Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Иродова, Нинель Павловна

Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии
<
Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Иродова, Нинель Павловна. Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии : Дис. ... канд. биологические науки : 05.13.09.- Москва 2006

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Использование чрескожшго трансцеребрального и трансцереброспинальюго электровоздействия для управления функциональным состоянием организма (фоо) при электроанестезии (ЭА) 11

1.1. Системные реакции организма при ЭА 11

1.2. Поиск оптимальных параметров электрического тока для управления ФСО при общей ЭА 15

1.3. Современное состояние применения ЭА в клинике и оценка ее эффективности 26

Глава 2. Методы и методики исследования 36

2.1. Оценка эффективности управления. Критерии оптимальности воздействия 37

2.2. Математические модели исследования оптимизации ЭА 46

2.3. Оценка ФСО 50

2.4. Методики электровоздействия 65

Глава 3. Исследование оптимизации "чистой" эа 68

3.1. Оценка влияния отдельных элементов методики на этап индукции и конечное состояние ЭА 68

3.1.1. Оценка влияния факторов области расположения электродов и параметров электрического тока 71

3.1.2. Зависимость качества ЭА от выраженности судорожных реакций 80

3.2. Анализ влияния основных параметров тока на характеристики ЭА 82

3.2.1. Исследование частотного диапазона токов для ЭА 86

3.2.2. Исследование эквиэффективных значений токов различных параметров 95

3.2.3. Влияние скорости увеличения тока на этап индукции ЭА 101

3.3. Синтез оптимизированной методики "чистой" ЭА 104

3.3.1. Принципы оптимизации параметров тока и методики (ОШМ) проведения ЭА 104

3.3.2. Методика МИКС для "чистой" ЭА 110

3.4. Сравнение характеристик состояния организма при воздействии по различным методикам ЭА 113

3.4.1. Сравнительная оценка функционального состояния образований мозга по электрограммам 113

3.4.2. Оценка протекторного эффекта различных методик ЭА 118

3.4.3. Оценка воспроизводимости ФСО с заданными характеристиками 124

Глава 4. Оценка эффективности эдектровоздействия в схеме комбинированной анестезии в эксперименте и клинике 126

4.1. О выборе параметров электрического тока при фармэлектроанестезии (ФЭА) 126

4.2. Исследование измерения чувствительности и реактивности организма под комбинированным воздействием фармакологическими средствами и электрическим током в эксперименте на животных . 133

4.2.1. Функциональное состояние структур мозга при электровоздействии и его комбинации с фармакологическими видами наркоза 133

4.2.2. Динамика порогов ноцицептивных реакций при ЭА и ФЭА 137

4.3. Оценка эффективности электровоздействия в схеме комбинированной анестезии в клинике 146

Заключение 165

Выводы 183

Литература 186

Введение к работе

Кибернетикой Н.Винер и его коллеги назвали науку "об управлении и связи в животном и машине" [4б] . В настоящее время это определение, сформулированное В.М.Глушковым [53J стало более конкретным: "наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах" { т.е. системах любой природы, в том числе и биологических. Целью биологической кибернетики является детальный анализ биосистем и сознательный целенаправленный их синтез, направленное управление ими [175] .

Управление функциональным состоянием организма чрезвычайно актуально в различных сферах человеческой деятельности, в частности, в анестезиологии.

Наряду с широким арсеналом фармакологических средств, в качестве одного из управляющих факторов применяются интенсивно исследуются возможности электрического воздействия. Адекватность электрического фактора биологической природе энергоинформационных процессов, базирующихся, в основном, на электрических,электромагнитных и магнитных взаимодействиях как внутри биологической системы, так и при взаимодействии ее с внешней средой, определяет перспективность его использования для управления жизненно-важными функциями организма [87].

Перед современной анестезиологией стоит задача оптимизации воздействия с целью более тонкого управления состоянием организма, адекватной защиты организма от операционной агрессии, ускорения сроков нормализации состояния и реабилитации больного после операции [25,47,56,72] . I/ Энциклопедия кибернетики, т.1, 1974, с.440.

