СПОСОБ МОНИТОРИНГА УРОВНЯ СТРЕССА У ПАЦИЕНТА
METHOD FOR PATIENT STRESS LEVEL MONITORING

Изобретение относится к медицине, а именно к способам для диагностики состояния пациентов по показателям кожной проводимости, и может быть использовано в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) для мониторинга уровня стресса, в том числе болевого, у новорожденных, детей грудного и раннего возраста, с которыми затруднен или невозможен вербальный контакт, и пациентов других возрастных групп, находящихся в бессознательном состоянии.
Болевой синдром рассматривается как один из факторов стресса и развития общего адаптационного синдрома (см. публикацию Г. Селье, 1960). Международная ассоциация по изучению боли (IASP) определяет боль как «неприятный сенсорный и эмоциональный опыт, связанный с фактическим или потенциальным повреждением тканей»; «боль - это всегда неприятные ощущения, которые связаны с эмоциональными переживаниями».
В настоящее время в клинической практике оценка стресса, в том числе болевого, у невербальных пациентов и у пациентов, находящихся в бессознательном состоянии, проводится с использованием визуально-аналоговых шкал. Оценка боли по визуальным шкалам субъективна и во многом зависит от профессионального уровня медперсонала, а также непригодна для многочасового и непрерывного наблюдения в режиме реального времени. Одновременно с этим, не могут быть использованы более надежные в оценке стресса методы определения показателей гормональной регуляции, метаболизма и гомеостаза, т.к. они инвазивны и недоступны для применения в рутинной практике. В основном после поступления в ОРИТ наблюдение за состоянием невербальных пациентов проводится визуальным методом с интервалами в 2, 4 и 24 часа.
Известно, что кожная проводимость (электродермальная диагностика) является объективным чувствительным индикатором физиологического (физического) и психоэмоционального состояния человека в условиях стресса, и параметры ответа проводимости кожи, также называемой кожно-гальванической реакцией (КГР), с конца 90-х годов прошлого столетия используются для оценки психоэмоционального и физиологического стресса.
За последние годы в многочисленных литературных источниках раскрыта и подтверждена правомерность использования показателей кожной проводимости в оценке болевого стресса, и наиболее надежным критерием интенсивности стресс-реакции является частота колебаний (флуктуаций) кожной проводимости (пик/сек.) (см. публикации Hellerud В.С, Storm H., 2002; Anand K. J. S., et al., 2007; T. Ledowski et al., 2007; Н.И. Мельникова с соавт., 2011; О.Ю. Терлякова с соавт., 2013).
Из уровня техники известны способы определения уровня стресса, в том числе болевого, основанные на регистрации, измерении и анализе показателей кожной проводимости (US 8512240, А61В 5/00, опубл. 20.08.2013; KR 20130016708, А61В 5/05, опубл. 18.02.2013; US 2015018707, А61В 5/053, опубл. 15.01.2015). Однако известные способы не могут обеспечить достоверную оценку уровня болевого стресса у пациента, поскольку полученные данные не являются результатом всестороннего анализа проявления стресс-реакций у пациента.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ мониторинга кожной проводимости для оценки интенсивности боли, включающий выборку и сохранение пороговых данных, пошаговый процесс мониторинга, включающий в себя: непрерывное или дискретное во времени измерение проводимости кожи, сохранение в памяти результатов измерения, получение результатов анализа текущих и предшествующих измерений проводимости; указанные результаты анализа состоят из флуктуации частоты и амплитуды сигнала проводимости во временном интервале, содержащем недавно истекшие моменты времени, где результаты анализа в отношении частоты получаются посредством подсчета максимальных значений, содержащихся в указанном временном интервале, сравнение полученных результатов анализа с пороговыми данными и определение повышенной болевой реакции пациента по показателям частоты и амплитуды кожной проводимости (US 6571124, А61В 5/053, опубл. 27.05.2003).
Настоящий способ нашел практическое применение и реализуется в приборе «Med-Storm Stress Detector» («Med-Storm Pain Monitor»). Исследования по клиническому применению данного способа выявили как положительные (см. публикации Ledowski et al., 2006; Ledowski et al., 2007; Hullett et al., 2009), так и отрицательные результаты (см. публикации Е.K. Choo et al., 2010; Е.K. Choo, 2013, Savino F et al., 2013; Ledowski T, et al., 2009; Czaplik M, et al., 2012). При этом положительные результаты были получены авторами в тех случаях, когда частота пиков в секунду усреднялась за 5-15 секунду, а в противоположность этому, усреднение значений частоты пиков за 30-60 секунд приводили к отрицательным результатам. Противоречивость результатов клинического применения предложенного способа оценки интенсивности боли может быть объяснена тем, что данный способ определения интенсивности боли может быть эффективен только для оценки кратковременных болевых стимулов при болезненных манипуляциях, например, укол скарификатором при взятии проб крови, а также наличием артефактов, связанных с возможным влиянием движений и температуры на результаты измерений. Кроме того, метод оценивает только интенсивность болевых стимулов, но не учитывает их продолжительность и возможный кумулятивный эффект, что не позволяет составить представление о напряжении компенсаторных систем организма, т.е. оценить степень тяжести стресса.
Известно, что стресс, в том числе болевой, является пусковым механизмом в развитии сложной защитной реакции вегетативного типа и сопровождается напряжением различных функциональных систем организма: дыхания, кровообращения, гормональной регуляции, метаболизма и гомеостаза.
С конца 70-х годов прошлого века известно, что в условиях физического (физиологического) стресса для достижения устойчивого состояния (Steady State) в изменениях физиологических параметров необходимо не менее 3 минут. Каждый из механизмов стрессового ответа имеет компенсаторный предел и, если воздействие стрессора не прекращается, наблюдается кумулятивный эффект, нарастает напряжение, что может привести к перенапряжению и дистрессу, и, соответственно, к дисфункциональным и патологическим состояниям.
Интенсивность боли, как один из факторов стресса, не отражает в полной мере состояние напряжения в организме, т.к. величина ответной реакции физиологических систем определяется не только интенсивностью, но и продолжительностью действия стрессоров и накопительным эффектом негативных последствий от действия повторяющихся стрессовых стимулов. Кратковременный сильный стресс вызывает срочную кратковременную ответную реакцию и после прекращения действия стрессора физиологические параметры быстро возвращаются к значениям нормы. В противоположность этому, менее интенсивный, но продолжительный стресс приводит к истощению защитных сил организма. С позиций физиологии продолжительность стресса имеет большее значение, чем его интенсивность. Чем дольше действуют факторы стресса, тем вероятнее состояние перенапряжения и, соответственно, вероятнее развитие дистресса.
Задачей заявленного изобретения является создание объективного и доступного способа мониторинга уровня стресса у новорожденных, детей грудного возраста и пациентов в бессознательном состоянии, лишенного недостатков вышеуказанных аналогов, а также расширение арсенала средств указанного назначения.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение диагностической надежности (объективности и достоверности) способа мониторинга уровня стресса, в том числе болевого, у новорожденных, детей грудного и раннего возраста, а также у пациентов в бессознательном состоянии.
Выявление уровня и динамики стрессовой реакции необходимо для своевременной профилактики перенапряжения функциональных систем организма и предотвращения развития дистресса, назначения соответствующих лечебно-профилактических мероприятий и определения эффективности их применения.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в способе мониторинга уровня стресса у пациента, включающем регистрацию, измерение и анализ показателей кожной проводимости, по показателям кожной проводимости в динамике определяют: интенсивность стресс-реакции, кумулятивный эффект стресса и степень стрессовой напряженности организма за период непрерывного мониторирования, причем интенсивность стресс-реакции определяют путем усреднения значений частот флуктуаций кожной проводимости за интервал времени, составляющий не менее 3 минут, но не более 5 минут; кумулятивный эффект стресса определяют путем вычисления произведения суммы значений интенсивности стресс-реакции, превышающих пограничное значение, на время, в течение которого интенсивность стресс-реакции превышала пограничное значение; степень стрессовой напряженности организма определяют путем вычисления произведения отношения кумулятивного эффекта стресса к максимально возможному кумулятивному эффекту стресса у данного пациента и отношения времени, в течение которого интенсивность стресс-реакции превышала пограничное значение, к периоду непрерывного мониторирования; при этом пограничное значение частоты флуктуаций кожной проводимости, отражающее проявление стресс-реакции, соответствует 0,11 пик/сек; далее по значениям интенсивности стресс-реакции, кумулятивного эффекта стресса и степени стрессовой напряженности организма в динамике определяют уровень стресса.
Целесообразно, чтобы интервал времени для усреднения значений частот флуктуаций кожной проводимости составлял 3 минуты.
Целесообразно, чтобы период непрерывного мониторирования составлял не менее 60 минут.
Повышение объективности и достоверности определения уровня стресса, в том числе болевого, у пациентов, пребывающих в ОРИТ, достигается за счет использования новых оценочных показателей уровня стресса и анализа их динамики.
Заявленный способ мониторинга уровня стресса у пациента, в том числе болевого, включает измерение и анализ показателей кожной проводимости в режиме реального времени и характеризуется тем, что одновременно по показателям кожной проводимости определяют интенсивность болевого стресса (стресс-реакции), его продолжительность, кумулятивный эффект стресса и степень стрессовой напряженности организма за период непрерывного мониторирования.
Непрерывно в режиме реального времени с помощью устройства регистрации электродермальной активности регистрируют частоту флуктуаций кожной проводимости в течение периода непрерывного мониторирования. Период непрерывного мониторирования предпочтительно должен составлять не менее 60 минут (для использования разработанных шкал оценки). Полученные значения автоматически усредняются за каждые 3 минуты мониторирования (3-х минутный период принят в качестве стандартного). Усредненные за 3 минуты значения частоты флуктуаций отражают интенсивность болевого стресса.
Затем осуществляется выборка усредненных значений частот флуктуаций кожной проводимости, превышающих пограничное значение частоты флуктуаций кожной проводимости. Пограничное значение частоты флуктуаций кожной проводимости, являющееся проявлением стресс-реакции, лежит в интервале от 0,08 до 0,11 пик/с, а предпочтительно составляет 0,11 пик/с. Далее определяют количество стресс-стимулов за период мониторирования путем определения количества значений частот флуктуаций кожной проводимости, превышающих пограничное значение. Определение продолжительности стресса за период мониторирования осуществляется путем вычисления произведения количества стресс-стимулов на установленный (3-х минутный) интервал времени.
В качестве показателя кумулятивного эффекта стресса рассчитывают произведение суммы значений интенсивности стресс-реакции, превышающих пограничное значение, на продолжительность стресса за период непрерывного мониторирования.
1
2
3
n
DIS=(IP>0,11+IP>0,11+IP>0,11+…IP>0,11)*t*Q,
где:
DIS - показатель кумулятивного эффекта, усл. ед.;
1
n
IP…IP - интенсивность стресс-стимулов, превышающая 0,11 пик/с;
t=3 минуты;
Q - количество повторяющихся стресс-стимулов за период непрерывного мониторирования.
Для интегральной оценки степени стрессовой напряженности организма вычисляют произведение отношения кумулятивного эффекта стресса к максимально возможному кумулятивному эффекту стресса и отношения продолжительности стресса к периоду непрерывного мониторирования.
1
2
DS=(DISn/DISmax)*(Т/Т)×100,
где:
DS - степень стрессовой напряженности, %;
DISn - показатель кумулятивного эффекта, усл. ед.;
DISmax - показатель чрезмерного кумулятивный эффект, усл. ед.;
1
T - продолжительность стресса, мин;
2
Т - период непрерывного мониторирования, мин.
Для разработки оценочных шкал, используемых в заявленном способе, в качестве стандартизированного временного интервала, в течение которого осуществляется непрерывное мониторирование состояния пациента, взят 60-минутный интервал. Для многочасового мониторирования состояния пациентов в отделениях ОРИТ данная единица измерения является наиболее оптимальной. В случае необходимости применения других стандартизированных временных интервалов должны быть разработаны соответствующие оценочные шкалы.
Для устранения артефактов в изменениях показателей кожной проводимости контролируют температуру тела пациента. Кроме того, в процессе наблюдения дополнительно осуществляют видеомониторинг, позволяющий определять уровень стресса по визуальным шкалам оценки стресса.
Для определения уровня стресса пациента используют шкалы оценки интенсивности стресса, его кумулятивного эффекта и степени стрессовой напряженности организма. По разработанным шкалам определяют уровень стресса в баллах и вербальных характеристиках по соответствующим числовым значениям интенсивности стресса, его кумулятивного эффекта и степени стрессовой напряженности организма.
На Фиг. 1 представлена шкала оценки интенсивности стресса (стресс-реакции) у новорожденных.
На Фиг. 2 представлена шкала оценки кумулятивного эффекта стресса у новорожденных.
На Фиг. 3 представлена шкала оценки степени стрессовой напряженности организма у новорожденных.
Для разработки шкал оценки уровня стресса и его динамики у новорожденных было проведено 3423 усредненных за 3 минуты измерений частоты флуктуаций кожной проводимости в течении 179 часов непрерывного мониторирования у 56 новорожденных пациентов в постоперационном периоде. За пограничное значение принималась величина интенсивности равная 0,11 пик/с, в выборку включались значения, превышающие данный уровень. Разработка оценочных шкал проводилась с использованием общепринятого метода математической статистики по сигмальному отклонению.
Для проверки работоспособности заявленного способа было проведено наблюдение за 14 новорожденными в течение первых двух суток послеоперационного периода. Состояние детей после операций оценивалось как удовлетворительное, нарушений дыхания и сердечно-сосудистой системы не наблюдалось. С целью обеспечения отсутствия артефактов, связанных с влиянием на характеристики кожной проводимости в группу обследованных были включены новорожденные, температура тела которых находилась в пределах 35,1-36,8°. Визуальная оценка состояния проводилась через 2, 4 и 24 часа после поступления новорожденных в отделение реанимации. Для проверки эффективности применения разработанного способа оценки стресса, новорожденные подключались к прибору на период, в пределах которого не проводился визуальный контроль за новорожденным, не применялись анестезиологические и другие пособия, сигнал тревоги был отключен и не проводился видеомониторинг. Оценка динамики состояния новорожденных пациентов по показателям кожной проводимости осуществлялась с помощью разработанного для этой цели программного обеспечения. Рассчитывались показатели интенсивности (IP пик/с), кумулятивного эффекта (DIS усл. ед.) и показатель напряжения (DS усл. ед.). Анализ данных проводился ретроспективно, фармакологической коррекции состояния новорожденных по показаниям системы не проводилось, в связи с отсутствием на моменты клинической апробации разрешения к применению в практике (РУ Росздравнадзора).
Пример 1
Новорожденный А., доношенный, возраст 28 суток, проведена лапароскопическая пилоротомия. Наблюдение за состоянием пациента проводилось в течение 14 часов (с 20 ч 09 мин до 10 ч 24 мин). На протяжении первых 7 часов мониторирования (с 20 ч 09 мин до 02 ч 06 мин) наблюдалось кратковременное (в пределах 3-10 мин.) увеличение частоты флуктуаций кожной проводимости. Значения интенсивности (IP) находились в пределах 0-0,11 пик/с, кумулятивного эффекта (DIS) и показателя напряжения (DS) не превышали значений 6,0 усл. ед. и 0,3% соответственно, что отражало отсутствие стресса или существенного дискомфорта. В дальнейшем, в процессе мониторинга и до момента прекращения наблюдения (с 23 ч 09 мин до 10 ч 15 мин), отмечалось проявление стресса (боли) по нарастающей динамике, что характеризовалось увеличением количества стрессирующих стимулов, их интенсивности и продолжительности. Интенсивность стимулов соответствовала диапазону от 0,15 до 0.48 пик/с, показатель кумулятивного эффекта последовательно увеличился с 10 до 88 усл. ед., показатель напряжения с 0,5% увеличился до 4,2%, при увеличении количества болевых стимулов с 4 до 12 за час на момент отключения новорожденного от монитора. Результаты наблюдения выявили у данного пациента нарастание кумулятивного эффекта стресса в ночное время с сохранением негативной динамики до завершения наблюдения. При этом абсолютные значения исследуемых параметров, в соответствии с разработанными шкалами оценки, указывали на незначительное напряжение организма с учетом интенсивности, продолжительности и кумулятивного эффекта стресса. На Фиг. 4 представлена динамика исследуемых параметров за весь период мониторирования и значения показателей на момент отключения новорожденного от монитора.
Пример 2
Новорожденный В., доношенный, возраст 14 суток, проведена лапароскопическая пилоротомия. Наблюдение за состоянием пациента проводилось с 12 часов 57 минут до 10 часов 45 минут следующего дня, т.е. в течение 21 часа 51 минуты. Первые 7 часов наблюдения, т.е. до 19 часов 51 мин значимых изменений параметров кожной проводимости не наблюдалось и их значения для интенсивности (IP) находились в пределах 0-0,06 пик/с, кумулятивного эффекта (DIS) и показателя напряжения (DS) указывали на отсутствие какого либо стресса или дискомфорта. Начиная с 19 часов 54 мин до 20 часов 54 мин было отмечено проявление стресс-реакции, которая характеризовалась последовательными болевыми стимулами в течение 30 минут. Значения IP находились в пределах от 0,15 до 0,33 пик/с с последующим снижением к концу текущего часа до 0,01-0,07 пик/с, что сопровождалось незначительным кумулятивным эффектом DIS - 53 усл. ед., и показателем напряжения DS - 8%, что указывало на незначительное напряжение, вероятно связанное с дискомфортом или слабой болью. С 22 часов 18 минут и до 23 часов 51 минуты наблюдалась вторая волна стресс-реакции, которая характеризовалась увеличением количества болевых стимулов до 16, значениями IP от 0,18 до 0,42 пик/с, показателем кумулятивного эффекта DIS - 142 усл. ед. и показателем напряжения DS - 37%, что отражало нарастание кумулятивного эффекта болевого стресса до высокого уровня и напряжение организма в пределах выше среднего. В дальнейшем состояние новорожденного имело тенденцию к нормализации, однако после 03 часов 06 минут наблюдалась третья волна болевой стресс-реакции, которая сохранялась до 04 часов 42 минут. Было отмечено 14 болевых стимулов при значениях IP в пределах 0,12-0,35 пик/с, DIS - 136 усл. ед. и DS - 31%, что характеризовало выше среднего уровень кумулятивного эффекта стресса и среднее напряжение компенсаторных систем организма. Последующие 6 часов мониторинга выявили нормализацию состояния пациента, и негативных изменений со стороны исследуемых параметров не наблюдалось. Непосредственно перед отключением новорожденного от монитора началось очередное проявление болевой стресс-реакции, т.е. IP выросло до 0,43 пик/с, DIS до 254 усл. ед., DS - 82%, наблюдение было прервано в связи с необходимостью проведения лечебной процедуры. На Фиг. 5 представлена динамика исследуемых параметров за весь период наблюдения и абсолютные значения на момент отключения новорожденного от монитора.
Пример 3
Новорожденный С, доношенный, возраст 28 суток, пластика грыжевого кольца по поводу пахово-мошоночной грыжи. Наблюдение за состоянием пациента началось в 13 часов 57 минут и до 21 часа 15 минут. Все исследуемые показатели находились в пределах значений указывающих на отсутствие боли или дискомфорта. Однако с 21 часа 15 минут бала выявлена незначительная стресс-реакция, которая до 21 часа 54 минут характеризовалась значениями IP в пределах 0,13-0,32 пик/с, DIS - 42 усл. ед., DS - 5,4%. Дальнейшее наблюдение показало постепенное нарастание болевого стресса до уровня - выше среднего, на что указывали значения IP в пределах 0,21-0,39 пик/с, повышение DIS до 152 усл. ед. и DS - 36,7%, количество болевых стимулов увеличилось в процессе развития стресс-реакции с 8 до 15 за час. На протяжении последующих 4 часов мониторинга наблюдалось постепенное снижение болевого стресса и в дальнейшем, начиная с 03 часов 57 минут, болевых стимулов не наблюдалось. На Фиг. 6 представлена динамика исследуемых параметров за весь период наблюдения и абсолютные значения на момент отключения новорожденного от монитора.
Таким образом, разработанный способ является надежным способом мониторинга уровня болевого стресса у пациентов с невозможным или затрудненным словесным контактом.