Актуальные фрагменты патофизиологии сердечно-сосудистой системы

01 Февраля в 12:40 3345 0


Функция сердечно-сосудистой системы

Основной функцией сердечно-сосудистой системы (ССС) является доставка крови к тканям и органам. Оценивается следующими показателями: объемной скоростью крови, перфузирующей ткани (общей или в отдельных органах), давлением и/или объемом крови в основных резервуарах (артериальном, венозном, легочном артериальном, легочном венозном) и, если необходимо, то в других органах или сосудистых участках (табл. 1).

Таблица 1
Оценки функции сердечно-сосудистой системы


ПоказателиОбозначенияРазмерностиПример количественных оценок*
Минутный объем кровиМОКЛ «МИН»14,35
Сердечный индексСИЛ«МИН»М22,46
Артериальное давление, среднееАДмм рт.ст.79
Артериальное давление систолическоеАДСмм рт.ст.120
Артериальное давление диастолическоеАДДмм рт.ст.60
Легочное артериальное давлениеЛАДмм рт.ст.10,3
Легочное артериальное давление систолическоеЛАДСмм рт.ст.20,5
Легочное артериальное давление диастолическоеЛАДЦмм рт.ст.5,3
Венозное давлениеВДмм рт.ст.3,2
Легочное венозное давлениеЛВДмм рт.ст.6,3

* Пример количественных оценок взят из данных реального мониторно-компьютерпого контроля в раннем послеоперационном периоде больного после АКШ и резекции аневризмы левого желудочка.

Структура

 В соответствии с реальным клиническим контролем в подавляющем большинстве случаев приходится в настоящее время ограничиваться 8-элементной схемой, представленной на рис. 1. Отдельно могут быть приняты во внимание элементы более детальной структуры (коронарный и мозговой кровотоки, функция предсердий, влияние гравитации и т.п.). В конкретной ситуации это бывает полезным. В общем случае не удается, опираясь на реальный контроль, объединить их в целостную систему и включить в конструктивную структуру знаний. На рис. 2 представлена схема ССС, оценку параметров которой можно выполнить в современном физиологическом эксперименте.

Элементы. При 8-элементном рассмотрении кровообращение представляется одним замкнутым кругом (см. рис. 1), который объединяет следующие элементы (резервуары): левое сердце, артериальный резервуар, микроциркуляторное ложе, венозный резервуар, правое сердце, легочные артерии, капилляры легких, легочные вены.

serdc_030.jpg
Рис. 1. Структурная схема сердечно-сосудистой системы.
Ее элементы соответствуют подсистемам кровообращения: левое сердце, артериальный резервуар, микроциркуляторное ложе, венозная система, правое сердце, легочная артерия капилляры легких, легочные вены. Представлены в виде кружков. Изменение состояния подсистем кровообращения отражается на схеме изменением диаметров соответствующих им кругов. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в целом отображается расстояниями от центра большого круга до элементов. Эти расстояния соответствуют величинам кровотоков и давлений.

Связи между элементами отражают градиенты давлений (между артериальным и венозным резервуарами, легочной артерией и легочной веной) и объемные скорости кровотока (дуги на схеме между элементами представляют соответствующие объемные скорости). При детальном отображении можно учесть саморегуляцию элементов, спинальную, а также гуморальную и центральную регуляцию (см. рис. 2).

serdc_031.jpg
Рис. 2. Детализированная структурная схема кровообращения.
По часовой стрелке: ЛП - левое предсердие, ЛЖ - левый желудочек, А - артерии, АГ - артерии головы, AT- артерии тела, ТГ - ткани головы, ТТ - ткани тела, ВТ - вены тела, ВГ - вены головы, ПП - правое предсердие, ПЖ - правый желудо чек, ЛА - легочные артерии, ЛК - капилляры легких, ЛВ - легочные вены, ВВЦ - высший вегетативный центр, ССЦ - сердечно-сосудистый центр.