- б -

Многокомпонентное^ воздействия, мультипараметричность оценки состояния, выбор стратегии и тактики управления в условиях дефицита времени приводит к необходимости использования технических средств для съема большого количества объективных показателей состояния организма, соответствующей их обработки для принятия решений об управляющих воздействиях. Целесообразность использования биотехнических систем для управления состоянием организма в этих условиях очевидна и в настоящее время широко разрабатывается в отечественной и зарубежной клинической практике [19,21,22,48] .

Поиск и исследование управляющих средств, наиболее отвечающих требованиям использования их в биотехнических системах управления состоянием организма, придает особую специфику и направленность в задачах подобного рода.

В задачу оптимизации электрического воздействия входят решение вопросов, связанных с анализом зависимостей реакций организма как целостной системы от изменений различных параметров воздействующего фактора, идентификации функционального состояния организма, являющегося объектом управления, оценки соответствия характеристик полученного в результате воздействия состояния организма заданным условиям, т.е. защите его от операционной агрессии.

Только после решения этих вопросов можно ставить задачу синтеза биотехнической системы оптимального управления состоянием организма в условиях хирургического вмешательства с использованием электровоздействия в качестве одного из управляющих средств. Исходя из этого, исследование оптимизации электровоздействия должно проводиться с учетом бионической методологии, которая является основой синтеза биотехнических систем [18,20,28] и дает

возможность сконцентрировать усилия изучения именно тех особенностей функционирования живого организма, которые необходимы и достаточны для решения конкретной задачи синтеза системы управления состоянием организма в конкретных условиях.

Характер объекта управления - целостной самоорганизующейся адаптивной системы определяет неизбежность обобщенного статистического подхода к оценке его возможных состояний. Однако существование относительно устойчивых функциональных уровней активности организма, которые могут активно поддерживаться адаптивными механизмами, саморегулирующими его функциональное состояние [73,74,81,190] дает надежду более оптимистического подхода к более детерминированному управлению функциональным состоянием и прогнозу его изменений в процессе использования внешних управляющих воздействий.

Общая электроанестезия занимает особое место среди методов общего и местного обезболивания. С одной стороны этот метод обладает целым рядом положительных качеств: легкой управляемостью, резко суженным кругом противопоказаний, лишен кумуляции, длительного последействия и постанестетических осложнений, хорошо сочетается с фармакологическими методами обезболивания. С другой стороны ряд отрицательных черт, а именно нестабильность достигаемого эффекта, гиперкинетические реакции и ряд вегетативных нарушений на введение применяемого тока, до сих пор не позволило широко использовать электроанестезию в чистом виде в клинической практике.

В настоящее время применяются разные методики электроанестезии, отличающиеся как параметрами электрического тока, так и другими методическими приемами, включающими расположение электродов, премедикацию, способ введения тока. Е+циных физиологических либо

- 8 -клинических критериев выбора оптимальной методики не существует, поэтому наилучшие варианты их, рекомендуемые разными авторами, оказываются различными.

В мировой практике электроанестезии к настоящему времени накоплен достаточный экспериментальный и клинический материал, позволяющий провести подробный анализ действия различных форм электрического тока на организм. Для этого необходимо разработать критерии сравнения различных токов и методик с целью выбора оптимального варианта воздействия, исследовать возможности электрического тока как управляющего фактора при его диффузном приложении, унифицировать физиологические методы идентификации функционального состояния. Проведенные в таком плане исследования делают возможным сделать выводы о принципиальных вопросах оптимизации параметров электрического тока и методики (ОПТМ) электроанестезии, что и является целью настоящей работы.

Задачи исследования были сформулированы следующим образом:

  1. Воспроизвести в стандартизированных условиях эксперимента на животных несколько методик ЭА, получивших наибольшее признание в качестве оптимальных, и исследовать влияние основных элементов методик на характеристики ІС0.

  1. Разработать критерии оптимальности воздействия и алгоритм оптимизации, исходя из требований практической анестезиологии.

  2. Провести анализ влияния различных параметров электрического тока на характеристики ФСО при ЭА.

  3. Синтезировать оптимизированную методику "чистой"(без добавления фармакологических средств) ЭА для получения ФСО с заданными характеристиками.

  4. Провести анализ влияния основных параметров электровоз-

- 9 -действия в условиях сочетания электрического тока с фармакологическими средствами при фармэлектроанестезии (ФЭА).

6. Провести оценку эффективности изменения основных параметров электровоздействия для управления ФСО в схеме комбинированной анестезии в клинике.

