Недостаточность кровообращения, острая сердечная недостаточность. Математическое моделирование и роль компьютерного анализа


1 2 3 4

Долгие годы в клинике изучение недостаточности кровообращения и особенно острой сердечной недостаточности осуществлялось вяло и медленно. Только с успехами хирургии сердца эти чрезвычайно важные разделы теоретической и практической медицины получили толчок к развитию.

Отделение врожденных пороков сердца Института сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева АМН СССР начиная с 1962 г. впервые в стране стало применять в послеоперационном периоде методику длительной катетеризации легочной артерии, правого желудочка, левого предсердия, а также и системной артерии. Эта методика до нас практически не использовалась, а между тем именно она дала возможность получить очень ценную информацию. Новые данные сравнивали с исходным состоянием больного, а также с клиническими находками после операции, полученными при использовании так называемых рутинных методов исследования. Уже применение этого метода дало возможность нам многое понять. У погибших больных были проведены очень серьезные анатомоморфологические исследования миокарда. Кроме того, пользуясь доступными тогда гистохимическими методами, мы изучили влияние на организм искусственного кровообращения, кардиопле-гии, глубокой гипотермии и остановки кровообращения в условиях глубокой гипотермии.

Все эти исследования дали возможность опубликовать статьи о патогенезе острой сердечной недостаточности после операции на открытом сердце (Вестник АМН СССР. — 1967. — № 4), а также создать первую в стране классификацию острой сердечной недостаточности (Бураковский В. И., Ки-сис С. Я. Клиническая медицина. — 1968. — № 1).

Одним из наиболее весомых вкладов в медицину, в частности в клиническую хирургию, является применение математических методов и моделей, а также компьютеров третьего поколения для регистрации и диагностики быстротекущих процессов.

Значение этого нововведения трудно переоценить. Убежден, что приме-нение компьютеров, математических моделей и методов для диагностики быстротекущих процессов в организме, возможность одновременной регистрации целого ряда параметров и функций не могли не изменить в корне мышление врача, подход к построению диагноза и выбору оптимальной терапии.

Одновременно с этими исследованиями Джон Кирклин с группой математиков, одним из руководителей которых был Шеппарт (Бирмингем, США), приступил к использованию компьютеров для обработки собираемой информации о кровообращении и сердечной деятельности. Ими был разработан алгоритм, который тоже не мог не сказаться на изменении мышления врача, в частности моего мышления. Впервые у постели больного стали использовать такие показатели, как сердечный индекс, давление в левом предсердии и артериальное давление. Были разграничены три основных фактора, определяющих кровообращение в целом, а именно: приток крови к сердцу (preloard), состояние сердечного сокращения (contractility) и общее периферическое сопротивление, т. е. текущая нагрузка на сердце (afterloard).

Пользуясь своим алгоритмом, Кирклин с сотрудниками предложил также и дифференцированный подход к лечению острых расстройств кровообращения в зависимости от нарушения той или иной функции. Использование алгоритмов явилось фактически переворотом в диагностике и лечении острых расстройств кровообращения. Алгоритмический метод быстро нашел применение в повседневной практике как для диагностики быстротекущих процессов, так и для выбора метода лечения.

Математическая модель кровообращения была построена на основных законах нормальной физиологии и физики (В. А. Лищук). Введение этой модели в компьютер дало возможность получать информацию в любую единицу времени. Применение этой модели позволяет регистрировать показатели не только автоматически поступающие в машину, но и вычисляемые. Врач получает в свои руки небывалый доселе объем информации. В связи с этим изменилась вся схема построения диагноза. В первую очередь была получена возможность иметь информацию о свойствах (параметрах) сердечнососудистой системы, затем о ее функции. Таким образом, мы теперь можем обосновывать диагноз нарушения функции, определяя при этом так называемое слабое звено, т. е. то звено, которое повинно в каждый определенный отрезок времени в нарушении функции. Такой подход позволил осуществлять у постели больного принцип индивидуальной терапии, т. е. патогенетический принцип. Кроме того, он позволил не только подбирать соответствующие лекарства, но и выверять их дозу.

Успех был ошеломляющий. Оказалось, что на койках, снабженных нашей системой (мы ее назвали «Гарвей»), смертность уменьшилась в 3 раза по сравнению с прежними условиями. Необычайно важен тот факт, что прекратились случаи так называемой внезапной смерти. Это вполне понятно. Теперь уже врач действительно не отходит от больного и имеет все необходимые сведения о нем. И если кто-то прозевает нарушение тех или иных функций и больной внезапно погибнет, то, просмотрев всю информацию, легко доискаться до истины.

Этот подход дал нам возможность создать совершенно иную современную классификацию нарушений кровообращения. Следующий шаг в этих исследованиях дал нам в руки еще более оригинальное и современное решение задачи уже по оценке функции самого сердца как такового. В. А. Лищук и Е. В. Мосткова, использовав законы сердечного сокращения, полученные в физиологии, а также законы физики, построили математическую модель сердца. Для того чтобы модель «работала» у постели больного, приходилось оставлять микрокатетеры не только в легочной артерии, правом и левом предсердиях, но и в левом желудочке. Эта модель позволила измерять свойства (параметры) и функциональные характеристики самого сердца как такового. Впервые была создана систематика основных патогенетических факторов, где среди причин сердечной недостаточности были учтены такие, как нарушение сократимости и диастолический тонус. Впервые у постели больного зазвучали такие характеристики, как показатель сократимости, диастоли-ческая жесткость, систолический тонус, диастолический тонус, насосный коэффициент левого и правого сердца, сопротивление на уровне клапана.

Первая в мире статья с описанием разработанного нами подхода была опубликована в «Вестнике АМН СССР» (1984. — № 2) (совместно с В. А. Ли-щуком, В. П. Керцманом, Е. В. Мостковой).

Еще до этого, на V совместном симпозиуме с американскими учеными, который состоялся в 1983 г. в Вильямсбурге, мной и В. А. Лищуком были доложены результаты этой работы. Сообщение вызвало чрезвычайное внимание со стороны наших американских коллег. Наши исследования открывали путь к диагностике сердечного сокращения как такового и характеристике тонуса миокарда. На эту же тему мною была прочитана лекция в Дюкском университете (США, Северная Каролина) в центре, руководимом Дэвидом Сабистоном.


1 2 3 4