Свойства

Функцию кровообращения обеспечивают свойства ее элементов. Контрактильная способность, диастолическая податливость и частота сокращений (ЧСС) левого и правого желудочков сердца определяют их насосные способности (КЛ и КП), создают поток и давление крови. Сопротивление и разветвление сосудов, их эластические свойства (ЭВ, ЭА, ЭЛВ, ЭЛА), податливость, вязкие свойства крови вместе с сечением и длиной сосудистого русла создают препятствие кровотоку (ОПС, ОЛС). Эти же свойства обеспечивают возможность управления величиной и распределением потока между органами и тканями. Функция сердечно-сосудистой системы определяется также объемом циркулирующей крови (ОЦК) (в табл. 2 даны количественные оценки свойств ССС, их ориентировочные значения).

Таблица 2
Оценки свойств сердечно-сосудистой системы


ПоказателиОбозначенияПример количественных оценок*
Насосный коэффициент левого желудочкаКЛ7.0
Насосный коэффициент правого желудочкаКП10,4
Общее периферическое сопротивлениеОПС2439
Общее легочное сосудистое сопротивлениеОЛС135
Эластичность артерийЭА0,24
Эластичность венЭВ83
Эластичность легочных артерийЭЛА1,19
Эластичность легочных венЭЛВ12,4
Изменение объема циркулирующей кровиАоцк+ 113
Частота сердечных сокращенийЧСС89
Период сокращения сердцаТ0,67
Поверхность телаS1,77

* Пример количественных оценок взят из данных реального мониторно-компьютерного контроля в раннем послеоперационном периоде больного после АКШ и резекции аневризмы левого желудочка.

Законы и закономерности кровообращения

Взаимоотношения между оценками свойств и функциями определяются физиологическими соотношениями (закономерностями), в той или иной мере строго установленными для сердечно-сосудистой системы человека. Например, закон Старлинга устанавливает, что выброс правого сердца при одинаковых всех прочих условиях тем больше, чем больше конечный диастолический объем сердца.

Система закономерностей. Один закон или произвольно выбранный набор закономерностей кровообращения ни в коей мере не определяет функцию сердца и сосудов. Ниже приведен перечень полной и непротиворечивой системы закономерностей, ориентированной на кардиохирургичсскую интенсивную терапию.

- Гетеро- и гомеометрическая зависимости по Н. М. Амосову с соавторами. При исследовании собственно сердца (относительно ударного объема и при возможности контроля объемов желудочков) нужно опираться на закон Э. Старлинга (1899, 1911-1918 гг.).
- Закон Пуазейля (1846 г.) для произвольного участка сосудистого русла (часто по аналогии с электрической цепью ссылаются на закон Ома). При исследовании динамики нужно, как правило, учитывать инерционность.
- Модель Франка (1885 г.) для артериального резервуара, адаптированная к произвольному эластическому сосудистому участку.
- Баланс объема крови в ССС.
- Закон изменения объема крови в участке (элементе) ССС.
- Саморегуляция тканевого кровотока.
- Гомеостаз кровяного давления.
- Закон Лапласа для представления тонкостенной и толстостенной полостей сердца, в зависимости от детализации.
- Структура рабочего элемента (полоски) мышцы сердца.
- Зависимость возбуждения от состояния миокарда.
- Сопряжение возбуждения с сокращением.
- Соотношение градиента давления и потока через клапаны сердца.
- Условия статики.

Перечень включает закономерности и характеристики кровообращения, общерегуляторные отношения. Жирным шрифтом обозначены характеристики, которые, безусловно, необходимо учитывать при построении 8-элементной модели, ориентированной на кардиохирургическую интенсивную терапию. С использованием этих характеристик и схемы, приведенной на рис. 1, в следующем разделе построена модель кровообращения.

