ интраопсрационных особенностей организации кардиоритма

Для повышения информативности мониторинга синусового ритма у оперируемых пациентов его углубленный анализ проводили с помощью получения и последующей оценки фазовой траектории кардиоинтервалограммы. С этой целью использовали специальный метод, позволяющий количественно оценить изменение степени ее хаотичности (Патент № 2131213). В результате получили графики степени сложности структуры фазовой траектории кардиоритма, далее называемые кривыми критерия степени хаотичности (КСХ). Они отражали сдвиги структуры кардиоритма под влиянием меняющихся коопераций механизмов регуляции хронотропной функции сердца во время оперативных вмешательств. Максимумы и минимумы КСХ оценивались как неустойчивые переходные состояния между соседними устойчивыми режимами регуляции. Для характеристики влияний механизмов по поддержанию гомеостатической стабильности разного уровня, которые определяли изменения КСХ, расчет критерия проводили в широком спектре мерностей фазовой траектории кардиоритма - от 20 и далее с шагом 5 до 300 - 350. Установлено, что форма кривых КСХ при постоянном последовательном наращивании мерности фазовой кривой кардиоритма на ряде этапов процедуры практически не изменялась. Это позволило сгруппировать такие кривые в отдельные диапазоны, и после усреднения получить их соответствующие представительные графики. В группе оперированных больных в индивидуальных случаях число диапазонов КСХ колебалось и в среднем составило 12,3+3,4. В контрольной группе их число было достоверно меньшим - 7,2+3,2 (при Р<0,05). Таким образом, хирургический стресс достоверно увеличивал число уровней иерархии системы гомеокинеза, формирующих структуру кардиоритма по сравнению с таковой у лиц контрольной группы. Для количественной оценки степени неустойчивости гомеостаза приняли, что отклонения КСХ более 20% относительно средних значений параметра за все время оперативного вмешательства указывают на недостаточную эффективность наркоза. Площадь, ограниченная этими отрезками кривой КСХ, суммировалась по модулю во всех выявленных диапазонах. Ее суммарное финальное значение интегрально отражало уровень интраоперационной дестабилизации системного регулирования. Для подтверждения результативности такой процедуры

исследования устойчивости гомеостаза аналогичным методом оценивали сдвиги КСХ также и в контрольной группе у практически здоровых лиц, не подвергавшихся хирургическим вмешательствам. Установлено, что в контроле интегральное значение площади возмущений КСХ составило 1453,66+265,41, против 4563+368,92 (Р<0,05) в основной группе. Это подтверждает связь между самим фактом воздействия на организм во время оперативного вмешательства и появлением структурных изменений фазового портрета кардиоритма, а также дает возможность количественно оценить уровень интенсивности операционного стресса с помощью нового показателя. Значимость КСХ для оценки состояния гомеостаза подтвердилась при его сравнении с результатами мониторинга сдвигов сАД, как общепринятого маркера адекватности анестезии. Установлено, что у 88 (75,24%) пациентов с минимально выраженными колебаниями КСХ течение анестезии не осложнялось дестабилизацией АД. Практически во всех 35 случаях (27,3%), когда имелась очевидная текущая неустойчивость АД, одновременно наблюдались высокоамплитудные колебания КСХ и наибольшие значения суммы площадей его отклонений от заданных 20% рамок (5985,7+ 299,6 против 3121,8+147,5, когда КСХ получали у больных с интраоперационной нормотонией; Р>0,05). Вместе с тем у 10 оперированных пациентов, несмотря на отсутствие явных негативных сдвигов гемодинамики, также выявили значительные колебания величины КСХ и высокие значения интеграла отклонений от должных значений. В связи с этим оценку прогностических возможностей анализа фазовой траектории кардиоритма продолжили с помощью иного метода исследования.

Проекционная модель фазового портрета кардиоритма и ее количественные параметры как маркеры интраоперационного интегрального гомеокинеза

Анализ индивидуальных отображений 3-мерных проекций фазовых портретов (аттракторов) кардиоритма в основной группе и контроле показал, что они во всех случаях имеют общие свойства - занимают строго ограниченную область пространства и неповторимо варьируют по форме. При повороте проекции объектов в 3-осевой системе координат на 180° их образы вытягивались, получая приращения по одному из координатных направлений. Количественно измерять геометрию индивидуально неповторимых фазовых портретов кардиоинтервалограмм каким-либо стандартным методом было затруднительно. Для этой процедуры фазовые портреты нужно было представить в виде достаточно простой, но адекватной модели, параметры которой можно измерить. Опытным путем установили, что наиболее приемлемой геометрической моделью является минимально допустимый

