Портативные средства комплексной диагностики смерти мозга
Филатов И.А., Иткин Г.П., Розинов А.В.
ООО "БИОСОФТ-М"
ФГУ "НИИ трансплантологии и искусственных органов Росмедтехнологий", Москва
Цель настоящей работы - создать инструментальные средства для диагностики смерти мозга на основе мобильных компьютерных систем и систем, адаптированных к стационарным и полевым условиям. В статье освещены основные технические и методологические аспекты диагностики смерти мозга с помощью интегрированных в одном комплексе средств транскраниальной доплерографии, электроэнцефалографии и эхоэнцефалографии.
Ключевые слова: смерть мозга, электроэнцефалография, эхоэнцефалография
Filatov I.A., Itkin G.P., Rozinov A.V.
"BIOSOFT-M" LTD
Research Institute of Transplantology and Artificial Organs, Moscow
Current research work goal is to create tools for brain death diagnosis on the basis of mobile computing systems and systems adapted to the stationary and field condition operations. This article descibes transcranial Doppler, electroencephalography integration based on the mobile neurodiagnostic set for rapid examination of the brain death. Technical and methodological aspects are highlighted.
Key words: brain death, electroencephalography, echoencephalography
Одной из актуальных проблем современной медицины, затрагивающей различные аспекты — от этических до экономических, — является клиническое освидетельствование смерти мозга (СМ) [1].
Решение может быть получено как за счет исследования и разработки новых методик в медицине, так и развития инструментальной базы диагностики СМ, что позволит сократить сроки освидетельствования СМ и повысить достоверность клинического заключения. Создание новых инструментальных средств диагностики предполагает разработку современного портативного комплекса экспресс-диагностики (ПКЭД) СМ, отвечающего последним достижениям в области разработки и производства медицинской техники.
Обеспечение эффективности ПКЭД СМ достигается за счет повышения достоверности, информативности и оперативности освидетельствования СМ, а также широкого внедрения в повседневную практику простых и удобных в эксплуатации технических средств.
В рамках данного направления компанией "БИОСОФТ-М" совместно с ФГУ "НИИТиИО Росмедтехнологий" были проведены исследования и разработан опытный образец портативного комплекса экспресс-диагностики (ПКЭД) СМ.
В состав комплекса входят 4 основных модуля:
- вычислительный;
- доплерографических исследований;
- электроэнцефалографических исследований;
- эхоэнцефалографических исследований.
Общая схема взаимодействия всех модулей ПКЭД СМ представлена на рис. 1.
Вычислительный модуль выполняет:
- прием и обработку приборной информации о состоянии головного мозга;
- настройку и регулировку медицинских модулей регистрации первичной информации о состоянии головного мозга;
- отображение в on- и off-line-режимах функционирования комплекса аудио-визуальной информации о параметрах состояния мозга пациента;
- хранение результатов обследований в базе данных;
- подготовку заключения и распечатку протокола освидетельствования смерти мозга.
Модуль доплерографии предназначен для исследования церебральной гемодинамики в режиме реального времени и передачи первичной информации в вычислительный модуль комплекса для обработки и визуализации спектрограмм кровотока и основных параметров гемодинамики.
Модуль элекроэнцефалографии предназначен для регистрации биоэлектрической активности головного мозга по 8 основным отведениям (Fp1-O1, Fp2-O2, Fp1-A1, T3-A1, O1-A1, Fp2-A2, T4-A2, O2-A2) и передачи первичной информации в вычислительный блок комплекса для визуализации графиков ЭЭГ и расчета амплитудно-мощностных показателей электрической активности мозга.
Модуль эхоэнцефалографии предназначен для регистрации первичной информации о состоянии срединных структур головного мозга и передачи в вычислительный модуль комплекса для отображения в режиме реального времени эхограмм мозга и расчета основных геометрических показателей желудочковой системы мозга.
Исследование, разработка и внедрение новых медицинских методик освидетельствования смерти человека направлены на повышение достоверности, полноты и информативности результатов обследований. В то же время используемые методики должны быть просты и эффективны в реальных условиях эксплуатации ПКЭД. Принятые в России [2] и за рубежом медицинские и правовые критерии смерти мозга основываются преимущественно на комплексе клинических показателей, а именно данных электроэнцефалографии, транскраниальной доплерографии и эхоэнцефалографии. Все они сведены в таблицу.
Таблица
Комплекс клинических показателей, являющихся медицинскими и правовыми критериями смерти мозга
| Метод | Изменения, характерные для СМ |
|---|---|
| Электроэнцефалография (ЭЭГ, компрессионный спектральный анализ и ЭЭГ-картирование, сочетание ЭЭГ-мониторинга с методами вызванных потенциалов мозга) | Электрическое молчание коры головного мозга — амплитуда активности от пика до пика не превышает 2 мкВ (при записи от скальповых электродов с расстоянием между ними не меньше 10 см и при сопротивлении от 100 Ом до 10 кОм) в течении 30 минут непрерывной регистрации |
| Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) | Прекращение или резкое снижение амплитуды пульсаций III желудочка |
| Транскраниальная доплерография (ТКДГ) | Снижение линейной скорости кровотока по средней мозговой артерии ниже 10 см/сек, реверберирующий поток или прекращение регистрации кровотока, длящееся более 25 минут |
Таким образом, объединение трех различных методик на единой аппаратно-технической платформа с возможностью комплексирования результатов исследований позволит повысить достоверность и качество экспресс-диагностики СМ — как за счет повышения объективности результатов исследований, так и за счет применения более совершенных технологий обработки данных.
Пользователь ПКЭД СМ имеет возможность реализации перечисленных методик в произвольной последовательности с обязательной регистрацией результатов в базе данных и распечаткой протокола на месте освидетельствования больного.
В ПКЭД СМ с точки зрения условий клинической эксплуатации обеспечен ряд требований, а именно неинвазивный характер, т. е. обследование премортального больного в целях безопасности является бескровным, так как осуществление кровавой, инвазивной, да и просто небезопасной даже для "планового" пациента процедуры должно быть исключено. Обследования больного с использованием разработанных средств удовлетворяют требованиям простоты и надежности.
Представление результатов комплексной обработки данных информативно и в то же время просто и удобно для восприятия пользователем. Процедура обследований безопасна и исключает прямое или косвенное влияние на результаты диагностики СМ.
Каждая из реализуемых методик исследований обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, исключающих инструментальную ошибку. Все результаты обследований, получаемые в рамках используемых методик, имеют высокую повторяемость.
Структура программного обеспечения (ПО) ПКЭД СМ представлена на рис. 2.
При применении комплекса обеспечивается реализация мониторинга состояния больного не менее 6 часов.
Разрабатываемый ПКЭД СМ имеет развитые средства подготовки, хранения и распечатки протокола освидетельствования смерти.
Пользователь может независимо работать с любой из 3 методик обследования состояния головного мозга. При этом любая методика завершается переходом в базу данных комплекса для регистрации полученных данных или просмотра ранее полученных результатов.
Модуль доплерографии работает на базе современного стандарта персональных компьютеров (ПК) и позволяет при необходимости использовать уже существующий ПК врача-исследователя или модернизировать ПК в дальнейшем.
В качестве примера на рис. 3 приведено доплерографическое исследование сосудов головного мозга одного из пациентов.
Результаты тестирования энцефалографического модуля показали, что в приборе сочетаются функции традиционных энцефалографических систем с возможностями количественного анализа биоэлектрической активности мозга. Существенным преимуществом системы по сравнению с отдельно работающим ЭЭГ является возможность приема данных в монополярном режиме, т. е. программа принимает и сохраняет данные от каждого электрода отдельно. Это дает возможность менять монтаж уже после сеанса работы с пациентом, с тем чтобы лучше интерпретировать результаты обследования. Программа анализа зарегистрированных ЭЭГ позволяет достаточно точно и наглядно выявить очаговые изменения и фокусы эпилептической активности, эффективна для оценки действия нейролептиков, транквилизаторов, антиконвульсантов. В качестве примера на рис. 4 показано исследование биоэлектрической активности мозга на данном модуле энцефалографии.
Модуль исследования биоэлектрической активности мозга прототипа ПКЭД СМ был использован для проведения эхоэнцефалоскопических обследований больных. Эхоэнцефалоскоп в составе ПКЭД СМ работал в следующих режимах: 1) А+А; 2) трансмиссионный режим; 3) А+Р. На рис. 5 приведен пример записи эхоэнцефалографических обследований.
В целом прибор является информативным, простым и надежным в эксплуатации, позволяющим обследовать больных в условиях, когда проведение других методов обследования затруднено или невозможно. Портативность комплекса и возможность подключения его к персональному компьютеру дают возможность сохранения на магнитных носителях данных предыдущих обследований. Создание твердых копий обследования позволяет проводить графическое сравнение получаемых результатов при динамическом наблюдении за больными в процессе лечения, что выгодно отличает данный прибор от таких его аналогов, как ЭЭС-12.
1. Уолкер Э.А. Смерть мозга. М.: Медицина, 1988.
2. Приказ № 460 МЗ РФ от 20 декабря 2001 г. "Об утверждении инструкции по констатации смерти человека на основании диагноза смерти мозга".