«Придет время - пусть отдаленное, когда математический анализ, опираясь на естественно-научный, осветит величественными формулами уравнений все эти уравновешивания, включая в них, наконец, и самого себя».
И. П. Павлов.

Математическая модель кровообращения. Обычно клиницист исходит из очевидных и глубоко содержательных предположений. Сердце выбрасывает тем больше крови в аорту (легочную артерию), чем: а) лучше его насосная способность; б) больше подпор из вен; в) чаще оно сокращается, а при низкой сократительной функции - ниже (в физиологических пределах) давление в аорте и/или легочной артерии (см. рис. 2), т.е. СИ=1Ш*ЛВД=КП*ВД, где КЛ=КП=К(ЧСС, АД, ЛАД). В своей сущности эти зависимости соответствуют результатам исследований Э. Старлинга, С. И. Сарнова, Е. Н. Зонненблика, II. М. Амосова, К. Сагавы.

В клинике отношения СИ(ВД), СИ(АД), СИ(ЛАД) или СИ(ЛВД) соответствуют отмеченным выше экспериментальным статистическим зависимостям только при условии постоянства или несущественной вариации инотропной функции сердца и ЧСС.

Если согласиться с тем, что давление заполнения полости желудочка пропорционально конечно-диастолическому объёму, то насосный коэффициент можно принять пропорциональным фракции изгнания.

Чрезмерное снижение насосной способности сердца (уменьшение КЛ и/или КП) приводит к тому, что увеличение венозного подпора уже не даёт эффекта, а при очень тяжелом состоянии может приводить к уменьшению сердечного выброса. С другой стороны, существенное снижение венозного подпора не позволяет поднять сердечный индекс путём увеличения насосной способности сердца (увеличением К), например, с помощью кардиотоников. При венозном давлении, близком к нулю, стимуляция сердца может давать отрицательный эффект, увеличивая нагрузку но не увеличивая сердечный выброс. Этими условиями определяются границы линейной интерпретации экспериментов Э. Старлинга. При необходимости более детальных исследований (например динамики) закон Старлинга должен быть, в соответствии с результатами Н. М. Амосова, дополнен динамическими отношениями.

Все сказанное относится как к левому, так и к правому желудочкам, но количественные оценки будут иными. В некоторых ситуациях в модели правого или левого сердца приходится вносить структурные изменения. Например, при анализе состояния больных после операции Фонтена, при значительной гипертонии, аритмии и т.п. Однако и в этих состояниях качественные характеристики влияния венозного подпора, артериального давления и частоты на работу сердца сохраняются.

Перейдём теперь к рассмотрению артериального резервуара. Давление в артериальном резервуаре отвечает представлениям, развитым О. Франком (1895 г.) и усовершенствованным многими исследователями, например X. Р. Уорнером. Будем считать, в согласии с этими представлениями, что АД тем выше, чем меньше эластичность артериального резервуара и чем больше объём (VA) растягивающей резервуар крови: A(t)=[VA(t)-UA]/3A. UA - объём крови, заполняющий, но не растягивающий сосуды артериального резервуара.

Нелинейные отношения и динамические составляющие могут быть учтены, если того требует задача. Это было сделано многими авторами. На рис. 1 величина артериального давления соответствует расстоянию от центра к кругу, отображающему артериальный резервуар. Состояние артериального резервуара (размер кружка на схеме) определяется эластичностью (ЭА). Эластичность определяется линейными, а при необходимости учесть нелинейность - экспоненциальными либо логистическими отношениями между давлением и объёмом. Прежде чем рассмотреть следующую подсистему (периферические сосуды), отметим, что аналогично артериальному описываются и отображаются венозный, лёгочный артериальный и лёгочный венозный резервуары. Роль нелинейности особенно существенна для венозного резервуара, и адекватность линейных отношений здесь должна тщательно контролироваться.