На основании изучения основных статистических закономерностей с использованием аналитических моделей многомерных систем взаимодействия организма с характеристиками электровоздействия выделены общие принципы оптимизации параметров тока и методических приемов для общей электроанестезии, изучены общие закономерности реакций организма в условиях"чистого"и сочетанного с различными фармакологическими средствами электровоздействия в эксперименте, предложена методика эквиэффективных значений токов различных параметров, которая дает возможность прогноза физиологического эффекта электровоздействия в клинических условиях. Исследования, проведенные по оценке эффективности различных дозировок тока в схеме общей комбинированной анестезии подтверждают основные выводы работы.

На защиту выносятся следующие положения:

I. Основными принципами ОПТМ проведения ЭА, используемой для управления процессами саморегуляции ФСО, являются: учет видовых и индивидуальных особенностей объекта воздействия, исходного и текущего ФСО; поэтапная оптимизация для достижения оптимальной последовательности стадий развития состояния организма; повышение специфичности воздействия за счет использования комбинации токов различных частот и дополнительных фармакологических средств, действующих на различные субстраты организма и вызывающих одинаковый основной и различные побочные эффекты, а также за счет исключения физиологически неэффективных компонентов электровоздействия.

- ю -2. Общие закономерности динамики ФСО при общей ЭА заключаются в трехфазном изменении чувствительности и реактивности организма с увеличением интенсивности электровоздействия и сохраняются в условиях сочетания его со многими фармакологическими средствами.

- II -

Поиск оптимальных параметров электрического тока для управления ФСО при общей ЭА

Со времени зарождения метода общего электровоздействия начался эмпирический поиск наилучших параметров электрического тока для анестезии. В 1803 г. русский физик В.В.Петров [150 J провел свои опыты по гальванонаркозу у рыб. Однако вызвать общий наркоз у теплокровных животных постоянным электрическим током оказалось невозможным. Правда, следует отметить, что этим методом можно добиться местной анестезии и в настоящее время уже выпускаются серийные аппараты для обезболивания постоянным электрическим то ком в стоматологии.

В 1875 г. Ж.М.Бирд и А.Д.Рокуэл [ 29J опубликовали данные экспериментов по исследованию местной анестезии с помощью фарадического тока, а в 1881 г. Цимссен[198] описал применение этого метода при небольших операциях. С 1902 года djtxtuA [ 239J начал проводить исследования по общему наркозу и местной электроанестезии при действии пульсирующего тока, полученного при помощи изобретенного им прерывателя. На основании многочисленных экспериментов, проведенных на себе, он выбрал частоту 100 Гц, длительность импульса I мс и расположение отрицательного электрода на лбу и положительного на пояснице.

В 1914 г. Ь Олнсп-оаІ [208] применил высокочастотный ток и добился наркотического состояния у кроликов пропусканием через голову токов частотой 2,5-10 кГц. В 1938 г. И.И.Яковлев и В.А.Петров 206 нашли удачным сочетание низкочастотного (наркотизирующего) и высокочастотного (диатермического) токов. Кроме параметров электрического тока предлагались и более оптимальные элементы методик, de du i. [239], а затем й л H wju tcL [227] предлагали метод "начального толчка тока", чтобы, если не исключить, то максимально сократить начальные стадии наркоза, где нежелательные побочные эффекты наиболее выражены. Г.С.Календаров [іОЗртмечал, что наибольшие субъективные ощущения наблюдаются при лобно-поясничном расположении электродов, а наименьшие при височном. Коыпй гх.СсЖ в 1910 г. [252 J исследовала на людях импульсные токи, подаваемые с частотой 5-6 кГц, пришла однако к выводу об оптимальности токов, предложенных &сис&.

Многочисленные последующие исследования были направлены на получение электронаркоза без судорожного возбуждения. Одной из комбинаций токов различных параметров явилось сочетание импульсного и постоянного тока. К.А.Иванов-Муромский в 1956 г. [86J , проводя опыты по предварительной и сочетанной гальванизации показал, что пропускание тока в восходящем направлении вызывает злектронаркоз при меньших дозировках, перемена направления постоянного тока на нисходящее ведет к появлению двигательного беспокойства, оборонительной реакции. Оптимальной величиной постоянной составляющей оказалось значение тока, равное 20-26% от импульсного значения. При глазничном расположении электродов и плавном введении в большинстве случаев (особенно у кроликов) удавалось добиться состояния наркоза без судорожного припадка. Прямоугольные импульсы и регулируемую постоянную составляющую (до 30% от импульсного значения) предложил М.Г.Ананьев с сотрудниками [.7,8 J . Последовательное пропускание постоянного, а затем прерывистого тока применил Smitl с соавт. [264 f 267 J . VaU&l [224] считал возможным добиться наркоза без возбуждения и гиперкинетических реакций, комбинируя импульсный ток с частотой 100 Гц и постоянную составляющую до 15% от амплитудного значения импульсного тока. Однако дальнейшие исследования показали отрицательные стороны этой методики: постоянный ток обладает свойствами кумуляции, длительное его пропускание даже в небольших дозировках приводит к значительным морфологическим изменениям нейронного аппарата, а в местах приложения электродов в ряде случаев наблюдется электрохимический ожог [86J .

Другая группа исследований была направлена на поиск бессудорожных методик с применением токов более высоких частот и сочетания разночастотных токов. В период с 1951 по 1966 год появилось сразу несколько сообщений о параметрах тока, вызывающих электронаркоз без выраженного судорожного возбуждения.

Синусоидальный ток в диапазоне 700-1500 Гц применили Шпиіьоп [234] и T4W [22б] , а в диапазоне 5-200 кГц Фоъи Йе [215] Лшт. [214], 9WJI и O/tiuUo [249] , а позднее jUnoyz\24:Ij предложили использование выпрямленного тока высокой частоты; заключается этот метод в том, что высокая частота подается пачками длительностью 1-3 мсек и частотой 100 Гц через однополупериодный выпрямитель, частота заполнения пачки 100 кГц. В результате они получили на эльзасской овчарке при строго локализованном приложении электродов мягкое вхождение в электронаркоз, не сопровождающееся двигательньм возбуждением и судорожными сокращениями мышц.

В 1967 г. fail , T nlu , Qottb. ,[237] доложили о своих исследованиях в области применения электрического тока от генератора белого шума в диапазоне частот 100 Гц - 100 кГц и также о своих намерениях использовать комбинацию случайного шума и прямоугольных импульсов, 3 ют/и \2Ь2\ использовал синусоидальный ток частотой 5-6 кГц для введения и 1-2 кГц для поддержания анестезии. М.И.Кузин, В.Д.%ковский и В.И.Сачков в 1963 г. [l67j по предложению Н.М.Ливенцева использовали в клинике метод "интерфе-ренцнаркоза" (термин К.А.Иванова-Муромского, начавшего исследования в этой области несколько ранее), ivbt , 9o&ux , зкплииці [238 ] установили, что периодические изменения частоты оказывают большое влияние на качество электроанестезии, при этом исключается явление адаптации. ЗІ&рм»г[272]полагал, что успеха .можно добиться при рациональной комбинации всех параметров тока: частоты, формы импульса, модуляции высокочастотных колебаний низкой частотой, в том числе и биотоками.

Задачу выбора оптимальных параметров тока для ЭА должно было облегчить исследование механизмов ЭА, проводимых параллельно чисто феноменологическому поиску оптимального варианта. Второй путь оптимизации ЭА был направлен на комбинацию электровоздействия с медикаментозными средствами, применяемых для устранения нежелательных эффектов.

Математические модели исследования оптимизации ЭА

Новым кибернетическим подходом к проведению экспериментальных исследований многофакторных объектов является математическое планирование эксперимента - метод, который позволяет осуществлять исследование и управление сложными системами в условиях неполного знания механизма явлений в условиях неопределенности [2,127,191,193].

При управлении ФСО с помощью электровоздействия входными параметрами или факторами является все многообразие существующих элементов методики ЭА и параметров электрического тока. Выходными параметрами или откликами, характеризующими результат воздействия, являются реакции организма, наблюдаемые при воздействии, а также показатели его реактивности и резистентности, определяющие ФСО.

Среди характеристик управляющего воздействия, являющихся независимыми входами объекта управления, можно выделить три группы факторов: I) параметры электрического тока; 2) расположение электродов; 3) методические приемы: скорость и последовательность изменения параметров электрического тока.

Источниками вариабельности результата или неуправляемыми факторами априорно можно считать: I) индивидуальную чувствительность ) исходное ФСО; 3) видовую специфичность ) текущее ФСО.

Каждая из групп факторов имеет практически бесконечное количество градаций, которые могут быть рассмотрены как отдельные факторы. Таким образом, феноменологический подход к выбору оптимального варианта воздействия с использованием полного факторного анализа практически неосуществим. Анализ результатов предыдущих исследователей и механизмов ЭА сокращает перебор исследуемых вариантов. Стратегия последовательной оптимизации предполагает использование результатов каждой серии исследований в постановке последующих [ 126,137 ] . Такая стратегия эксперимента была избрана для первого этапа исследований.

При неполном знании механизма явления для анализа результатов многофакторного эксперимента наиболее целесообразно при-. менять аналитические модели статистического моделирования [I3IJ, в класс которых входят модели дисперсионного и регрессионного анализов. Для планирования активного эксперимента в работе были использованы планы типа рандомизированных случайных блоков, латинские квадраты и сбалансированные неполноблочные планы [l26J. В клинических наблюдениях производилось балансирование групп по априорно значимым факторам для уменьшения влияния источников неоднородностей [ІЗЗ] .

При двухфакторных классификациях с повторностями дисперсионная модель эксперимента имела вид: Проверка гипотез достоверности влияния факторов и их взаимодействия в планах дисперсионного анализа проводилась по критериям Крускала-Уоллиса для однофакторных классификаций, который вычислялся по формуле Значения вычисленных критериев сравнивались со стандратньм значением критерия /С на тРех уровнях значимости J 0,05; 0,01; 0,001 J- по таблицам, приведенным И.А.Плохинским Г153 I. Нулевая гипотеза отвергалась при Q д для / = (п— дР- ) степеней свободы.

Для проверки гипотез о влиянии факторов и их взаимодействия в многофакторных экспериментах с использованием непараметрических критериев была применена методика, изложенная в работе А.Н.Лисенкова [ 126 ] . Для оценки корреляции качественных признаков вычислялся коэффициент взаимной сопряженности А.А.Чупрова, формула которого приведена В.Ю.Урбахом [185 I: где J\J - общее число признаков; щ и YI " количество градаций каждого из исследуемых факторов.

При количественном значении отклика достоверность разницы между парными выборками проверялась с помощью параметрического критерия Стьюдента, а при малочисленных группах с помощью кри - 50 -терия Бейли [l53j либо непараметрического критерия Вилкоксона.

Эксперименты по сравнению эффективности электровоздействия различной интенсивности в "чистом" виде и на фоне действия различных формакологических средств были проведены по двухфакторным планам о ограничением на рандомизацию и обрабаотаны по методике оценки достоверности различия двух рядов регрессии Н.А.Плохин-ского [ 154 ] .

Малые статистические комплексы обрабатывались на программируемом микрокалькуляторе БЗ-2І, большие - на ЭВМ серии ЕС по программам, составленным на языке ІШ-І.

Исследование использования электрического фактора в качестве управляющего воздействия при анестезии предопределяет аспект оценки ФСО, в котором основным вопросом является характер и интенсивность реагирования организма на болевые и чрезвычайные раздражители. Экспериментальные модели на животных, имитирующие раздражители, соответствующие по своей модальности и интенсивности операционной травме, трудновоспроизводимы. Исходя из современной концепции многокомпонентности анестезии, оценка эффективности различных управляющих средств проводится по основному преимущественному действию их, обеспечивающему один из защитных компонентов анестезии и побочным нежелательным эффектам, которые заключаются во влиянии на основные системы организма, обеспечивающие поддержание гомеостатических констант [ 35,72 I. Руководствуясь этими положениями производился выбор тестовых проб для измерения чувствительности и реактивности организма.

Анализ влияния основных параметров тока на характеристики ЭА

При диффузном действии на организм электрический ток вызывает ряд реакций, которые можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции связаны с раздражающими возбудимые элементы свойствами электрического тока. Возбуждение или изменение возбудимости первичного субстрата воздействия приводит к включению специфических естественных механизмов организма и обусловливает цель вторичных реакций и перестройку различных систем организма к его новому функциональному состоянию.

Таким образом, электрический ток определенных параметров обладает возбуждающими свойствами. Проходя через массу тканей он вызывает появление наведенной импульсации в той „части нервных клеток, которые попадают в область достаточного для возбуждения градиента потенциала и которые находятся в соответствующем функциональном состоянии. Для другой части нервных клеток импульсы тока могут являться подпороговыми и приведут лишь к изменению возбудимости, которое в свою очередь изменит ход естественных процессов в организме. Такое действие тока по отношению к естественным реакциям можно рассматривать как модифицирующее.

Если изменение частоты следования импульсов, либо изменение их амплитуды следуют с определенной периодичностью, то в целом организме или отдельных его подсистемах создаются условия для организации вторичных реакций, обусловленных периодичностью изменений воздействующего фактора. Рассматривая отдельные параметры электрического тока как воздействующего фактора по отношению к трем типам действия его на целый организм, а именно: возбуждающему, модифицирующему и орга-низующему-можно выделить формы тока с преимущественным типом действия.

Для возбуждения отдельных нервных клеток основной формой тока будет импульсный ток, характеризующийся достаточной длительностью и крутизной переднего фронта каждого импульса.

Импульсы прямоугольной формы обладают постоянной крутизной переднего фронта при изменении частоты их следования и условии постоянства емкостных характеристик ткани. Переменными параметрами такого тока будет величина амплитуды, полярность и длитель ность импульсов, величина постоянной составляющей тока. Эти параметры могут быть изменены независимо друг от друга. Величина постоянной составляющей является характеристикой, связанной с модифицирующим действием тока. Эта величина влияет также на кумулятивный эффект, обусловленный накоплением электролитических изменений. Постоянная составляющая зависит от скважности импульсного тока. Она может быть исключена применением емкости, последовательно включенной в цепь возбуждающего тока. Амплитуда импульса . противоположной полярности в таком случае зависит от соотношения длительности импульса и паузы (рис.3).

Альтернативные импульсы противоположной полярности при большой длительности импульса могут оказывать дополнительное возбуждающее действие в условиях диффузного приложения токов на нейроны, соответствующим образом ориентированные в электрическом поле. Синусоидальный ток при такой частоте импульсов, когда крутизна нарастания тока достаточна для возбуждения отдельных нейронов, является частным случаем альтернативного импульса. Однако при изменении частоты синусоидального тока меняются и крутизна нарастания, и длительность импульса, поэтому такой ток не может рассматриваться как простая форма, так как одним из условий про-той формы является возможность независимого изменения каждого из его параметров, изменяющих его свойства как воздействующего фактора.

Для того, чтобы иметь возможность предсказать результат синтеза сложных форм электровоздействия для ЭА, необходимо исследовать влияние отдельных параметров тока: частоты, длительности импульсов и амплитудной модуляции на все этапы процедуры ЭА и выяснить основные закономерности их действия по отношению к системным реакциям организма.

Исследование измерения чувствительности и реактивности организма под комбинированным воздействием фармакологическими средствами и электрическим током в эксперименте на животных

Наши первые исследования по оценке комплексного воздействия были проведены при прямом электрическом раздражении различных образований мозга при фармакологических наркозах (эфир и этами-нал натрия), ЭА и их сочетании [97 ] .

Измерения ППР были проведены на 4 кроликах с хронически вживленными электродами в зрительную, моторную и сенсомоторную зоны коры, дорсальный гиппокамп (Мір ), прозрачную перегородку ( f/SL-n. $-ерЪсх!бй ЬХАЛАХІМЛ ), гипоталамус (AHL При прямом раздражении структур мозга наблюдались сложные реакции с двигательным и вегетативньм компонентами: ретикулярной формации среднего мозга, сенсомоторной коры, гипоталамуса - реакции поиска, беспокойства типа ориентировочно-исследовательских рефлексов, сопровождавшиеся изменением частоты дыхания и пульса; гиппокампа и прозрачной перегородки - реакции судорожно-тонического типа, сопровождавшиеся замедлением пульса и приостановкой дыхания; двигательной коры - реакции поднятия головы, подтягивания передних конечностей.

Во время ЭА реакции, наблюдаемые при раздражении моторной зоны коры, оставались без изменений, реакции общедвигательного характера (беспокойство, поиск) преобразовывались в общетонические. Пропадали реакции вздрагивания, резкого поднятия головы, наблюдаемые в норме при раздражении зрительной и сенсомоторной зоны коры.

Наблюдавшиеся в норме изменения частоты сердечных сокращений при раздражении IV 5 L} Я НЯ , А Н L , IV R Т, Hip и сенсомоторной коры на уровне ФСО Чч также как и при химических наркозах не проявлялись. Сразу после сниятия тока появлялся вегетативный компонент реакции, наблюдаемый при раздражении этих образований. ППР исследованных структур головного мозга при ЭА изменялся меньше, чем при этаминал-натриевом и эфирном наркозах (табл. 18). Значительное повышение ППР при ЭА наблюдалось при раздражении зрительной и сенсомоторной зон коры, а также дорзального гиппокампа, снижение ППР - при раздражении прозрачной перегородки.

Совместное действие эфира с ЭА и этаминала-натрия с ЭА в отдельных случаях приводило к суммации действия, что выражалось в превышении ППР коры, гиппокампа и WRT по сравнению с действием каждого отдельно взятого фактора. По изменению ППР гипоталамуса и прозрачной перегородки можно наблюдать ослабление действия этаминал-натрия.Эфир усиливал влияние ЭА на ППР гипоталамуса и зрительной коры.Снятие эфира при продолжающейся ЭА не при водило к восстановлению реакции. Реакция не восстанавливалась и после снятия тока, тогда как при чистом эфире, чистой ЭА или комбинации ее с этаминалом натрия после воздействия ДПР быстро приближался к норме.

Исследование с помощью метода ГШР позволяет сделать вывод о преимущественном торможении в области афферентных систем конечного мозга и значительно меньшим изменением возбудимости подкорковых образований при ЭА по сравнению с барбитуровым наркозом и эфиром. Измерение ППР проводилось на уровне ФСО % .

Характер реакций, наблюдаемых в исходном состоянии при раздражении MRT , AHL , AHA и гиппокампа, является судорожным. При ЭА, обладающей судорожногенным действием, следовало ожидать снижение порогов судорожных реакций. Однако на уровне достигнутого состояния Ч\ ППР этих образований повышается очень незначительно в 1,1-1,3 раза. Барбитуровый наркоз изменяет порог реакции в 1,7 - 5,3 раза. При совместном действии обоих факторов судорожная реакция вообще не вызывается при напряжении раздражающего тока в 10 раз превосходящем исходный уровень с таких образований как кора, fvRT 9 гиппокамп и в половине случаев с MSL . Это свидетельствует о снижении системной специфической чувствительности организма в условиях комбинации ЭА на уровне ФСО 4 4 с барбитуратами. Специфические двигательные реакции, наблюдаемые при раздражении зрительной и сенсомоторной зон коры преобразовывались в общедвигательные. Для коры и гиппокампа ППР повышался в 1,7 -4,2 раза, то есть значительно выше, по сравнению с подкорковыми структурами.

Исследования возбудимости этих образований в условиях действия тока ЭА проведены в этих же экспериментах для токов с разной длительностью импульса. Кривые зависимости энергетических характеристик импульсов от их длительности, при пороговом значении тока для возникновения соответствующих реакций имеют тот же минимум, что и в норме, который лежит в области от 0,1 до 0,25 мс (рис.18). Таким образом, на уровне % снижается чувствительность организма к судорожногенному действию тока, при сочетании с барбитуратами в особенности.

На следующем этапе исследований была проведена оценка изменения реактивности организма при помощи функциональных проб в условиях "чистой" ЭА и сочетания ее с некоторыми фармакологическими препаратами, а именно: гексеналом, тиопентал-натрием, омнопоном и седуксеном. Электровоздействие использовалось в дозировках, вызывающих в чистом виде уровни ФСО % , Y» И з В I серии этих экспериментов на б крысах изучалась комбинация электрического тока с омнопоном. Аналгетические возможности этого препарата и электрического тока 100 Гц, 0,5 мс в дозировках 3 и 6 мА, а также комбинации обеих компонентов оценивались по порогам ноцицептивных реакций на градуальное нарастание электрического раздражителя. Результаты 23 экспериментов разноречивы. Однако примерно в половине случаев совместного применения компонентов получено снижение порогов болевых реакций и, таким образом, уничтожение анальгетического эффекта, наблюдаемого при их раздельном применении.

Похожие диссертации на Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии