Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Разрывы миокарда. Острые аневризмы сердца. Клинические аспекты. Ремоделирование левого желудочка 16
1.1. Внешние разрывы миокарда 16
1.2. Разрыв межжелудочковой перегородки 18
1.3. Острая аневризма сердца 22
1.4. Диагностика разрывов миокарда 23
1.5. Диагностика острых аневризм сердца 26
1.6. Ремоделирование левого желудочка у больных, перенесших трансмуральный инфаркт миокарда с осложнённым течением 34
1.7. Лечение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 37
Глава 2. Анализ применения математических методов при прогнозировании трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы и задачи оптимизации схемы лечения 53
2.1. Особенности математического и информационного обеспечения задач прогнозирования в медицине 53
2.2. Основные задачи и проблемы прогнозирования в медицине 56
2.3. Анализ методов прогнозирования 59
2.4. Классификация математических методов прогнозирования применительно к диагностике инфаркта миокарда 66
2.5. Анализ задач, решаемых с помощью искусственных нейронных сетей 77
2.6. Анализ структур, типов и математических моделей нейросетей 79
2.7. Выводы по второй главе 88
Глава 3. Системный анализ и алгоритмы оптимизации схем лечения больных с трансмуральным инфарктом миокарда при угрозе разрыва сердечной мышцы 89
3.1. Клиническая характеристика больных 89
3.2. Обезболивание в остром периоде инфаркта миокарда при угрозе разрыва сердечной мышцы 93
3.3. Влияние гепарина на течение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 112
3.4. Влияние бета-адреноблокаторов на некоторые показатели клинического течения трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 126
3.5. Влияние ингибиторов АПФ на течение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 142
3.6. Влияние комплексного применения бета-адреноблокаторов и ингибиторов АПФ на течение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 154
3.7. Системный анализ в сравнительной оценке действия бета адреноблокаторов, ингибиторов АПФ и их комбинированного применения при лечении больных трансмуральным инфарктом миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 167
3.8. Выводы по третьей главе 199
Глава 4. Анализ данных катамнестического наблюдения за больными трансмуральным инфарктом миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы, выписанными из клиники 200
4.1. Клиническая характеристика больных 200
4.2. Особенности постинфарктной стенокардии 204
4.3. Осложнения отдалённого периода трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 206
4.4. Анализ летальности больных, перенесших трансмуральный инфаркт миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 207
4.5. Исследование динамики ЭКГ 209
4.6. Исследование центральной гемодинамики 211
4.7. Особенности сократительной способности миокарда (по данным двухмерной эхокардиографии) 212
4.8. Особенности лабораторных показателей 214
4.9. Выводы по четвёртой главе 216
Глава 5. Системный анализ в оценке эффективности оптимизации лечения больных трансмуральным инфарктом миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы 217
5.1 Канонический корреляционной анализ 218.
5.2. Метод главных компонент 221
5.3. Выводы по пятой главе 229
Глава 6. Разработка автоматизированного комплекса прогнозирования развития трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы и его апробация в клинических условиях 230
6.1. Общее описание комплекса 230
6.2. Структура и взаимодействие элементов комплекса прогнозирования 233
6.3. Описание программного обеспечения и примеры функционирования комплекса 241.
6.4. Результаты клинических испытаний комплекса 246
6.5. Выводы по шестой главе 251
Заключение 252
Выводы и рекомендации 256
Список литературы 259
Приложение 1 317
Приложение 2 352
- Диагностика острых аневризм сердца
- Классификация математических методов прогнозирования применительно к диагностике инфаркта миокарда
- Обезболивание в остром периоде инфаркта миокарда при угрозе разрыва сердечной мышцы
- Влияние ингибиторов АПФ на течение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Частота инфаркта миокарда (ИМ), ранняя инва-лидизация, доказанная тесная взаимосвязь между обширностью некроза и тяжестью течения ИМ, частотой возникновения осложнений и уровнем летальности обусловливают научную и практическую значимость поиска эффективных методов лечения осложнений при этом заболевании.
В последние годы достигнуты значительные успехи в лечении ИМ. Однако проблемы, связанные с лечением и профилактикой таких осложнений ИМ, как разрыв и надрыв сердечной мышцы, острая аневризма сердца остаются нерешёнными. Эти осложнения в значительной мере определяют показатели летальности и инвалидизации больных ИМ. Смерть больных с разрывом и надрывом миокарда чаще наступает в первые три дня от начальных признаков острого ИМ, достигая максимума в первый день заболевания. С каждым последующим днём частота разрывов миокарда уменьшается. Большое практическое значение придаётся выделению так называемого предразрывного периода Нами детально изучен ЭКГ-признак угрозы разрыва миокарда зубец S+ в М-комплексе ЭКГ. Клинически для этого периода характерно усиление или возобновление болей в области сердца с широкой иррадиацией. Обезболивающий эффект от наркотических анальгетиков зачастую бывает неполным. Рецидивирующие боли в первые дни трансмурального ИМ представляют опасный признак "угрожающего" разрыва сердца, особенно если возникают они на фоне артериальной гипертензии или неадекватных усилий больного. Поэтому возникла необходимость разработки чёткой ранней дифференциальной диагностики таких осложнений ИМ, как разрыв, надрыв сердечной мышцы, разрыв межжелудочковой перегородки, острая аневризма сердца и на основании правильно поставленного диагноза проведения выбора адекватной терапии, в том числе превентивных мероприятий.
Работа выполнена в рамках программно-целевых исследований по кардиологии ВГМА им. Н.Н. Бурденко.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка систем прогнозирования, алгоритмизации и моделирования исходов трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы на основе нейронного моделирования и применения системного анализа для формирования разных схем лечебно-диагностических и профилактических мероприятий, уменьшающих риск разрывов миокарда.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
проанализировать состояние заболеваемости и распространённость осложнений трансмурального ИМ: разрыва, надрыва миокарда, разрыва межжелудочковой перегородки, формирования острой аневризмы сердца Дать характеристику методам оценки качественных показателей этих осложнений. Оценить особенности ремоделирования левого желудочка у данной категории больных;
проанализировать особенности математического и информационного обес-
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ j БИБЛИОТЕКА С. Петер
09 100'
лечения прогнозирования осложнённого течения ИМ и вопросы оптимизации схем лечения;
сформировать информационное обеспечение автоматизированной подсистемы прогнозирования, классификации, диагностики и провести её техническую реализацию;
дать обоснование модификации эпидуральной анальгезии наркотическими анальгетиками, выполняя её в поясничном отделе позвоночника, для улучшения качества обезболивания у больных в остром периоде трансмурального ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы;
на основе статистической информации показать влияние гепарина на течение трансмурального ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы;
исследовать динамику развития трансмурального ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы при использовании в лечении бета-адреноблокаторов, ингибиторов АПФ, атакже их комплексного применения;
провести сравнительный анализ действия бета-адреноблокаторов, ингибиторов АПФ, атакже их комплексного применения;
провести анализ катамнестического наблюдения за больными трансмураль-ным ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы, выписанных из клиники, которые получали традиционное лечение и лечение с комплексным применением бета-адреноблокаторов и ингибиторов АПФ;
на основе системного анализа провести оценку эффективности оптимизации схем лечения больных;
разработать автоматизированный комплекс прогнозирования исходов трансмурального ИМ с угрозой разрьюа сердечной мышцы и провести его апробацию в клинических условиях.
Методы исследования. Для решения поставленных задач каждому больному проводилось клиническое, инструментальное, лабораторное исследования при поступлении и на основании этого включение его в дальнейшие исследования в 1, 3, 5, 7, 10,30 сутки и через год.
Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся новизной.
Блок значимых признаков и алгоритмов, позволяющих прогнозировать осложнения трансмурального ИМ: разрыва, надрыва миокарда, разрыва межжелудочковой перегородки, формирования острой аневризмы сердца;
Математические модели, реализующих функции основных компонент - нейронных узлов, слоев, памяти и многослойных сетей, позволяющий правильно сформировать структуру нейросети применительно к прогнозированию осложнений трансмурального ИМ.
Методика эпидуральной анальгезии наркотическими анальгетиками, характеризующаяся проведением её в люмбалъном отделе позвоночника и позволяющая эффективно купировать болевой синдром у больных трансмуральным ИМ с угрозой разрьюа сердечной мышцы.
Выявлено кардиопротективное и антиаритмическое действие эпидуральной анальгезии в остром периоде ИМ.
Применение гепарина больным трансмуральным ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы, отличающимся длительным и интенсивным болевым синдромом, показал при его назначении возрастание количества разрывов, надрывов миокарда и более частое формирование острой аневризмы сердца. То есть назначение гепарина данной категории больных противопоказано.
Клиническая характеристика больных, параметры центральной гемодинамики, сократительная способность миокарда, лабораторные данные, позволяющие доказать благоприятное действие бета-адреноблокаторов, ингибиторов АПФ и их комплексного применения.
Доказана наибольшая эффективность в лечении больных трансмуральным ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы комплекса лекарственных препаратов, состоящих из бета-адреноблокаторов и ингибиторов АПФ;
Проведенный анализ катамнестического наблюдения за больными трансмуральным ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы, выписанными из клиники, характеризующиеся высокой эффективностью профилактического применения комплекса препаратов, состоящих из бета-адреноблокаторов и ингибиторов АПФ, позволяющий улучшать центральную гемодинамику, сократительную способность миокарда, уменьшить количество осложнений, рецидивов и повторных И М.
Программное и информационное обеспечение комплекса для прогнозирования осложнений острого ИМ на основе нейросетевой модели, позволяющей в автоматизированном режиме достоверно прогнозировать развитие разрыва, надрыва сердечной мышцы, разрыва межжелудочковой перегородки, формирование острой аневризмы сердца.
Практическая значимость работы. Осуществлено решение задачи по разработке лечения осложнений раннего периода ИМ. Использование современных средств вычислительной техники позволило практически осуществить её эффективное применение для решения задач дифференциальной диагностики разрыва и надрыва миокарда, острой аневризмы сердца, прогнозирование этих осложнений, а также выбора лечебных и профилактических мероприятий.
Реализация результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы внедрены в Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко на кафедрах факультетской терапии, нормальной анатомии в учебном процессе со студентами лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов; на факультете усовершенствования врачей на кафедрах терапии, анестезиологии и реаниматологии, скорой и неотложной медицинской помощи в учебном процессе с курсантами, интернами, клиническими ординаторами и аспирантами; реализованы и внедрены в виде программного комплекса в клиническую практику кардиологических, общетерапевтического, анестезиологического, приёмного отделений, отделения реанимации и интенсивной терапии Воронежской го-
родской клинической больницы № 9 (скорой медицинской помощи); кардиологического отделения Воронежской городской клинической больницы № 10 "Электроника"; кардиологического отделения Воронежской городской клинической больницы № 3; кардиологического отделения Воронежской областной клинической больницы; Воронежской городской станции скорой медицинской помощи.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на областной научно-практической конференции "Проблемы судебной медицины и клинической практики" (Воронеж, 1994), Российской научно-практической конференции "Проблемы атеросклероза" (Воронеж, 1994), Региональной научно-практической конференции, посвященной 150-летию открытия наркоза (Воронеж, 1996), Международном симпозиуме "Реаниматология на рубеже 21 века" (Москва, 1996), V Всероссийском съезде кардиологов (Челябинск, 1996), Областной научно-практической конференции "Актуальные вопросы скорой медицинской помощи - реальность и перспективы" (Воронеж, 1996), Международном семинаре "Дифференциальные уравнения и их приложения" (Самара, 1996), Международном семинаре "Нелинейное моделирование и управление" (Самара, 1997), II Международной научно-практической конференции "Прогрессивные технологии в медицине" (Пенза, 1999), Юбилейной научно-практической конференции "История и достижения Воронежской хирургии" (Воронеж, 1999), VI Всероссийском съезде кардиологов (Москва, 1999), I съезде терапевтов Юга России (Ростов-на-Дону, 2000), VII Международной конференции "Математика. Компьютер. Образование." (Дубна, 2000), Международном конгрессе "Курортология, физиотерапия, восстановительная медицина 21 века" (Пермь, 2000), Региональной научно-практической конференции "Доказательная медицина: клиническое наблюдение, статистическое обобщение, модели процесса" (Воронеж, 2000), II Всероссийском симпозиуме "Обозрение прикладной и промышленной математики" (Москва, 2001), Российском национальном конгрессе кардиологов 'Эффективность и безопасность, диагностика и лечение" (Москва, 2001), Научно-практической конференции с международным учхтием "Актуальные проблемы культуры здоровья" (Во; ронеж, 2002), X Международной конференции "Математика. Экономика. Образование", II Международном симпозиуме 'Ряды Фурье и их приложения" (Ростов-на-Дону, 2002), Юбилейной научной конференции "ЦНИЛ - вчера, сегодня, завтра" (Воронеж, 2002), Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 85-летию Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко (Воронеж, 2003), Областных съездах терапевтов, анестезиологов, Областных научных кардиологических обществах, Межбольничных конференциях и межкафедральных конференциях, проводимых на базе Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко.
Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 83 печатных работах, в том числе 4 монографиях, 5 методических рекомендациях для врачей и студентов, 2 учебных пособиях. В изданиях, рекомендованных ВАК РФ опубликовано 13 работ. Оформлены 33 рационализаторских предложения. В рабо-
тах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, соискателем приведён анализ состояния заболеваемости, распространённости, диагностики, лечения, профилактики осложнений трансмурального ИМ [1-3, 5-53,56-65,70-79]. Проанализированы вопросы прогнозирования исходов ИМ в зависимости от схем медикаментозной терапии [9,13,15, 20, 21,29, 35,42, 43,48, 51, 62, 63]. Показаны основные направления применения нейросетевых моделей и приведены данные их клинического применения [4,55]. На основе методов системного анализа рассмотрена оценка эффективности оптимизации схем лечения [4,6, 8, 15,29,37,50, 54,55, 59,61,65-67,69,73].
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, спискалитературыиз621 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 258 страницах, содержит 59 рисунков, 96 таблиц.
В приложении приведены таблицы клинических наблюдений за больными, данные инструментальных исследований и акты внедрения результатов работы.
Диагностика острых аневризм сердца
В современной литературе многими авторами достаточно подробно описаны симптомы аневризм сердца при внешнем объективном обследовании. Определённое диагностическое значение имеет несоответствие между усилением пульсации верхушки сердца и нормальным АД, пульс малого напряжения и наполнения, патологическая пульсация в прекардиальной области, симптом "раздвигающихся пальцев"[16, 106, 121, 157, 206, 207, 214, 225, 234, 306, 406]. Однако некоторые из этих симптомов являются признаками недостаточности сердечной мышцы, другая симптоматика в исследованиях многих авторов отсутствует. По-разному оценивается и определение границ сердца методом перкуссии. Смещение границ сердечной тупости влево может быть не только при аневризме сердца, но и при ИМ, при гипертонической болезни и других заболеваниях. Определённую диагностическую ценность имеет систолический шум с металлическим оттенком, который часто сравнивают с "шумом писка". Выслушивается он лучше над аневризмой. На фонокардиограмме этот шум в ряде случаев является систоло-диастолическим. Некоторое значение в диагностике острой аневризмы может иметь шум трения перикарда, который носит грубый скребущий характер. В отличие от подобного шума при ИМ он более продолжительный и выслушивается в течение нескольких дней, а иногда и недель [1, 2, 214, 249, 250, 304]. Многие исследователи не придают этим шумам диагностического значения, считая, что образование аневризмы в остром периоде ИМ не вносит ничего нового в аускультативную картину ИМ, которая в основном определяется функциональным состоянием сердца [1, 121, 206, 207]. При аускультации больных АС довольно часто выслушивается ритм галопа, который может появляться или вследствие потери тонуса мышцы левого желудочка, или в результате нарушения сократительной функции сердца и нарушения его проводящей системы. Данный симптом свидетельствует о перенапряжении функционально неполноценного миокарда и является прогностически неблагоприятным признаком [11, 16, 206, 249, 267, 309].
Определённую ценность для выявления АС представляют рентгенологические методы исследования. Однако они далеко не всегда позволяют выявить это осложнение. При рентгеноскопии, например, во многих случаях аневризму не удаётся обнаружить, за исключением больших мешковидных и грибовидных аневризматических выпячиваний. При рентгенографических исследованиях у больных острой АС часто определяется митральная конфигурация, так как сердце значительно удлинняется за счёт дополнительной аневризматической полости. У некоторых больных наблюдается увеличение сердца в поперечнике, умеренная или значительная гипертрофия правого и левого желудочка [17, 63, 206, 207, 245, 248, 250, 300, 301]. Однако у ряда больных, особенно молодого возраста, данные рентгенологического исследования не всегда выявляют даже мешковидные аневризмы. В этих случаях исследователями предлагается проведение томографии сердца [17, 291, 292, 300]. Но и томография имеет ограниченное диагностическое применение и, по-видимому, может быть использована для выявления тромбированных аневризм сердца [63, 373].
Таким образом, возможности рентгеноскопических, рентгенографических, томографичесішх методов в диагностике острых АС тоже являются ограниченными, малые же аневризмы с помощью этих методов практически не распознаются.
Метод рентгенокинематографии даёт возможность наглядно проследить парадоксальную пульсацию, но значительные трудности в диагностике представляют диффузные, особенно малые (плоские) аневризмы левого желудочка [12, 214]. Отрицательней моментом этого метода является то, что парадоксальные движения могут быть обусловлены не только аневризмой сердца, но и другими факторами (дряблая стенка левого желудочка на фоне выраженного кардиосклероза и дистрофии миокарда, различные перикардиальные спайки и т.д.) Многие учёные считают, что рентгенокинематографический метод далёк от совершенства в диагностике АС [206, 207,250].
Компьютерную томографию можно использовать для диагностики всех форм аневризм, в том числе для определения интерстициальных (пристеночных) аневризм, при этом определяется сдавливание внутренней стенки мышцы левого желудочка без введения контраста в его полость [63, 373]. Данный метод, безусловно, более современный, но практическое его применение из-за технических возможностей ограничено.
Для диагностики постинфарктных АС используют ангиографию и вентрикулографию [17, 33, 249, 250, 251, 253, 258, 291, 292, 305, 311].
Фазодигаюрентгенокардиография позволяет синхронизировать с ЭКГ рентгеновские снимки в нужные моменты в одном сердечном цикле [17,290]. Технические сложности ограничивают возможности применения, поэтому они не могут считаться общедоступными.
Эхокардиография сердца обладает относительно большей по сравнению с другими методами информативностью. При острой АС эхокрдиографическим тестом является, прежде всего, выраженная дилатация полости левого желудочка, увеличение его конечного диастолического размера. Объёмная перегрузка сопровождается увеличением систолической экскурсии его стенок, особенно межжелудочковой перегородки. Эхолокация позволяет установить истончение стенки сердца, определить малые по величине колебания объёма полости левого желудочка в систолу и диастолу, гипокинезию интактных участков миокарда [104, 141, 151, 203, 204, 213, 457, 473, 481, 482]. Некоторые авторы [118] у больных с острой АС отмечают "алмазообразную" форму движения митрального клапана, напоминающие "светящиеся алмазы". Эхокардиграфическая диагностика острой АС является вспомогательным методом [35, 74, 118, 121,149, 203, 204, 439].
Из вышеприведённых источников следует, что в большинстве случаев диагностика РМ и острых АС часто трудна, требует применения сложной стационарной аппаратуры, недоступной в приближении к больному ИМ. Поэтому поиск других общедоступных методов продолжается.
Многие исследователи отдают предпочтение изучению ЭКГ при рассматриваемой патологии [51, 78, 114, 195, 200, 224, 225, 226, 235, 237, 264, 363, 367, 421, 437,482, 534, 544]. Этот метод исследования заслуживает особого внимания, так как он общедоступен, необременителен для больного и применяется во всех случаях для диагностики ИМ. На всех ЭКГ больных, умерших от РМ, обнаруживаются признаки трансмурального ИМ в отведениях, соответствующих локализации патологического процесса. С наступлением клинической смерти наблюдается резкое снижение вольтажа зубцов желудочкового комплекса. Однако абсолютно патогноманичными признаками эти изменения признать нельзя. Более убедительными исследованиями считают резкий подъём (на 8-12 мм и более) над изолинией куполообразных сегментов ST, монофазно сливающихся с зубцами Т, и деформацией комплексов QRS в этих отведениях в виде глубоких расщеплённых комплексов QS [51, 199, 237,367, 421, 556].
Классификация математических методов прогнозирования применительно к диагностике инфаркта миокарда
Именно в кардиологии впервые были широко применены различные математические методы прогнозирования. В первых работах прогнозировался только исход инфаркта миокарда (выживание-смерть). Их авторы на основании собственного клинического опыта выбирали ряд признаков, каждый из которых оценивался определенным баллом [14, 16]. Субъективность такого подхода очевидна. Существенным шагом вперед была работа по прогнозированию исхода инфаркта миокарда методом динамического программирования с использованием ЭВМ. В исследовании были использованы признаки первых дней болезни трансмурального инфаркта миокарда. Было получено решающее правило, состоящее из 6 уравнений для прогноза указанных осложнений. В первые часы пребывания больного в стационаре использовались 12 наиболее информативных и доступных признаков. Они отобраны на группе обучения как обладающие 100% специфичностью и чувствительностью в прогнозировании неосложненного инфаркта миокарда, что позволило в первую очередь решить задачу выделения благоприятного и неблагоприятного исхода.
Точность прогноза в целом по группе составляет 80,1%. Увеличив число рассматриваемых вероятных осложнений до трех точность прогноза повышается до 98,4%, позднее этот метод был усовершенствован [70, 190].
Недостатком существующих прогностических методов является статистический характер сбора информации между тем, как состояние больного в каждый отрезок времени характеризуется изменчивостью параметров.
По статистическим и экспериментальным данным построили ориентированный граф, на основе которого разработали алгоритм, позволяющий судить о более или менее вероятных состояниях в будущем. Далее по формуле Байеса и критерию максимального правдоподобия с барьером исследовали возможность прогнозирования конкретных осложнений по данным предшествующего измерения значения характеризующих состояние больного параметров. Прогноз течения инфаркта миокарда представлен в виде ориентированного графа с конечным числом вершин, соответствующим отдельным состояниям. В этом случае по исходному состоянию определяется течение инфаркта миокарда в шести сечениях: 1, 2, 3,4-7, 8-10, 11-21, 21 и более суток от начала заболевания. В данном случае точность прогноза зависела от точности оценки вероятностей в объединенной матрице переходов и характера распределения по состояниям в каждом сечении в зависимости от исходного состояния. Анализ гистограмм состояний в зависимости от исходного состояния больного, построенных по не вошедшим в обучающую выборку данным, показал, что сдвиг предсказанного состояния по отношению к максимуму гистограммы, а также сниженное значение самого максимума, приводят к ухудшению прогноза. Это получилось из-за построения прогноза на наиболее вероятном переходе из данного сечения в следующее. Кроме того, предсказание всей картины развития заболевания увеличило ошибку прогноза, поскольку суммировались ошибки, появившиеся в каждом из сечений [166].
Исследование статистического материала показало, что за весь период болезни основной диагноз менялся лишь в редких случаях, а динамика состояния больного соответствовала динамике осложнений через определенные сечения. Поэтому по формуле Байеса прогнозировали возникновение только осложнений инфаркта миокарда. Из полученных данных оказалось, что увеличение числа клинических показателей в рамках данного эксперимента, наоборот, привело даже к ухудшению результатов прогнозирования. По результатам прогнозирования с применением алгоритма определения наиболее вероятного протекания инфаркта миокарда на графе, а также формулы Байеса и критерия максимального правдоподобия с барьером нельзя отдать преимущество ни одному из примененных методов, поскольку число правильных ответов почти одинаково. Авторы считают, что при достаточном статистическом материале целесообразно пользоваться критерием максимального правдоподобия с барьером, поскольку ввод последнего позволяет в некоторых случаях отказаться от прогноза за счет увеличения достоверности прогнозирования. С увеличением барьера уменьшается число объектов, подвергающихся прогнозированию, но зато повышается надежность прогноза [167].
Позднее были предложены и другие математические подходы к разработке прогноза течения и исхода инфаркта миокарда, один из них -экспертные системы. В процессе работы над проектированием системы прогнозирования рецидива инфаркта миокарда были изучены принципы построения таких систем медицинской диагностики, как системы MYCIN, PUFF, INTERNIST, CASNET, VM, GUIDON. Их управляющая структура является проблемно-зависимой, то есть предоставляет экспертную информацию в определенной области, для которой и была разработана. Однако И.Ю. Офицеровым и Е.В. Живжир на кафедре КУМПС ВГТУ на базе городской клинической больницы № 9 (скорой медицинской помощи) г.Воронежа разработана экспертная система прогнозирования осложнений острого инфаркта миокарда, которая является проблемно-независимой управляющей структурой, позволяющей ей использовать совершенно несвязанные между собой предметные области, то есть работать не только в сфере медицинской диагностики, но и в других областях науки и техники. Она состоит из оператора одного вида: "ЕСЛИ условие, ТО действие". Продукционная система состоит из трех частей: базы знаний, интерфейса с пользователем, управляющей структуры. Эта система выдает коэффициент достоверности полученного прогноза течения острого инфаркта миокарда и заключение: инфаркт протекает без осложнений и пациент нуждается в лечении и наблюдении в палате интенсивной терапии, или ожидается то или иное осложнение и врачу рекомендуется принять срочные меры для предотвращения его развития. Результат обследования заносится в базу данных врача. Проведена апробация программы автоматизированного прогнозирования осложнений острого инфаркта миокарда по архивной информации, которая показала, что результаты прогноза острого инфаркта миокарда и диагнозы по историям болезни совпадают в 78% случаев, в то же время логическая модель показывает недостатки обследования и пути их устранения.
Пробная эксплуатация автоматизированного прогнозирования осложнений острого инфаркта миокарда проводилась на базе кардиологического отделения №2 городской клинической больницы №9 (скорой медицинской помощи) г.Воронежа. Реализация предложенных методов и алгоритмов в клинических условиях позволила при индивидуальном массовом обслуживании обеспечить высокий уровень медицинской помощи, сократить время выбора диагностических мероприятий, повысить точность и эффективность диагностики, сократить время выбора тактики лечения и интегрировать эти процессы в едином комплексе.
Однако при создании экспертных систем возникают сразу несколько серьезных проблем. Первая состоит в том, что при решении сложных реальных задач число логических правил значительно увеличивается. Часто возникает настолько сложная система взаимосвязей, что ее просто не удается осмыслить. Разбивка задачи на блоки также не всегда помогает: во-первых, это тоже не всегда просто сделать, во-вторых, при разбивке иногда могут теряться некоторые взаимосвязи.
Вторая, еще более серьезная проблема состоит в том, что далеко не всегда удается выразить вычислительный процесс логическими правилами. Это может быть связано как со сложностью самой задачи, так и с особенностями деятельности предметного специалиста. Особенно ярко это проявляется в медицине, где процесс принятия решения во многом опирается на интуицию и опыт врача, не являющегося экспертом в области собственного мышления. Во всех этих случаях говорят, что задача не поддается алгоритмированию. Кроме того, даже если создателям удается разработать алгоритм, никогда нет достаточной гарантии, что он будет корректно работать в реальных условиях, а это можно проверить только после окончания всех работ по созданию системы [53].
Рассмотрим применение кластерного анализа при прогнозировании рецидива инфаркта миокарда. При кластерном анализе формируются группы похожих объектов, причем группировка соответствует наблюдаемым особенностям течения заболевания. Процесс постановки диагноза с помощью инвариантной модели на базе кластерного анализа имитирует логическую цепь экспертной диагностики — сравнение клинических проявлений заболевания у конкретного больного с известными эмпирическими стереотипами. Так же, как врач устанавливает диагноз по схожести симптомов, синдромов с ранее полученными описаниями заболеваний, при работе модели диагностируемый объект относится к той группе объектов, с которыми он имеет наиболее сходные признаки. На базе кластерного анализа проводится предварительная обработка статистической информации - фильтрации обучающей выборки и выбор оптимального набора признаков [157].
Первые работы, упоминающие о кластерных методах, появились давно, но большая часть литературы по кластерному анализу написана в течение последних двух десятилетий. Импульсом для разработки многих кластерных методов послужила книга «Начала численной таксономии», опубликованная в 1963 г. двумя биологами - Робертом Сокэлом и Петером Снитом. Сокэл и Снит утверждали, что эффективная процедура для создания биологических классификаций должна обеспечивать сбор всевозможных данных об интересующих организмах, оценивать степень сходства между этими организмами и применять некоторый метод кластеризации, чтобы поместить достаточно схожие организмы в одну и ту же группу. После этого состав каждой группы можно проанализировать, чтобы выяснить, представляют ли они разные биологические виды.
Обезболивание в остром периоде инфаркта миокарда при угрозе разрыва сердечной мышцы
Обследовано 197 больных в остром периоде ИМ с угрозой разрыва сердечной мышцы с интенсивным болевым синдромом, труднокупируемым внутримышечным и внутривенным введением ненаркотических и наркотических анальгетиков. Из этого количества больных 92 пациента были мужского пола, 105 -женского.
В 1 группу вошли 95 больных, которым проводилась эпидуральная анальгезия промедолом (20 мг в 10 мл физиологического раствора). Во 2 группу сравнения вошли 102 пациента, обезболивание которым проводилось внутривенным или внутримышечным введением наркотических анальгетиков (фентанила 2 мл 0,005 % раствора).
Данные по возрасту и полу представлены в таблице №3.3
Как видно из таблицы № 3.3, достоверных различий по возрасту и полу в обеих группах не наблюдалось. Среди больных имело место незначительное преобладание женщин. В первой группе их было больше на 3,2%, во второй -на 2%.
У всех больных ИМ был крупноочаговым и имел различную локализацию. Эти данные приведены в таблице № 3.4
Как видно из таблицы № 3.4 в обеих группах преобладали больные с ИМ передней стенки. Различия между ітзуппами были незначимы и статистической достоверности не имели (р 0,05).
Все больные ИМ, включенные в исследование, страдали стенокардией. При поступлении болевой синдром имел различную степень интенсивности и длительности. Характеристика болей представлена в таблице №3.5.
Как видно из таблицы № 3.5 характер боли в обеих группах был идентичен и имеющиеся небольшие различия между группами достоверной значимости не имели (р 0,05), в то время, как в каждой из групп преобладали давящие боли (р 0,05). Графически эти данные представлены на рис.3.1.
Так же не имели достоверных различий и локализация болевого синдрома. За грудиной боли в сердце имели место у 48(50,5%) больных первой группы и 53 (52,0%) — второй. В области сердца - соответственно у 43(45,3%) и 42(41,2%) больных, в эпигастральной области - у 4(4,2%) и у 7(6,8%). Не было достоверных различий и в иррадиации болевого синдрома, данные о которой приведены в таблице № 3.6 и на рис. 3.2.
Как видно из таблицы № 3.6 различия в иррадиации болей в обеих группах несущественны (р 0,05). У 89 (93,7%) больных первой группы и 90(88,2%) второй - болевой синдром сопровождался холодным потом. Тошнотой и рвотой соответственно у 78(82,1%) и у 93(91,2%), чувством нехватки воздуха у 89(93,7%) и у 91(89,2%). При анализе распространённости аналогичных симптомов статистически достоверных различий между группами не наблюдалось (р 0,05). У 88(92,6%) больных первой группы и у 94(92,2%) - второй при поступлении или в анамнезе отмечалось артериальная гипертензия различной степени выраженности.
Все больные имели признаки сердечной недостаточности различной степени. С явлениями острой левожелудочковой недостаточности поступали 21 (22,1%) больной первой группы и 22(21,6%) - второй. С кардиогенным шоком, соответственно, 9(9,5%) и 10(9,8%). За время наблюдения в блоке кардиологической реанимации у 59 (57,8%) больных второй группы на фоне повторных ангинальных приступов периодически развивались явления кардиогенного шока. У больных, которым проводилась эпидуральная анальгезия, эти явления развивались только у 18 (18,9%) человек, что на 38,95 % меньше (р 0,05). По-видимому, у них начало проявления симптомов кардиогенного шока совпали с моментом надрыва миокарда, а момент наступления клинической смерти - с острой гемотампонадой сердца. У этих больных обращало внимание резкая бледность кожных покровов с выраженным пепельно-серым цианозом и холодным липким потом. При аускультации тоны сердца у всех больных в группах были глухие. У 23(24,2%) человек первой группы и 27(25,7%) второй на верхушке сердца прослушивался систолический шум. Шум трения перикарда определялся соответственно у 13(14,2%) и 15(14,7%). Проявления острой левожелудочковой недостаточности в процессе проводимого лечения имели место соответственно у 23(24,2%) и 32(31,4%) больных.
Нарушение сердечного ритма остается одной из ведущих причин смерти больных в остром периоде инфаркта миокарда. При развитии крупноочагового ИМ различные нарушения сердечного ритма выявлялись у 80-96% пациентов [Сыркин А.Л., 1991]. Факторами, обуславливающими такую частоту развития аритмии у данной категории больных являлись: одновременное наличие зон некроза, повреждения и ишемии миокарда; нарушение нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности; диссоциация активности интактных и поврежденных участков миокарда [Фридберг Ч.К., 1975]. Особое значение в развитии опасных для жизни аритмий играет недостаточное купирование болевого синдрома, что нередко встречается при рецидивирующем течении ИМ и особенно при угрожающем разрыве сердечной мышцы.
В наших наблюдениях в обеих группах с сохраненным синусовым ритмом поступали 177 (89,8%) человек. У 92 больных наблюдалась экстрасистолия, у 15 - мерцательная аритмия, у 7 - пароксизмальная тахикардия. У 28 пациентов наблюдались различные нарушения проводимости (AV-блокада І-П степени - у 9 человек, полная AV-блокада - у двух, блокада левой ножки пучка Гиса - у 8, блокада правой ножки пучка Гиса - у 9).
Данные по особенностям нарушения ритма и проводимости при поступлении и в процессе развития заболевания представлены в таблице №3.7 и на рис 3.3
Влияние ингибиторов АПФ на течение трансмурального инфаркта миокарда с угрозой разрыва сердечной мышцы
Было проведено сравнительное исследование двух групп больных трансмуральным ИМ с угрозой РМ: получавшие в лечении ингибиторы АПФ (капотен 25 мг) - шестая (основная) и восьмая группа (контрольная), которым ингибиторы АПФ не назначались.
Оценивались следующие параметры заболевания: продолжительность болевого синдрома, частота аритмий, частота осложнений, летальность, гемодинамические показатели на основе тетраполярной грудной реографии, сократительная способность миокарда при ультразвуковом исследовании, ЭКГ - динамика и динамика лабораторных показателей.
Были изучены материалы 216 больных трансмуральным ИМ, на ЭКГ которых регистрировался зубец S+ в М- комплексе. Мужчин было 103 (47,7%) человека, женщин -113 (52,3%). Средний возраст больных составлял 63,7±2,9 лет. Впервые ИМ заболели 184 (85,2%) человека, повторно - 32 (14,8%). Артериальная гипертензия имела место у 198 (91,7%) пациентов.
В шестую группу больных, лечение которых проводилось с назначением ингибиторов АПФ, входило 102 человека (48 мужчин и 54 женщины). В контрольную группу входило 114 больных (55 мужчин и 59 женщин). Этим пациентам проводилась базисная терапия без применения ингибиторов АПФ.
Распределение больных по возрасту и полу представлено в таблице № 3.41.
Как видно из таблицы № 3.41 в обеих группах среди больных имело место статистически незначимое преобладание женщин (р 0,05). В шестой группе их было больше на 5,8%, в восьмой - на 3,6%.
Данные о локализации ИМ представлены в таблице № 3.42.
Как видно из таблицы № 3.42 в обеих группах больше больных поступало с ИМ передней стенки. В первой группе их было 69,6%, во второй - 66,7%. Различия в количественном отношении были незначительными и статистической значимости не имели (р 0,05).
В анамнезе все пациенты страдали стенокардией. При поступлении больных беспокоили колющие, давящие, жгучие, режущие боли в области сердца. Таюке наблюдалось сочетание болей. Данные об их характере приведены в таблице № 3.43.
Как видно из таблицы № 3.43 характер болей у пациентов как в шестой, так и в восьмой группе достоверных различий между собой не имели (р 0,05).
Также достоверно не отличались между собой и локализации болей в обеих группах. За грудиной боли были у 57 (55,9%) больных шестой группы и 61 (53,5%) - восьмой. В области сердца соответственно у 41 (40,2%) и 44 (38,6%) больных. В эпигастральной области болевой синдром имел место у 4 (3,9%) больных шестой группы и у 9 (7,9%) - восьмой (р 0,05).
Иррадиация болей в обеих группах представлена в таблице № 3.44.
Как видно из таблицы № 3.44 и в шестой группе, и в восьмой различия по локализации болей несущественны (р 0,05).
Болевой синдром у больных обеих групп был достаточно интенсивным и сопровождался холодным потом у 94 (92,2%) пациентов шестой группы и у 108 (94,7%) - восьмой, тошнотой и рвотой у 84 (82,4%) и у 95 (83,3%) -соответственно, чувством нехватки воздуха - у 92 (90,2%) и 105 (92,1%). Острая левожелудочковая недостаточность и кардиогенный шок имели место соответственно у 27 (26,5%) и 19 (18,6%) пациентов шестой группы и 29 (25,4%) и 22 (19,2%) - восьмой. Как правило, все больные в обеих группах имели по несколько симптомов одновременно. Также у всех больных имела место 2-4 степень недостаточности кровообращения по Killip.
Изменения частоты сердечных сокращений в группах представлены в таблице № 3.45.
Как видно из таблицы № 3.45 достоверных различий по частоте сердечных сокращений в обеих группах не было (р 0,05).
Различные нарушения ритма наблюдались у 82 (80,4%) пациентов шестой группы и у 87 (76,3%) восьмой, в том числе экстрасистолия имела место соответственно у 66 (64,7%) и у 69 (60,5%) больных, мерцательная аритмия - у 11 (10,8%) и у 15 (13,2%), пароксизмальная тахикардия - у 5 (4,9%) и у 3 (3,5%). Нарушение проводимости имели 14 (13,7%) больных шестой группы и 17 (14,9%) - восьмой.
Таким образом, анализируя приведенные данные видно, что при поступлении клинические характеристики больных обеих групп идентичны и достоверных различий между собой не имели.
Для купирования болевого синдрома принимались наркотические анальгетики в комплексе с обычными. При неэффективности данного обезболивания проводилась эпидуральная анальгезия. Количество введений наркотических препаратов представлено в таблице № 3.46.
Как видно из таблицы № 3.46 ингибиторы АПФ оказывают определенное позитивное воздействие при проведении обезболивания, на что указывает тот факт, что анальгезия в шестой группе достигается чаще, чем в восьмой введением меньшего количества наркотических препаратов (до 5 раз), хотя эти данные и не имеют достоверной значимости (р 0,05). Тем больным, которым обезболивание не было достигнуто введением наркотических анальгетиков применялась эпидуральная анальгезия. В шестой группе таких больных было 19 (18,6%) человек, в восьмой - 23 (20,2%).
По мере течения ИМ происходило нарастание недостаточности кровообращения. На фоне ангинозных приступов в обеих группах у определенной части больных развивались явления отека лёгких и кардиогенного шока. В шестой группе таких больных было соответственно 29 (28,4%) и 27 (26,5%), что меньше, чем в восьмой группе на 11,1% и на 7,7%.
Клиническая картина отека лёгких и кардиогенного шока имела общую симптоматику для обеих групп и в данном разделе не анализировалась.
По мере течения ИМ у больных в исследуемых группах наблюдались такие осложнения как перикардит, рецидивирующее течение заболевания, острая АС, РМ. Их количественная характеристика приведена в таблице №3.47.
Как видно из таблицы № 3.47 в шестой группе налицо уменьшение количества осложнений по каждой из нозологических форм в процентном отношении, хотя достоверные различия отсутствуют (р 0,05). Однако, принимая во внимание общее количество ослолдаении видно, что в шестой группе они имели место у 61 (59,8%) пациента, а в восьмой - у 95 (83,3%), т. е. в группе больных, получавших в лечении ингибиторы АПФ количество осложнений на 23,5% меньше, чем в контрольной (р 0,01). В шестой группе в течение первых трех дней РМ произошел у 10 человек, что составляло 55,5% по отношению к умершим от РМ. Это составило на 13,4% меньше, чем умерло за этот же период времени в восьмой группе (различие статистически незначимо, р 0,05). Аналогичная тенденция прослеживалась и по отношению к умершим с острой АС, где в первые три дня умерли 4 пациента, что на 18,8% меньше, чем в контрольной группе за это же время (данные недостоверны, р 0,05).
Таким образом, исходя из вышеприведенных данных видно, что в группе больных, получавших в лечении ингибиторы АПФ, налицо значительное уменьшение ослолдаении и, как следствие, снижение смертности.