куб, существующий в пространстве состояний (т.е. гиперкуб), который максимально плотно может заполнить фазовый портрет кардиоритма. Вследствие постоянного воздействия на гомеостаз множества разнонаправленных возмущающих факторов модели во всех случаях отличались от идеального куба, характеризующегося равными ребрами. Дальнейший анализ показал, что на фоне операционного стресса проявляются, по крайней мере, четыре варианта деформации объекта (рис. 3): вытяжение фазового портрета кардиоритма и, соответственно, описывающей его модели по одной из осей координат, смещение их центра масс относительно начала координат при нулевом повороте отображения (децентрализация), приобретение в этой позиции кубом сплюснутой формы и, наконец, уменьшение объема проекционного образа в целом (эффект консолидации). Причем все они достоверно более выражены, чем в контрольной группе. Для количественного описания этих эффектов определили 24 числовых параметра, отражающих геометрию кубической модели фазового портрета кардиоритма. Ранее отмечалось, что по данным латентных гемодинамических сдвигов, несмотря на, как-правило, гладко протекающий наркоз, больные были неоднородны в отношении устойчивости ин-траоперационного гомеокинеза, что характеризуется тремя разными типами трендов сАД.

Поэтому для верификации диагностической значимости вновь полученных аттракторных показателей скрытой неустойчивости регулирования во время абдоминальных вмешательств провели их дальнейший анализ в трех подгруппах больных, выделенных на основе наличия трех различных типов трендов сАД. Использовали специальный метод классификации объектов в многомерном (в данном случае 24-мерном) векторном пространстве. Сравнение проводилось между парами (1-2,1-3, 2-3) подгрупп больных. При всех вариантах сравнения оказалось, что подгруппы состоят из лиц с достоверно отличающимися наборами параметров, характеризующих модели их фазовых портретов кардиоритма. Следовательно, геометрические характеристики этих моделей отражают различия системного регулирования на фоне хирургического вмешательства.

А

Б

Рис. 3. Эффекты деформации геометрической модели аттрактора кардиоритма больного К.

Примечание: буквами обозначены исходная (А) и полученная при вращении объекта на 180° (Б) проекции кубической модели. Стрелками показаны эффекты деформации.

В дальнейшем число параметров проекционной модели аттрактора кардиоритма, необходимых для решения практических задач диагностики и прогнозирования состояния организма, было минимизировано до трех расчетных коэффициентов, полученных на основе исходных параметров модели аттрактора ki=r/R и k2=r/R указывавших на степень сплющивания и вытяжения проекционного образа модели, соответственно, а также к3=Д V/V, определявшего децентрализацию объекта в 3-мерном пространстве относительно начала координат, и параметра V -объема проекционной модели, указывавший на эффект консолидации аттрактора.

Таблица 1

Количество больных в подгруппах с деформацией геометрической модели

аттрактора кардиоритма относительно контрольной группы

Группы Параметры K,=r/R K2=r/R К3= А V/V V

Основная группа п=129 92,3% 18% 46,1% 81,2%

1 подгруппа п=33 90% 10% 50% 80%

2 подгруппа п=53 89% 33% 33% 89%

3 подгруппа п=43 100% 16% 53% 84%

В таблице 1 представлены результаты подсчета случаев наличия деформации модели аттрактора кардиоритма в процентах относительно всего количества лиц, составлявших подгруппы больных, выделенные на основе различий интрао-перационных трендов сАД. Из таблицы 1 следует, что по частоте встречаемости эффекты изменения геометрии модели в группе в целом располагались в убывающем порядке следующим образом: КЬУ, Кз, К2. При этом хотя бы один из феноменов значимой деформации модели фазового портрета кардиоритма наблюдался у 96 обследованных (87%), подвергавшихся хирургическому вмешательству. Вместе с тем сочетания различных эффектов деформации модели (в частности, не менее 3-х) наблюдались гораздо реже - всего у 33 человек (25,6% случаев). Степень деформации определялась относительно показателей контрольной группы, где значения рассматриваемых коэффициентов приняли за 100%. Количественные данные во всех подгруппах оперированных больных представили в виде разниц с контролем по модулю. В целом в группе оперированных больных средняя сумма дельт 4-х эффектов изменения геометрии модели аттрактора кардиоритма составила 118,7+48,2. В 1-й, 2-й и 3-й подгруппах ее значения составили 99,5±33,5; 144,6+19,5 и 117,5+32,6 соответственно. Количество лиц в каждой из подгрупп с минимальными и максимальными величинами суммарных дельт, тяготеющих к полярным максимумам, существенно отличалась. Случаи, в которых фиксировались максимально деформированные проекционные модели аттрактора кардиоритма, распределялись в 1, 2, 3 подгруппах следующим образом: - 2 (10%), 12 (22,6%) и 14 (33%) соответственно. Именно эти больные были определены, как лица с наибольшими скрыто протекающими, несмотря на проводимую анестезиологическую защиту, сдвигами гомеокинеза.

Многофакторный анализ причин развития послеоперационных осложнений

В связи с многообразием преморбидных факторов и реакций организма в ответ на хирургическое вмешательство, установление причин системных послеоперационных осложнений невозможно путем анализа какого-либо одного из признаков. Поэтому, основываясь на клинических особенностях случаев и данных инструментального контроля пациентов, выделили группу переменных, необходимых для проведения многофакторного статистического анализа данных, характеризующих выборки больных с наличием или отсутствием осложнений.

Таблица 2

Коэффициенты корреляции (г) клинических характеристик подгруппы больных с послеоперационными осложнениями

Характеристики 1 фактор 2 фактор

А4 — сопутствующие болезни 0,778 0,132

А5- класс по ASA -0,762 0,171

В1-времянаркоза (ti) 0,337 0,765

В2 - время операции (t2) 0,037 0,492

ВЗ - разница tl-t2 0,059 0,624

С1 - исходное значение сАД на операции 0,398 0,208

С2 - среднее сАД за операцию 0,818 0,101

СЗ - тип динамики сАД -0,088 -0,491

С4 - интергал суммы отклонений сАД 0,124 -0,127

С1* - показатель степени деформации аттрактора -0,042 0,636

С2* - кол. эффектов деформации аттрактора -0,481 0,193

СЗ* - кол. уровней структуры аттрактора 0,323 0,721

С4*- интеграл суммы отклонений КСХ -0,614 0,019

Примечание: жирным шрифтом отмечены значимые коэффициенты корреляции переменных, составляющих выделенные факторы. С* - аттракторные параметры.

Все признаки были разделены на три совокупности (А, В, С), включавшие 17 переменных, отражавших предоперационный статус пациентов, особенности вмешательств и параметры, которые по сдвигам гемодинамики или на основе анализа фазового портрета кардиоритма выявляли степень влияния хирургического стресса на гомеостаз. Результаты анализа выборки лиц с наличием осложнений представлены в таблице 2. Из нее следует, что возникновение системных послеоперационных осложнений определяли два фактора. Первый фактор состоял из таких взаимосвязанных признаков, как наличие сопутствующих сердечнососудистых заболеваний в анамнезе, индивидуальный класс по ASA (как правило -3-й), установившийся за время операции определенный средний уровень сАД, а также показатель суммарных отклонений КСХ от должных значений, наибольший у данной категории лиц. Второй фактор включал также коррелирующие между собой признаки: определенную длительность анестезии и разницу между общей длительностью наркоза и собственно общим временем хирургического вмешательства, а также количество структурных уровней аттрактора кардиоритма и интегральный показатель степени интраоперационной деформации его проекционной модели. Оба выявленных фактора были взаимосвязаны (г = 0,53).

В подгруппе больных с гладким послеоперационным периодом также выявились два значимых фактора, но определявших отсутствие системных осложне-

ний. В них проявились иные особенности оперативного вмешательства. В этой выборке не было сопутствующих заболеваний, которые могли предварительно дестабилизировать гомеокинез, а взаимосвязанные параметры, отражавшие адекватность защиты пациентов от оперативного стресса - минимальное количество эффектов деформации аттрактора кардиоритма, близкая к линейной модель динамики сАД и т.д. говорили о реальной эффективности наркоза.

Проведенный многофакторный анализ выявил, что в подгруппе больных с наличием послеоперационных осложнений существенное влияние на факт их появления оказал неблагоприятный преморбидный фон, который определил недостаточную реакцию гомеокинеза на стандартно проводимый наркоз, поскольку системная регуляция этих больных уже исходно была патологически изменена. Одной из особенностей наркоза в этих случаях, вероятно, стала недостаточная продолжительность анестезии по отношению к общему времени вмешательства. Эти особенности коррелировали с высокой степенью деформации проекционной модели фазового портрета кардиоритма в условиях, когда стандартные параметры мониторинга оказались недостаточно информативными.

Оценка эффективности прогноза послеоперационных осложнений

Результаты многофакторного анализа позволяют полагать, что для формирования прогноза осложнений на основе стандартного мониторинга гемодинамики (в частности, сАД) необходимо рассматривать, по крайней мере, его такие дополнительные характеристики, как дебютный уровень, средний уровень за операцию, тип динамической модели и сумму текущих отклонений параметра относительно 20% заданных рамок. Каждому из этих признаков после определения степени его значимости был присвоен определенный балл. Отклонение значений дебютного и среднего сАД за операцию от их ожидаемого уровня нормотонии оценивалось в 2 балла. Попадание параметра в заданную область было эквивалентно 1 баллу. Модели динамики сАД I типа был присвоен 1 балл, а II и III типу, говорившим о скрытой неустойчивости в гемодинамике, 2 балла. Отсутствие или наличие текущих отклонений сАД больших, чем допустимые 20% в ходе вмешательства, были эквивалентны 1 и 2 баллам соответственно. Баллы накапливались, и в результате каждому больному соответствовала их индивидуальная сумма, варьировавшая от 8 до 4 баллов. Вторая группа маркеров гомеостатической устойчивости была представлена параметрами хаотической динамики кардиоритма больных. В контрольной группе маркеры гомиостатической устойчивости также выражали в баллах.

Таблица 3

Анализ результатов эффективности процедуры прогнозирования развития послеоперационных осложнений

Результаты Гемодинамика: Топология Объединенные

Признаки параметры сАД аттрактора признаки

Истинно положительные 15(11,6%) 17(13,2%) 19(14,7%)

Истинно отрицательные 71(55%) 84 (65,1%) 95 (73,6%)

Ложноположительные (ЛП) 36 (27,9%) 23 (17,8%) 12 (9,3%)

Ложноотрицательные (ЛО) 7 (5,4%) 5 (3,8%) 3 (2,3%)

Чувствительность 68,1% 77,2% 86,3%

Специфичность 66,3% 78,5% 88,7%

Частота ЛО результатов 8,9% 5,6% 3,2%

Частота ЛП результатов 70,5% 58,9% 38,7%

Примечание: проценты в первых 4 графах таблицы рассчитаны относительно всех 129 обследованных.

Глубину структурирования аттрактора (количество его активированных уровней), интегральную сумму отклонений КСХ от должных значений, количество эффектов деформации модели 3-мерной проекции фазового портрета кардио-ритма, а также количественную меру этой деформации суммарно определяли в процентах к аналогичному параметру. Их максимальная сумма, как и в случае с гемодинамическими характеристиками, составила 8, а минимальная - 4 балла. Сравнение результативности прогноза системных осложнений, развившихся в послеоперационном периоде, показало, что наибольший эффект достигается при сочетании обеих групп характеристик. Наиболее вероятно осложнения развиваются у больных, которые суммарно набирают не менее 10 баллов. Оценка эффективности прогнозирования представлена в таблице 3. Из нее следует, что определение чувствительности и специфичности предлагаемого метода прогнозирования осложнений у больных с АБА 2-3 действительно позволяет признать наиболее результативным объединение признаков уровня операционного стресса, относящимся к особенностям гемодинамических реакций больного, и количественных нелинейных (хаотических) параметров кардиоритма как реальных маркеров неблагоприятного течения восстановительного периода.

выводы

1. Новыми информативными показателями системной гемодинамики и вариабельности кардиоритма, позволяющими оценивать устойчивость гомеостати-ческого регулирования пациентов при абдоминальных хирургических вмешательствах, являются величины дебютного и среднего за операцию уровней сАД, тип кривой динамики сАД и сумма площадей отклонений от этой кривой, превышающих допустимый 20% уровень, а также параметры нелинейных свойств кардиоин-тервалограммы.

2. Причиной недостаточной эффективности анестезиологической защиты у пациентов с наличием послеоперационных системных расстройств является недооценка вызываемой исходным неблагоприятным преморбидным фоном скрытой интраоперационной гомеостатической неустойчивости, которая не выявляется при стандартном мониторинге.

3. Процедура прогнозирования ранних осложнений послеоперационного периода производится на основе шкалы, которая основывается на балльной оценке четырех показателей, дополнительно установленных по результатам анализа кривой интраоперационного сАД, и четырех количественных характеристик фазовой траектории кардиоритма.

4. При финальной сумме, превышающей 10 баллов шкалы, делается вывод о высоком (более 86%) риске развития у конкретного больного ранних послеоперационных осложнений. Это является основанием для принятия превентивных мер, заключающихся в целенаправленной госпитализации пациентов из операционной в палаты реанимации и интенсивной терапии для дальнейшего наблюдения и лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При оценке эффективности анестезии и возможной пролонгации неустойчивости гомеостатического регулирования на восстановительный период по данным мониторинга сАД необходимо дополнительно выявлять его дебютную и среднюю за операцию величины (с оценкой их отклонений от должных значений), форму тренда и сумму площадей отклонений от него колебаний сАД, превышающих 20%.

2. Для определения интраоперационной гомеостатической неустойчивости в дополнение к стандартному мониторингу кардиоритма в реальном режиме времени необходимо оценивать динамику вариабельности кардиоритма путем анализа особенностей его фазового портрета (аттрактора), включающего: определение числа структурных уровней объекта, количество эффектов деформации его

3-мерной проекционной геометрической модели и суммарную количественную характеристику их выраженности, а также интеграл отклонений критерия степени хаотичности фазовой кривой кардиоинтервалограммы от должных значений.

3. Для процедуры прогнозирования системных осложнений раннего восстановительного периода дополнительные параметры интраоперационного мониторинга сАД и кардиоритма суммируются в виде балльных оценок, которые в норме варьируют от 4 до 8 баллов. Вывод о высоковероятном развитии осложнений (более 86%) делается при условии, что сумма баллов всех анализируемых показателей равна или превышает 10.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Калайчева, И.Б. Особенности динамики гемодинамических параметров в интраоперационном периоде как маркер эффективности наркоза / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, И.А. Сараев // Материалы пленума ФАР и VIII сессии МНОАР // Альманах анестезиологии и реаниматологии. - 2007. - Na 7. - С. 28.

2. Интраоперационные сдвиги среднего артериального давления на фоне неингаляционного наркоза / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, И.А. Сараев, O.A. Молов // Новости анестезиологии и реаниматологии. - 2007. - № 3. - С. 108-109.

3. Гемодинамические реакции в условиях многокомпонентной неингаляционной анестезии при хирургических абдоминальных вмешательствах / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, И.А. Сараев, O.A. Молов // Новости анестезиологии и реаниматологии. - 2007. - № 3. - С. 109.

4. Новые возможности оценки устойчивости системного гомеостатического регулирования у больных на фоне оперативных вмешательств / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, И.А. Сараев, O.A. Молов // Новости анестезиологии и реаниматологии. - 2007.-№ 3. - С. 110.

5. Сумин, С.А. Течение раннего послеоперационного периода в зависимости от характера сдвигов гемодинамических параметров на фоне хирургического вмешательства / С.А. Сумин, И.Б. Калайчева, И.А. Сараев // Новости анестезиологии и реаниматологии. - 2007. - № 3. - С. 135-136.

6. Бородинов, И.М. Методы оценки выраженности болевого синдрома / И.М. Бородинов, И.Б. Калайчева, О.С. Мальцева // Международная заочная электронная научно-практическая конференция. Патофизиология, клиника и терапия боли / КГМУ; Центрально-Черноземный научный центр РАМН. - Курск, 2007. -С. 18-20.

7. Калайчева, И.Б. Нестероидные противовоспалительные средства в качестве анальгетических препаратов / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, E.H. Богословская // Международная заочная электронная научно-практическая конференция. Патофизиология, клиника и терапия боли / КГМУ; Центрально-Черноземный научный центр РАМН. - Курск, 2007. - С. 49-51.

8. Оценка эффективности анестезиологического обеспечения экстренных хирургических операций путем анализа нелинейной динамики параметров ин-траоперационного мониторинга / H.H. Еремин, A.C. Кирсанов, И.Б. Калайчева, О.С. Мальцева // Молодежная наука и современность: от фундаментальной идеи до инновационных проектов: 73-я итоговая межвузовская конференция студентов и молодых ученых / ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. В 2-х частях. - Курск: Изд-во КГМУ, 2008. - Ч. 1. - С. 87.

9. Оптимизация предоперационной оценки объективного статуса больных путем анализа динамики сдвигов системного гомеокинеза / A.C. Кирсанов, О.С. Фрундина, И.Б. Калайчева, H.H. Еремин // Молодежная наука и современность: от фундаментальной идеи до инновационных проектов: 73-я итоговая межвузовская конференция студентов и молодых ученых / ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. В 2-х частях. - Курск: Изд-во КГМУ, 2008. - Ч. 1. - С. 95.

10. Сумин, С.А. Интраоперационный стресс как фактор развития осложнений при хирургических вмешательствах / С.А. Сумин, И.А. Сараев, И.Б. Калайчева // Университетская наука: Теория, практика, инновации: сборник трудов 73-й научной конференции КГМУ и сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН / ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. В 3-х томах. - Курск: Изд-во КГМУ, 2008. -Т. 2.-С. 116-120.

11. Калайчева, И.Б. Интраоперационные маркеры риска развития осложнений при хирургических вмешательствах / И.Б. Калайчева, И.А. Сараев, С.А. Сумин // Сборник трудов II Международной научной конференции молодых ученых-медиков / ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. В 3-х томах. - Курск: Изд-во КГМУ, 2008. -Т. 2. - С. 228-229.

12. Сараев, И.А. Особенности фазовой траектории кардиоритма как показатель интраоперационного состояния системного гомеокинеза / И.А. Сараев, С.А. Сумин, И.Б. Калайчева // Сборник материалов Всероссийского конгресса анестезиологов и реаниматологов и XI съезда Федерации анестезиологов и реаниматологов / Под ред. Ю.С. Полушина. - СПб., 2008. - С. 451-452.

13. Калайчева, И.Б. Оценка уровня интраоперационного стресса как предиктора ранних системных осложнений хирургического вмешательства / И.Б. Калайчева, С.А. Сумин, И.А. Сараев // Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". - 2008. - № 1. - С. 64-74.

14. Особенности фазовой траектории кардиоритма как показатель интраоперационного состояния системного гомеокинеза больных с послеоперационными осложнениями / И.Б. Калайчева, И.А. Сараев, С.А. Сумин и др. // Всероссийский образовательный конгресс анестезиологов и реаниматологов (с международным участием) «Современные достижения анестезиологии-реаниматологии в Российской Федерации»: сборник тезисов (28-30 октября 2008 г.). - М.., 2008. - С. 77.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

артериальное давление

(American Society of Anesthesiologists) - условное обозначение шкалы Американской ассоциации анестезиологов для оценки объективного статуса больного вариабельность ритма сердца искусственная вентиляция легких критерий степени хаотичности острый инфаркт миокарда острое нарушение мозгового кровообращения среднее артериальное давление частота дыхания частота сердечных сокращений тромбоэмболия легочной артерии

АД-ASA-

ВРС-

ИВЛ-

КСХ-

ОИМ-

ОНМК-

сАД-

ЧД-

ЧСС-

ТЭЛА-

Лицензия ЛР № 020862 от 30.04.99 г. Сдано в набор 24.11.2010 г. Подписано в печать 25.11.2010 г. Формат 30х42]/8 Бумага офсетная. Гарнитура Times New Rom. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 140"А". Издательство Курского государственного медицинского университета 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3.

Несмотря на значительный прогресс медицинских технологий, наблюдаемый в последние 15-20 лет, многие аспекты повседневной деятельности врача остаются проблемными. В частности, оперативные вмешательства по поводу разнообразной хирургической патологии все еще нередко сопровождаются как интраоперационными, так и послеоперационными осложнениями, непосредственно связанными с наносимой травмой (серомы, гематомы, инфильтраты, несостоятельность швов и т.д.)? а также с общими неблагоприятными реакциями организма в ответ на факт хирургического воздействия в виде неадекватных ноцицептивных реакций, вторичного иммунодефицита, дыхательных, сердечно-сосудистых и других системных расстройств [11, 27, 136, 144]. Их появление зависит от многообразных, зачастую сочетающихся между собой причин, включающих наличие хронической преморбидной патологии (конкурирующих заболеваний), возраста больных, длительности и объема оперативного вмешательства, реакции на наркоз и технические особенности его проведения, а также многих других индивидуальных обстоятельств. Неповторимость клинических ситуаций, определяемая многофакторностью внутренних причин, затрудняет адекватную оценку риска развития осложнений, которые нередко рассматриваются как случайные, тогда как в действительности их развитие определяется хотя и скрытыми, но совершенно определенными и закономерными сдвигами гомеостатического регулирования [30, 80, 130]. При этом анализ литературных данных позволяет констатировать, что тенденции к уменьшению хирургических осложнений в настоящее время не наблюдается, а сама проблема является актуальной как для хирургов, так и анестезиологов - реаниматологов [15, 36, 70, 216]

Для решения задач, связанных с построением прогностических моделей в медицине в целом и в анестезиологии и реаниматологии в частности, в настоящее время с той или иной степенью успеха в индивидуальных случаях применяется большой арсенал современных, часто дорогостоящих методов исследования. Ограниченность их информативности (зачастую, несмотря на высокую чувствительность) связана с традиционной направленностью диагностики на выявление конечных реакций или морфологических изменений системы, являющихся конкретными симптомами развивающихся расстройств. Вместе с тем, эти проявления нередко недостаточно очевидны, специфичны или информативны в смысле решения прогностических задач. Отсюда следует, что проблема совершенствования прогностики, направленная на создание предпосылок для реальной клинически значимой оценки риска развития послеоперационных осложнений по-прежнему актуальна и усилия для ее разрешения связаны с поиском новых подходов и методов характеристики состояния организма [101, 135].

Одним из современных направлений научного поиска, обеспечивающих своевременное прогнозирование развития послеоперационных осложнений может стать объективная количественная оценка уровня интраоперационного стрессорного воздействия на систему гомеостатического регулирования. Это связано с тем, что все адаптационные реакции, а, следовательно, определяемое ими гладкое или осложненное течение послеоперационного периода, задаются эффективностью динамических функциональных систем, формирующихся в ответ на травму. Именно эти вновь возникающие ассоциации регуляторных механизмов компенсируют стрессорное воздействие. В свою очередь, характеристика системного гомеокинеза, закономерно меняющегося при оперативных вмешательствах, с современных позиций может осуществляться с учетом того обстоятельства, что живой организм относится к классу чрезвычайно сложных систем, в отношении которых исследованиями последних лет установлено наличие случайно-подобного (детерминированно-хаотического) поведения [46, 210]. В его рамках происходят изменения параметров некоторых конкретных подсистем, таких как сердечно-сосудистая,

ЦНС и других, что в свою очередь генерирует на интегральном уровне богатейший поток информации о внутреннем состоянии объекта [129, 132, 179].

Работы по применению теории хаоса в физиологии, биологии и медицине стали появляться в начале 80-х годов прошлого века. Исследования проводятся в области кардиологии, физиологии, психиатрии, геронтологии и в других направлениях [91, 167, 185, 189, 207].

В хирургии и реаниматологии-анестезиологии методы оценки детерминированного хаоса в контролируемых параметрах организма с прогностической целью остаются эксклюзивными [41, 53]. Проблема заключается в возможности практического получения необходимой информации на основе количественной характеристики хаоса, ее интерпретации путем постановки в соответствие известным клиническим проявлениям и использования этих данных для оптимизации процесса построения прогностических моделей. Такой подход предполагает анализ избранного интегрального и, следовательно, высокоинформативного параметра организма, разброс значений которого определяется влияниями, как разнообразных и разноуровневых механизмов внутренних гомеостатических механизмов, так и случайных внешних воздействий. Этому условию удовлетворяет временная активность ССС, поскольку сердце относится не только к эффекторным, но и сопрягающим органам, обеспечивающим тонкое приспособление к меняющимся условиям внешней и внутренней среды за счет влияний экстракардиального управления. В связи с этим структура временной организации кардиоинтервалов (кардиоинтервалограмма) во времени обладает наиболее сложным из известных типов динамики — детеминированно-хаотическим, включающим как постоянную, так и стохастические компоненты [118, 153, 175]. Динамический хаос не представляется возможным описать непосредственно по эволюции траектории изучаемого параметра, однако ему присущи математические объекты - притягивающие множества, так называемые «странные аттракторы», доступные специальным методам анализа [69, 138, 112]. Во время оперативного вмешательства, в зависимости от текущей активности контуров управления и их взаимоотношений, степень сложности (хаотичности) сердечного ритма меняется. Поскольку, согласно предлагаемой концепции, эти сдвиги отражают особенности гомеокинеза в условиях стресса, можно предположить, что они несут искомую диагностическую и прогностическую информацию об устойчивости функционирования ССС и организма в целом как непосредственно в процессе операции, так и в ближайший послеоперационный период. В связи с вышесказанным:

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Разработать метод индивидуального прогнозирования осложнений абдоминальных хирургических вмешательств, развивающихся в раннем восстановительном периоде у больных со скрытой интраоперационной неустойчивостью гомеостатического регулирования.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Выявить новые информативные показатели системной гемодинамики и вариабельности кардиоритма, позволяющие проводить оценку устойчивости гомеостатического регулирования у пациентов в условиях абдоминальных хирургических вмешательств.

2. Установить причины недостаточной эффективности анестезиологической защиты у пациентов с наличием послеоперационных системных расстройств.

3. Разработать процедуру прогнозирования и на ее основе осуществить индивидуальную диагностику риска ранних послеоперационных осложнений, связанных с наличием скрытой интраоперационной неустойчивости гомеостатического регулирования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Сформулирован новый подход к прогнозированию системных осложнений у больных в раннем послеоперационном периоде в связи с возможностью выявления и количественной оценки скрытой интраоперационной неустойчивости организации интегрального гомеостатического регулирования, которая имеет тенденцию к пролонгации на восстановительный период после вмешательства.

Впервые показано, что латентные переходные процессы, возникающие во время операций, могут быть выявлены и оценены с помощью анализа свойств фазовой траектории хаотической динамики синусового кардиоритма в рамках описания геометрической модели его фазового портрета. Установлено, что уровень стрессорного напряжения организма, отражающий эффективность наркоза, взаимосвязан с величиной коэффициента степени хаотичности кардиоинтервалограммы и количественными изменениями топологии ее аттрактора, которые приводят к эффекту деформации этого объекта. На основе анализа динамики интраоперационного сАД описаны дополнительные критерии переходных процессов, также указывающие на возможную неустойчивость гомеостаза оперируемых больных. Выяснено, что причинами системных послеоперационных осложнений являются колебания устойчивости гомеостатического регулирования на фоне хирургического стресса, которые определяются наличием преморбидной патологии и вследствие своего латентного характера недостаточно полно корригируются анестезиологическим пособием, пролонгируя на ранний послеоперационный период.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

В работе впервые предложен метод диагностики явных и латентных сдвигов организации системного гомеокинеза в условиях оперативных вмешательств и проведения анестезиологического пособия на основе оценки сдвигов среднего АД и случайно-подобных свойств синусового кардиоритма. Искомое повышение информативности этих параметров организма, которые входят в стандартный мониторинг, не требующий дополнительных затрат, достигается за счет анализа нелинейных характеристик присущей им динамики, которое реализуется новыми математическими средствами.

С учетом установленных закономерностей впервые разработаны способ и алгоритм прогнозирования вероятности возникновения системных осложнений у больных хирургического профиля в раннем послеоперационном периоде по результатам оперативной оценки интраоперационных сдвигов организации системного регулирования, осуществленного на основе анализа особенностей динамики среднего АД и количественных характеристик математической модели аттрактора синусового кардиоритма. В практических условиях метод при минимальном количестве анализируемых характеристик обеспечивает возможность индивидуального прогнозирования послеоперационных нарушений интегрального регулирования, на основе которых развиваются ранние системные осложнения, с клинически значимой вероятностью 85%, что позволяет проводить их своевременную, адекватную коррекцию в условиях БИТ.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Уровень устойчивости интегрального гомеостатического регулирования по отношению к действию факторов хирургического стресса объективно диагностируется по изменениям структуры вариабельности сердечного ритма, представленной в виде ее фазовой траектории и дополнительным характеристикам интраоперационной динамики среднего артериального давления (сАД).

2. Анализ фазового портрета (аттрактора) сердечного ритма, осуществленный в рамках его 3-х мерной проекционной геометрической модели, позволяет проводить количественную оценку уровня выраженности хирургического стресса.

3. Индивидуальное прогнозирование осложнений раннего послеоперационного периода возможно с помощью комплексного анализа степени неустойчивости гомеостатического регулирования, определяемой по интраоперационным количественным показателям нелинейных характеристик вариабельности сердечного ритма и особенностям реакций среднего АД.

Апробация диссертации состоялась 16 июня 2010 г. на расширенном учебно-методическом совещании кафедр Курского государственного медицинского университета (КГМУ): анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии ФИО, внутренних болезней №2, общей хирургии, оперативной хирургии, травматологии и ортопедии с курсом хирургии катастроф, акушерства и гинекологии ФПО, неврологии и нейрохирургии, и врачей Муниципального медицинского учреждения «Городская больница скорой медицинской помощи» г Курска (МУЗ ГКБ СМП г. Курска).

Основные результаты работы были представлены на:

• III съезде Ассоциации анестезиологов-реаниматологов Центрального Федерального округа (Москва, 4-5 октября 2007г.);

• II международной научной конференции молодых ученых (Курск, 15-16 апреля 2008г.);

• Всероссийском конгрессе анестезиологов и реаниматологов и XI съезде федерации анестезиологов и реаниматологов (Санкт-Петербург, 23-26 сентября 2008г.);

• Всероссийском образовательном конгрессе анестезиологов-реаниматологов с международным участием (Москва, 28-30 октября 2008г.);

• межрегиональной научно-практической конференции «Инновации в анестезиологии и медицине критических состояний (Курск, 23 октября 2009г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, одна из них в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения на 7 страницах. Диссертация иллюстрирована 14 таблицами и 17 рисунками. Библиографический указатель включает 231 источник, из них 141 отечественных и 90 зарубежных.

ВЫВОДЫ

1. Новыми информативными показателями системной гемодинамики и вариабельности кардиоритма, позволяющими оценивать устойчивость гомеостатического регулирования пациентов при абдоминальных хирургических вмешательствах, являются величины дебютного и среднего за операцию уровней сАД, тип кривой динамики сАД и сумма площадей отклонений от этой кривой, превышающих допустимый 20% уровень, а также параметры нелинейных свойств кардиоинтервалограммы.

2. Причиной недостаточной эффективности анестезиологической защиты у пациентов с наличием послеоперационных системных расстройств является недооценка вызываемой исходным неблагоприятным преморбидным фоном скрытой интраоперационной гомеостатической неустойчивости, которая не выявляется при стандартном мониторинге.

3. Процедура прогнозирования ранних осложнений послеоперационного периода производится на основе шкалы, которая основывается на балльной оценке 4-х показателей, дополнительно установленных по результатам анализа кривой интраоперационного сАД, и 4-х количественных характеристик фазовой траектории кардиоритма.

4. При финальной сумме, превышающей 10 баллов шкалы, делается вывод о высоком (более 86%) риске развития у конкретного больного ранних послеоперационных осложнений. Это является основанием для принятия превентивных мер, заключающихся в целенаправленной госпитализации пациентов из операционной, в палаты реанимации и интенсивной терапии для дальнейшего наблюдения и лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При оценке эффективности анестезии и возможной пролонгации неустойчивости гомеостатического регулирования на восстановительный период по данным мониторинга сАД необходимо дополнительно выявлять его дебютную и среднюю за операцию величины (с оценкой их отклонений от должных значений), форму тренда и сумму площадей отклонений от него колебаний с АД, превышающих 20%.

2. Для определения интраоперационной гомеостатической неустойчивости в дополнение к стандартному мониторингу кардиоритма в реальном режиме времени необходимо оценивать динамику вариабельности кардиоритма путем анализа особенностей его фазового портрета (аттрактора), включающего: определение числа структурных уровней объекта, количество эффектов деформации его 3-х мерной проекционной геометрической модели и суммарную количественную характеристику их выраженности, а также интеграл отклонений критерия степени хаотичности фазовой кривой кардиоинтервалограммы от должных значений.

3. Для процедуры прогнозирования системных осложнений раннего восстановительного периода дополнительные параметры интраоперационного мониторинга сАД и кардиоритма суммируются в виде балльных оценок, которые в норме варьируют от 4 до 8 баллов. Вывод о высоковероятном развитии осложнений (более 86%) .делается при условии, что сумма баллов всех анализируемых показателей превышает 10.