Перейдем к периферическому сосудистому руслу. Представления о прямой зависимости минутного объема крови (МОК) от разности между артериальным (АД) и венозным (ВД) давлениями и об обратной пропорциональности дренирующего ткани кровотока (из артерий в вены) величине общего периферического сопротивления (ОПС) давно используются в клинике: МОК = (АД - ВД)/ОПС. Почти так же часто используют величину общелёгочного сопротивления: МОК = (ЛАД - ЛВД/ОЛС для характеристики сопротивления кровотоку капиллярной системы лёгких. На схеме рис. 1 радиусы соответствующих кружков (расположены сверху и снизу вертикального диаметра) характеризуют величины сопротивлений. Радиусы, составляющие вертикальный диаметр, отражают кровоток, дренирующий капилляры большого круга и лёгких.

Мы рассмотрели соотношения оценок функции и свойств для всех восьми подсистем ССС. Каждая из них описана крайне упрощённо. По сути, дана лишь качественно верная характеристика процесса. Однако это описание имеет то преимущество, что относительно функции кровообращения в нём учтены все составляющие систему элементы и отношения. Это преимущество имеет для нашей задачи решающее значение перед детальными, но не системными исследованиями.

Чтобы получить замкнутую (полную) систему, учтём уравнение, относящееся ко всем восьми элементам. Объём циркулирующей крови (V) равен сумме объёмов всех резервуаров: артериального (VA), венозного (VB), лёгочного артериального (VJIA) и лёгочного венозного (VJIB): V=VA + VB + VJIA + VJ1B. Дополнительно нужно учитывать кровопотерю, крововосполнение, обмен жидкостью сосудистой системы с интерстицием и диурез. В клинической практике принято учитывать вес и площадь поверхности тела больного. Для этого МОК и оценки свойств относят к поверхности тела (S) (см. табл. 1, 2). Поверхность тела принято вычислять исходя из роста (Н) и веса (W) больного, по формуле S = 0,007124 * W0425 * Н 0,723.

Введённые соотношения составляют совместную и полную модель замкнутой сердечно-сосудистой системы. Она, вместе со специфическими для конкретной нозологии условиями, позволяет по реально измеряемым показателям найти оценки свойств и, наоборот, по заданному набору свойств вычислить показатели функции сердечно-сосудистой системы. Разность между вычисленными и измеряемыми значениями составляет суммарную погрешность контроля, вычислений и теоретических представленийПри необходимости могут быть использованы математические описания общих регуляторных отношений, детальной кардиодинамики и легких.

Таблица 3
Формулы предварительного расчета оценок свойств


№ пп.Название показателяОбозначенияФормулы предварительного расчета
1Коэффициент функционального состояния левого сердцаКЛКЛ = 16.67.СИ/ЛВД
2Коэффициент функционального состояния правого сердцаКПКЛ = 16.67.СИ/ВД
3Общее периферическое сопротивлениеОПСОПС =79,92.(АД - ВД)/СИ
4Общее легочное сопротивлениеОЛСОЛС = 79,92.(ЛАД - ЛВД)/СИ
5Эластичность артериального резервуараЭАЭА = ЮОО.СИ/[(АДс - АДЛ)«ЧСС]
6Эластичность легочного артериального резервуараЭЛАЭЛА = 1000.СИ/[(ЛАДС - ЛАДД).ЧСС]
7Эластичность венозного резервуараЭВЭВ = (V/S - АД.ЭА - ЛАД.ЭЛА - ЛВД.ЭЛВ)/ВД
8Эластичность легочного венозного резервуараЭЛВЭЛВ = (V/S - АД.ЭА - ЛАД.ЭЛА)/(ЛВД + В»ВД)
9Общий напряженный объемОНОV, = 762,5*S; S = 0,007124.W°-425.H0-723


Здесь: с - систола, д - диастола, S - поверхность тела, Н - рост и W - вес больного, В - коэффициент размерности.

Первые приближения значений эластичности также можно высчитать по формулам, (табл. 3, пункты 6-9), отражающим линейную интерпретацию закона Гука для эластического резервуара, предложенного О. Франком в 1895 г. Это описание используют многие авторы.

Для уточнения оценок свойств мы используем метод оптимизации невязки измеряемых и получаемых по модели показателей функции кровообращения. При этом КЛ, КП, ОПС и ОЛС выбирают в пределах погрешности измерения, а ЭА, ЭВ, ЭЛА, ЭЛВ и ОЦК - ищут в пределах ошибки среднего. В целом невязка будет определяться функционалом:

serdc_032.jpg

Для оптимизации используются методы n-мерной решётки, приведённого градиента, Ньютона и Симплекс-метод (наша технология позволяет использовать по выбору любой из них либо применять последовательно, используя диалог с ЭВМ).

При возможности гиповолемии или дилатации емкостных сосудов можно, опираясь на гемогидробалапс, выяснить вклад нарушения тонуса венозной системы и кровопотери в изменение величины эластичности вен, т.е. разделить истинно волемическую и сосудистую гиповолемию. Для тех ситуаций, когда количественные оценки имеют решающее значение, подбор эластичностей и оценок ОЦК может быть выполнен на основе более адекватного описания сосудистых резервуаров, а также дополнительной оптимизации оценок параметров. В процессе диагностики нужно учитывать не только индивидуальные количественные оценки и их системы, но, в первую очередь, непосредственный клинический опыт, как и обобщенные статистические показатели.

Воздействия

Измеряемые показатели зависят не только от состояния контролируемой системы организма, но и от тех воздействий, которые приложены извне и изнутри. К ним относятся крововосполнение и кровопотеря, действие лекарственных препаратов, анестезия, ИК, ИВЛ, операционная травма, внутрипищеводная эхография, контрпульсация, санация легких, изменение состава крови, аллергены, почечная и дыхательная недостаточность, гипотермия, кардиоплегия и др.

Процессы в смежных системах организма

Особо должны быть выявлены и учтены физиологические реакции и патологические процессы в смежных подсистемах: дыхания, ЦНС, гормональной системе, системе крови, почках, системе терморегуляции, иммунной и др. Фундаментальное решение состоит в использовании математических моделей этих систем. Сейчас такие модели созданы для дыхания, терморегуляции и, частично, для центральной и гормональной регуляции сердечно-сосудистой системы. Однако комплексное исследование этих систем пока ограничено (см. работы Цховребова С. В., Потёмкиной Н. С, Газизовой В. Ш., Амосова Н. М.). При невозможности использования моделей нужно учитывать те влияния, которые оказывают смежные системы на непосредственно исследуемые.

Возмущения и помехи (дыхание, аритмия, положение тела, судороги, спазмы, измерительные помехи, неопределённости времени, обработки и фильтрации). Желательно, чтобы они не допускались (например, не допускать тромбирования катетеров, ухудшения контакта электродов с кожей, измерения во время изменения положения тела и т.п.). Если это не удаётся, то помехи, возникшие во время измерений, необходимо указывать (фиксировать изменения положения тела, влияние дыхания и волн третьего порядка на гемодинамику и т.п.). Затем измерения, производимые во время возмущающих воздействий, учитывать (исключать) при определении показателей, характеризующих норму.

Клинико-математическая классификация нарушений кровообращения

При классификации остроразвивающихся процессов необходимо учитывать скорость, тяжесть, причинно-следственные связи, степень компенсации, а также прогноз. Для решения этих задач предложены и используются классификации Стражеско-Василенко-Ланге (1926-1940 гг.), классификация Нью-Йоркской ассоциации кардиологов (1973 г.), алгоритм Д. Кирклина (1970 г.), клиническая классификация острой недостаточности кровообращения после операций на сердце В. И. Бураковского (1967 г.), классификация послеоперационной недостаточности кровообращения Р. Н. Лебедевой (1979 г.), подразделение острых состояний больных после операций на сердце М. В. Бреймбриджа (1981 г.), подразделение острой сердечной недостаточности Г. М. Соловьева (1982 г.) и др. Само количество их показывает отсутствие конструктивного принципа выделения классов и форм нарушения кровообращения.

Главные недостатки предложенных на сегодня классификаций состоят в следующем:
- неполнота выделяемых классов:
- наличие области пересечения между ними и, как следствие, противоречивость;
- отсутствие различия между базисными классами и их сочетаниями.

Разработанная в НЦССХ обобщающая уже известные клинико-математическая классификация непротиворечива и полна относительно системы законов кровообращения. Каждый вид базисных нарушений соответствует такому свойству сердечно-сосудистой системы, изменение которого внесло наибольший вклад в нарушение функции (рис. 3).

serdc_033.jpg
Рис. 3. Классификация острых нарушений кровообращения.
Каждому базисному виду нарушений соответствует одно его обуславливающее свойство ССС.

Классификация выделяет три наиболее крупные независимые причины патологических изменений в ССС:
- нарушения сердечной деятельности;
- изменение состояния сосудов;
- изменение состава и количества крови.

Внутри этих классов имеет место видовое подразделение причин нарушений кровообращения. Нарушения, обусловленные недостаточностью сердца, подразделяются на лево-и правожелудочковые. Количественной мерой является насосная способность.

Патологические изменения эластичности артериального резервуара, легочных артерий, а также венозного ложа большого круга кровообращения и легочных вен обуславливают развитие нарушений кровообращения сосудистого генеза (оценивается эластичностью).

Изменение сопротивления сосудистого русла большого и малого кругов кровообращения, как и изменение эластичности, определяет нарушения сосудистого генеза. Эти нарушения оцениваются соответственно общим периферическим и общим легочным сопротивлением (см. рис. 3).

Нарушения кровообращения, обусловленные изменением объема и состава крови, подразделяются на гипо- и гиперволемию, нарушения вязкости и кислородной емкости. В сердечно-сосудистой хирургии особенно часты нарушения объема крови. Они оцениваются величиной гемогидробаланса.

Сложные расстройства характеризуются сочетанием перечисленных выше базисных нарушений кровообращения. Для более подробного рассмотрения каждого вида нарушений, например, свойств крови, состояния сосудов, сердечной деятельности и т.п., нужно прибегнуть к моделям этих подсистем. Например, чтобы детально исследовать нарушения функции сердца, можно использовать Внутрипищеводную эхокардиографию и/или математический анализ ритма сердца. В результате, как и для системы кровообращения, будет найдено свойство, оказывающее наибольшее влияние на изменение функций сердца. Такая разработанная в ПЦССХ классификация нарушений кровообращения сердечного генеза приведена па рис. 4.

Трудности восприятия при отображении результатов в табличном виде. С 1975 г. интеллектуальные технологии использовались в реанимационном отделении ПЦССХ им. Л. П. Бакулева. Была получена существенная клиническая эффективность: решались задачи разгрузки левого и правого желудочков сердца, ранней экстубации больных, оценки действия лекарственных препаратов, коррекции состояния больного в ходе операции и послеоперационном периоде и др.

serdc_034.jpg
Рис. 4. Классификация острых расстройств сердечной деятельности.
Каждому базисному виду нарушений соответствует одно определяющее его свойство миокарда. Здесь: R - сопротивление, С - эластичность (податливость), U -тонус, J - сократимость, s - систола, d - диастола, Т- период сокращения, т - время от начала сокращения, t - время.

Вместе с тем, со временем были выявлены недостатки табличного представления данных на дисплее. Трудность восприятия информации в табличном виде состояла в том, что приходилось каждый раз переключать внимание от больного к анализу цифр на дисплее (рис. 5).

serdc_035.jpg
Рис. 5. Отображение на экране мониторно-компьютерной системы результатов анализа патофизиологических отношений в сердечно-сосудистой системе (больная В., печать экрана).
В первом столбце даны обозначения функций (верхняя таблица) и свойств (нижняя таблица). Во втором столбце даны значения показателей; в третьем - средние значения по благополучным больным с такой же нозологией; в четвертом - отклонения показателей наблюдаемого больного от опорных (показывают, во сколько раз текущие значения больше благополучных, если при числе стоит знак «плюс», и меньше, если знак «минус»). Выбранная для анализа (наиболее изменённая) функция дана темно-серой строкой, выделяющей (в столбцах) текущее значение, норму и отклонение. Пятый столбец в верхней рамке показывает, как изменится каждая из оценок функции при нормализации выбранного на этом шаге свойства, т.е. имеет прогностическое значение. Выбранное для нормализации свойство (оказавшее наибольшее влияние на наиболее изменённую функцию) выделено темно-серой строкой в нижней таблице. Пятый столбец в этой же таблице показывает вклад каждого свойства в изменение наиболее изменённой функции. Анализ соотношений между ОЦК, эластичностью вен и частотой сокращений требует вызова специальной подпрограммы. Справа вверху приводятся выбранные на текущем шаге анализа свойства и функции. Справа внизу указано минимальное принимаемое за значимое отклонение функции (порог отклонений). Там же дан порог значимых, принимаемых во внимание анализом изменений функции. Нижняя строка меню определяет меню программы, а именно: следующий шаг анализа; возвращение к предыдущему шагу; изменение функции; изменение свойства; автоматический вывод диагноза; установку порогов; переход к табличному представлению данных; вывод на схему абсолютных, относительных величин или «норм»; вывод схемы и данных на печать; переход к главному меню.

Определив скорость и объем информации, поступающей на дисплей, мы убедились, что они находятся на грани и даже превышают психофизиологические возможности восприятия символьной информации интенсивно работающим человеком. Естественное решение состояло в дополнении количественного анализа отображением состояния больного в виде наглядного образа. Так возникла идея разработки экранных (компьютерных) образов основных расстройств кровообращения. При этом оказалось возможным сохранить достоинства количественного анализа и имитационных исследований.

Образы нарушений кровообращения

Чтобы образ был лаконичен и прост и в то же время повторял морфофункциональную организацию кровообращения, необходимо включить в него лишь самые существенные характеристики. Кроме того, образ для клинических целей должен в реальном времени отражать текущее и желаемое состояния сердечно-сосудистой системы, а также связь между состоянием и лечением.

В то же время современный клинический мониторинг может обеспечить наблюдаемость лишь наиболее простой морфофункционалыюй схемы (см. рис. 1). В теоретических и экспериментальных исследованиях были рассмотрены как более простые, так и более сложные (см. рис. 2) схемы. Исходя из этих посылок, сейчас для мониторинга целесообразно использовать рассмотренную ранее 8-элементную (4-резервуарную) схему. Она включает: левое сердце, артериальный резервуар, микроциркуляторное ложе, венозную систему, правый желудочек, лёгочную артерию, капилляры легких, лёгочные вены (см. рис. 1) и, для специальных исследований, бульбарный центр (см. раздел «Структура»). Элементы расположены по кругу, который объединяет большой (системный) и малый (легочный) круги кровообращения; бульбарный центр при его включении в схему располагается в центре. Каждый отдельный элемент (левый желудочек сердца, артериальный резервуар и т.п.) представлен кружком, величина которого отражает количественное значение свойства, обеспечивающего функцию этого элемента. Например, насосный коэффициент левого сердца, эластичность артериального резервуара, проводимость периферического ложа и т.д.

Для характеристики свойств используют относительные величины, поэтому все 8 кружков в норме, т.е. для опорных значений, одинаковы (см. рис. 1 и рис. 6). