СПОСОБ КОРРЕКТИРОВКИ ЛЕЧЕБНОГО ИЛИ ЛЕЧЕБНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПАЦИЕНТА
METHOD OF CORRECTING THERAPEUTIC OR THERAPEUTICALLY-HEALTH-IMPROVING IMPACT ON PATIENT

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для определения эффективности проведения лечебных или лечебно-оздоровительных мероприятий при переходе пациента от патогенеза к саногенезу под действием управляющих лечебных воздействий.
В настоящее время в медицине оценка эффективности проводимых лечебных воздействий производится по характеру изменения отдельных диагностических признаков, характеризующих определенную нозологическую единицу, в рамках измерения некоторых статистических показателей (статистического среднеквадратичного отклонения, статистического математического ожидания и т.д.).
Например, известен способ диагностики артериальной гипертензии, вызванной беременностью, включающий измерение артериальной пульсации с помощью фотоплетизмографического датчика, при котором измеряются и анализируются параметры артериальной пульсовой волны путем вычисления частного от деления разности величин артериального отношения, определенного после ишемической пробы и артериального отношения, определенного до ишемической пробы (1. Патент РФ №2299006 от 26.04.2005 года. "Способ диагностики артериальной гипертензии, вызванной беременностью").
i
В другом известном способе премедикации у пациентов с сердечно-сосудистой патологией в условиях амбулаторного стоматологического приема (2. Патент РФ №2321335 от 10 апреля 2008 г.) производят оценку состояния пациента путем определения диагностического показателя вариабельности сердечного ритма пациента, среднеквадратичного отклонения длительности межсистолических интервалов в рамках стандартной процедуры статистической обработки медицинских данных. Оба отмеченных способа используют только отдельные показатели вектора состояния организма человека (ВСОЧ), а именно отдельные параметры x кардиореспираторной системы (КРС) пациента, которые обрабатываются традиционными методами математической статистики и не учитывают параметры флуктуации по всем возможным диагностическим признакам в фазовом пространстве состояний (ФПС).
Известен способ оценки качества жизни для диагностики психического состояния человека (3. Патент РФ №2261045 С1 от 09.06.2004), в котором используются множественные объективные и субъективные показатели, характеризующие качество жизни и оценку их в баллах, и в котором производится расчет различных параметров (СФ, КМ, КО), в частности интерактивного, обобщающего коэффициента (КО) и коэффициента диссоциации (КД), по которым (на базе новых методов математического анализа показателей социального функционирования и качества жизни) повышают достоверность получаемых данных, которые удобны и просты в применении, что делает производимый анализ более точным. Однако этот способ не учитывает реальные флуктуации измеряемых показателей (они у каждого пациента флуктуируют с течением времени и данные могут меняться при повторах измерений) и не имеет наглядного, графического представления в фазовом пространстве состояний.
i
i
i
i
i
Наиболее совпадает с заявленным способом известный способ определения качества жизни пациента в раннем послеоперационном периоде (4. Заявка на изобретение №2004101317 А от 15.01.2004), включающий оценку здоровья врачом по полученным объективным данным (в том числе и путем опроса) с последующим построением диаграммы и определением клинически значимых изменений (некоторых изменений параметров вектора состояния организма - Δx) после оперативного вмешательства, что выражается в баллах на основе анализа рассчитанных Δx по отдельным клиническим признакам, которые можно рассматривать как некоторые компоненты Δx вектора состояния организма человека - ВСОЧ. Однако этот способ также не учитывает реальные флуктуации измеряемых показателей x, что отсутствует и на графических диаграммах, в которых используются отдельные точки и линии, но нет учета флуктуации измеряемых показателей x в фазовом пространстве состояний.
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является количественное определение эффективности проведения лечебного или лечебно-оздоровительного мероприятия на базе многомерных фазовых пространств, с более высокой достоверностью, интегративностью и возможностью реализации в скрининг диагностике и для корректировки выбранных лечебных или лечебно-оздоровительных мероприятий.
i
g
i
i
i
i
i
g
g
g
C
g
Решение задачи достигается благодаря тому, что получаемые данные от группы пациентов или от одного пациента путем повторов измерений в виде набора m блоков данных (компартментов), где m - число измеряемых диагностических признаков, переносят в виде точек в m-мерное фазовое пространство состояний, в котором, фиксируя крайние левые и правые значения параметров вектора состояния организма человека по каждой координате x ВСОЧ, образуют квазиаттрактор в виде m-мерного параллелепипеда, у которого определяется объем V, центр квазиаттрактора и показатель асимметрии и по этим трем величинам (абсолютно или относительно) выносят решение об эффективности лечения, сравнивая эти параметры до лечения и после. При этом производятся измерения параметров функций организма каждого пациента из группы с одинаковой нозологической единицей или у одного пациента, но несколько раз (повторно) в приблизительно одинаковых условиях, в результате чего получают наборы данных по компонентам вектора состояния организма человека (т.е. по каждой координате x), которые для каждого человека из группы (или для одного человека при одном измерении с повторами в дальнейшем) представляются в виде точки в m-мерном фазовом пространстве состояний, где m - количество диагностических признаков, используемых в диагностике при лечении (они же - компоненты x ВСОЧ в ФПС). Таким образом, группа обследуемых больных образует некоторое "облако" в ФПС, которое имеет свои границы Δx, по каждой из координат x (i=1, 2, …, m). Эти границы Δx образуют грани m-мерного параллелепипеда в m-мерном фазовом пространстве и каждая грань представляет уровень флуктуации i-го параметра (диагностического признака) - компонента вектора x в ФПС. Общий объем этого параллелепипеда представляет объем некоторого квазиаттрактора V, который для разных групп обследуемых (с разными нозологическими единицами, например) имеет свои параметры до и после лечения. К этим параметрам относятся: объем квазиаттрактора V, координаты центра с квазиаттрактора в ФПС, показатель асимметрии r, как расстояние между C и центром средневзвешенного (координаты всех статистических математических ожиданий, т.е. среднего взвешенного). Эти три параметра (V, координаты x центра квазиаттрактора и показатель асимметрии r) перед началом лечения имеют одни значения, а после лечения - другие. Разности между исходными и конечными этими интегративными параметрами, т.е. до начала лечения и после лечения (или на любом этапе после начала лечения, вплоть до его окончания) представляют количественную оценку степени эффективности проведения лечебного или лечебно-оздоровительного мероприятия. Эти величины могут быть абсолютными  где V после лечения -  и до лечения -  или относительными, в процентах . Если относительные изменения параметров квазиаттракторов превышают погрешность измерения диагностических признаков, то они уже считаются значимыми (во многих случаях это происходит от 5% или 10% и более). Чем больше изменения этих 3-х обобщенных (интегративных) показателей, тем более эффективно проводится лечебное или лечебно-оздоровительное мероприятие.
i
1
1
2
m
i
i
i
i
i
imin
imax
i
i
imax
imin
i
i
1
2
m
i
g
i
T
T
1
2
Способ осуществляется следующим образом: производятся измерения нескольких диагностических признаков x (здесь i=1, 2, …, m, где m - общее число диагностических признаков, желательно максимальное) у пациентов отдельной группы (с приблизительно одинаковыми нозологическими единицами) или у одного пациента несколько раз (или у пациента непрерывно в течение некоторого времени t), которые представляют параметры вектора состояния организма человека (ВСОЧ) x=(x, x, …, x) в m-мерном фазовом пространстве состояний (ФПС). Полученные значения (наборы - компартменты - данных x) по каждому i-му признаку переносят в ФПС (с помощью ЭВМ), в результате чего для конкретной группы больных в ФПС получают наборы точек в виде "облака", которые имеют свои координаты на всех осях x (i=1, 2, …, m) и которые для каждой координаты x имеют свои (при сравнении данных по группе пациентов или группы данных одного пациента при повторах измерений) крайние значения - границы отрезков Δx на осях x, которые обозначаются как грани и содержат левую крайнюю точку x и правую крайнюю точку x, т.е. Δx=D=(x-x). Полученные грани D характеризуют степень флуктуации ВСОЧ по каждой координате x, а вектор D=(D, D, … D) характеризует общую степень флуктуации ВСОЧ в ФПС для данной группы больных (например, перед проведением лечебных мероприятий имеем D, т.е. исходный и D - после проведения мероприятий, на основе мониторинга x в ФПС спустя некоторый промежуток времени τ). Полученные значения всех граней D в ФПС образуют некоторый m-мерный параллелепипед, внутри которого движется ВСОЧ в ФПС для данной группы пациентов (находящихся в тех или иных определенных условиях) или даже конкретного больного (находящегося в конкретных условиях, например перед лечением и спустя некоторое время τ, что может быть и окончанием лечения). Для этих групп данных (или группа больных, или группа данных конкретного пациента) рассчитывается объем m-мерного параллелепипеда V как произведение всех D граней
внутри которого находится квазиаттрактор (КА) движения ВСОЧ в ФПС, который (т.е. Vg) приблизительно будет представлять объем этого КА. Производится расчет  объема КА до лечебного воздействия и после лечения  рассчитывается изменение этих объемов в абсолютных и относительных величинах, т.е. находятся  и  которые являются интегративными показателями степени изменения уровня флуктуации ВСОЧ в ФПС до и после лечения и характеризуют эффективность лечения, т.е. чем эти различия больше, тем эффективность лечения выше.
c
1c
2c
mc
T
Одновременно производится расчет координат вектора x=(x, x, …, x) центра С m-мерного параллелепипеда, представляющего центр квазиаттрактора движения ВСОЧ по формуле
c
Вектор x координат центра КА также является интегративной характеристикой в оценке эффективности проведения лечебных мероприятий, т.к. он изменяется после курса лечения.
S
1S
2S
mS
T
Наконец, производится расчет показателя асимметрии r, который равен расстоянию между центром C квазиаттрактора движения ВСОЧ и центра "масс", т.е. средневзвешенным (центр всех статистических математических ожиданий) x=(x, x, …, x) по формуле
Чем больше r, тем дальше стохастический центр отстоит от хаотического центра (т.е. центра КА).
g
C
Все три определяемые величины (объем квазиаттрактора V, вектор центра x квазиаттрактора и показатель асимметрии r) являются интегральными характеристиками, по которым оценивается эффективность воздействия лечебного или лечебно-оздоровительного мероприятия. Количественная оценка эффективности оценивается или в абсолютных единицах, например, как
g
C
где  - объем квазиаттрактора после воздействия, a  - до воздействия. Фактически ΔV представляет количественную меру изменения уровня флуктуации параметров ВСОЧ для данной группы больных (с одинаковой нозологической единицей) или для данного пациента (в случае повторов измерений). Одновременно используются и относительные изменения, например, определяется   которое в процентах характеризует степень изменения объема квазиаттрактора движения ВСОЧ в ФПС (уровень флуктуации параметров ВСОЧ). Аналогичные сравнения производятся для x и r (в абсолютных единицах и относительных).
g
g
C
Пример 1. Группа детей работников ОАО «Сургутнефтегаз» была вывезена из г.Сургута на Юг РФ для проведения лечебно-оздоровительных мероприятий. Половина детей из этой группы (около 140 человек) были обследованы по параметрам кардиореспираторной системы (КРС) четыре раза: перед отъездом из г.Сургута, сразу после приезда в санаторий, перед отъездом из санатория и сразу после приезда из санатория в г.Сургут. Все четыре группы измерений параметров КРС были обработаны на предмет расчета объема квазиаттракторов V, координат центра КА и показателя асимметрии r. Было установлено, что все параметры ВСОЧ для КРС в рамках статистических изменений не претерпели значимых различий (изменения статистически не достоверны). Однако изменения интегративных параметров V, x и r весьма существенны и они свидетельствуют об эффективности лечебно-оздоровительных мероприятий, что обусловлено снижением уровня флуктуационных процессов по компонентам вектора состояния организма обследуемой группы детей. Конкретно, для диагностики состояния КРС использовался аппарат «Элокс-01С2». Полученные с этого прибора показатели кардиореспираторной системы изучали с помощью вариационной пульсометрии, поскольку важную роль в адаптации организма к внешним воздействиям играют регуляторные механизмы вегетативной нервной системы (ВНС). Наиболее доступным для регистрации параметром, отражающим процессы регуляции с участием ВНС, является ритм сердечных сокращений, динамические характеристики которого позволяют оценить выраженность симпатических и парасимпатических влияний при изменении функционального состояния организма ребенка.
2
Вариабельность сердечного ритма (ВСР) изучали с помощью пульсоксиметра «ЭЛОКС-01С2» и программы «ELOGRAPH» (г.Самара, РФ). Специальным фотооптическим датчиком в положении сидя в течение 5 мин регистрировали мгновенные значения ЧСС, а также величину насыщения гемоглобина крови кислородом (SPO). Для анализа вариабельности сердечного ритма методами временной обработки кардиоинтервалов рассчитывали показатели симпатической (СИМ) и парасимпатической (ПАР) вегетативной нервной системы, индекс напряжения Баевского (ИНБ), а также стандартное отклонение нормальных RR-интервалов (SDNN).
i
g
Изучение параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ в различных условиях внешней среды проводили с помощью созданной программы, обеспечивающей идентификацию параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве, предназначенной для исследования систем с хаотической организацией. Производили расчет координат граней, их длины D объема m-мерного параллелепипеда V, ограничивающего квазиаттрактор, хаотического и статистического центров, а также показатель асимметрии стохастического и хаотического центров. Это давало возможность проследить изменение фазовых характеристик во времени и выяснить скорость изменения состояний системы. Показатели описательной статистики рассчитывали с помощью пакета статистических программ Statistica_6.
Представим сравнительные статистически обработанные характеристики параметров (координат) ВСОЧ испытуемых при выполнении 4-х измерений (до отъезда, сразу после приезда в санаторий, перед отъездом из санатория и после приезда в г.Сургут). Отметим, что статистические данные не дают достоверных различий изучаемых параметров ВСОЧ (табл.1).
Таблица 1
Динамика показателей кардиореспираторной системы мальчиков и девочекХМАО-Югры весной 2007 года по данным вариационной пульсометрии и оксиметрии (X±SD)
Показатели
Сургут (отъезд)
Туапсе (приезд)
Туапсе (отъезд)
Сургут (приезд)
SIM, усл. ед.
3,22±3,1
4,25±4,17
4,3±3,8
2,93±2,8
PAR, усл. ед.
14,0±4,9
12,7±5,5
12,1±5,48<sup>#</sup>
14,5±5,37
HR, уд/мин
87,0±10,2
90,0±11,2
89,3±9,98
84,6±10,1
INB, усл. ед.
46,6±44,3
57,4±53,5
62,8±55,06
45,5±45,3
SPO<sub>2</sub>, отн. ед.
97,84±0,78
97,89±0,85
97,95±0,81
97,77±1,00
SDNN, мс
56,95±20,5
49,8±16,8<sup>#</sup>
48,1±18,1<sup>#</sup>
59,3±23,4
# - p<0,05 по сравнению с отъездом из Сургута
2
Условные обозначения: SIM - параметры активности симпатического отдела ВНС; PAR - параметры активности парасимпатического отдела ВНС; HR-ЧСС; INB - индекс напряжения Баевского; SPO - степень насыщения крови кислородом; SDNN - стандартное отклонение кардиоинтервалов за 5 мин регистрации. Для сравнения с результатами статистической обработки данных представим результаты анализа этих же данных в рамках теории хаоса и синергетики, т.е. в рамках алгоритма заявляемого способа. В табл.2, 3 представлены параметры квазиаттракторов ВСОЧ для обобщенной группы детей (мальчики и девочки) перед отъездом (табл.2) и после приезда в г.Сургут из санатория (табл.3).
Легко видеть существенные различия в параметрах квазиаттракторов ВСОЧ до отъезда в санаторий и после приезда из него. Так, объем параллелепипеда, внутри которого находится квазиаттрактор движения ВСОЧ, до отъезда составлял 1,88E+032, а после возращения из санатория его объем уменьшился на два порядка и составил 3,83Е+030. Показатель асимметрии r также изменился от 33057.2 условных единиц до 10609,8 у.е. после приезда в г.Сургут.
2
2
По трем наиболее характерным координатам ВСОЧ (параметрам порядка), а именно степени насыщения гемоглобина крови кислородом (SPO), показателям симпатической (SIM) и парасимпатической (PAR) вегетативной нервной системы внешний вид аттракторов (в трехмерном пространстве признаков SIM, PAR, SPO) представлен на фиг.1 - показатели параметров квазиаттракторов детей до отъезда в санаторий; на фиг.2 - показатели параметров квазиаттракторов детей после приезда из санатория.
В целом, следует сказать, что анализ параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ более контрастен и разителен, чем традиционный анализ в рамках математической статистики и биометрии.
Уменьшение размеров квазиаттракторов ВСОЧ после приезда (отдыха и лечения в санатории) свидетельствует о снижении уровня флуктуации, т.е. степени разброса параметров ВСОЧ в фазовом пространстве состояний для разных обследуемых групп детей. Отметим, что расширение границ квазиаттракторов сигнализирует о том, что некоторые дети входят в область патологии, которая вполне еще и не проявляется. Однако показатели кардиореспираторной системы уже сигнализируют о неудовлетворительной адаптации, отклонении от нормы. Очевидно, что после приезда из санатория квазиаттрактор ВСОЧ сужается за счет нормализации всех функций организма для всей группы обследованных детей.
2
2
3
2
3
2
3
1
16
2
26
3
29
1
16
2
26
3
29
16
26
29
1
16
2
26
3
29
исх
1 мес
3 мес
1
2
3
исх
1 мес
3 мес
1
2
3
исх
1 мес
3 мес
1
2
3
Пример 2. Группа больных сахарным диабетом 2-го типа проходила лечение (комбинированная терапия препаратами Небилет и Сиофор). Средняя суточная доза препарата Небилет исходно составляла 4,85±0,1 м/сут (от 2,5 до 5 мг/сут), спустя 1 месяц доза достигла значения 4,92±0,07 мг/сут и далее не изменялась. Сиофор исходно суточно 1957±0,08 мг/сут (от 1500 до 2500 мг/сут) и далее не изменялась. Из многомерного фазового пространства были выбраны 3 координаты ВСОЧ, которые были определены как параметры порядка (наиболее важные диагностические признаки). Представлены графические результаты анализа динамики трехмерного фазового пространства на фиг.3, 4, 5 при воздействии внешних управляющих факторов (лечение препаратами Небилет и Сиофор). На фиг.3 представлено положение квазиаттрактора движения ВСОЧ в трехмерном фазовом пространстве состояний (x=x-гликемия натощак моль/л; х=Х-ИМТ кг/м, x=Х-САД мм рт.ст.) до начала лечения (обобщенная группа: мужчины и женщины). Здесь общий показатель асимметрии rX=17.59, объем трехмерного параллелепипеда General V value: 6.40×10. На фиг.4 представлено положение квазиаттрактора движения ВСОЧ в трехмерном фазовом пространстве состояний (x=x-гликемия натощак моль/л; х=x-ИМТ кг/м, х=х-САД мм рт.ст.) через 1 месяц лечебного воздействия (обобщенная группа: мужчины и женщины). Здесь общий показатель асимметрии rX=9.61, объем трехмерного параллелепипеда General V value: 3.64×10. Координатами служат диагностические признаки, существенная значимость которых доказана при решении задачи минимизации размерности фазового пространства с помощью нейро-ЭВМ (гликемия натощак (x=0,652); инднекс Кетле 2 - ИМТ (х=0,358); систолическое артериальное давление - САД (х=0,925)). На фиг.5 представлено положение квазиаттрактора движения ВСОЧ в трехмерном фазовом пространстве состояний (х=х-гликемия натощак моль/л; х=x-ИМТ кг/м, х=х-САД мм рт.ст.) через 3 месяца лечебного воздействия (обобщенная группа: мужчины и женщины). Здесь общий показатель асимметрии rX=12.31, объем трехмерного параллелепипеда General V value: 3.45×10. Анализ выявил закономерное уменьшение объема трехмерного параллелепипеда в процессе комбинированной терапии Небилетом и Сиофором для обобщенной группы больных без тендерного ранжирования. Такая модификация размерности фазового пространства обусловлена достижением близких к целевым значениям гликемии натощак (гликемия=6,76±0,18; гликемия=6,44±0,18; гликемия=6,24±0,15; p<0,001; p<0,01; p<0,001), динамики ИМТ (ИМТ=33,20±0,89; ИМТ=32,11±0,89; ИМТ=32,87±0,87; p<0,001; p<0,001; p<0,001) и уровней САД (САД=152,4±3,1; САД=135,4±2,5; САД=132,7±2,3; p<0,001; p<0,01; p<0,001). Из полученных на ЭВМ фиг.3, 4, 5 видна динамика изменения размеров квазиаттракторов в фазовом пространстве (General V value) в сторону уменьшения, что интегративно количественно характеризует положительный лечебный эффект управляющих воздействий.
Системный анализ параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ в ФПС при изучении эффективности лечебных управляющих воздействий при внедрении новых медицинских технологий обеспечивает принципиально новый интегративный объективный подход в исследовании клинической эффективности сочетанного применения препаратов Небилет и Сиофор для лечения пациентов с артериальной гипертензией на фоне метаболического синдрома в амбулаторно-поликлинических условиях, в частности, анализ динамики параметров квазиаттракторов в трехмерном фазовом пространстве, где координатами служат диагностические признаки, существенная значимость которых доказана при решении задачи минимизации размерности фазового пространства с помощью нейро-ЭВМ (гликемия натощак, ИМТ, САД), выявил закономерное уменьшение объема трехмерного параллелепипеда в процессе комбинированной терапии Небилетом и Сиофором для обобщенной группы больных без тендерного ранжирования. Эта динамика обусловлена достижением близких к целевым значениям гликемии натощак, динамики ИМТ и уровней САД.
Анализ динамики данных квазиаттракторов в двадцатимерном фазовом пространстве у больных СД-2 типа с артериальной гипертензией, получающих терапию препаратами Небилет и Сиофор, также выявил уменьшение размера квазиаттрактора движения ВСОЧ и показателя асимметрии по завершению наблюдения клинического эффекта в сравнении с исходными данными, а также через месяц от начала терапии. Таким образом, долгосрочная терапия Небилетом и Сиофором ("Берлин-Хеми") в аспекте многодисциплинарных подходов в управлении СД-2 рекомендуется для лечения пациентов с артериальной гипертензией на фоне метаболического синдрома в амбулаторно-поликлинических условиях, высокая клиническая эффективность этой терапии доказана с использованием новых методов обработки информации с использованием методов системного анализа и синтеза в рамках анализа параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ в фазовом пространстве состояний.
Таким образом, предлагаемый способ корректировки лечебного или лечебно-оздоровительного воздействия на пациента на базе анализа параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ пациентов до лечения и после лечения в фазовом пространстве состояний, позволяет учитывать максимальное количество диагностических признаков в интегративной форме, что делает полученную информацию более полной, интегративной и учитывающей новые показатели ВСОЧ, а именно оценку флуктуации параметров ВСОЧ в ФПС, что повышает количественную ценность информации и качество определения эффективности лечения.
Если, например,  (объем КА после воздействия) существенно отличается от  до начала лечения (например, различаются на 10% и более), то лечебное воздействие считается эффективным, при этом для каждой нозологической единицы имеются свои величины различий, например, для сахарного диабета 2-го типа эти изменения составляли более 8% после лечения, а для гестозов - более 20%.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Повышение эффективности лечебных и лечебно-оздоровительных процедур.
Снижение затрат на неэффективные лекарства и методы лечения.
Источники информации
1. Способ диагностики артериальной гипертензии, вызванной беременностью (патент RU №2299006 от 26.04.2005).
2. Способ премедикации у пациентов с сердечно-сосудистой патологией в условиях амбулаторного стоматологического приема (патент №2321335 от 10.04.2008 г.).
3. Способ оценки качества жизни для диагностики психического состояния человека (патент RU №2261045 С1 от 09.06.2004).
4. Способ определения качества жизни пациента в раннем послеоперационном периоде (заявка на изобретение RU №2004101317 A от 15.01.2004 - прототип).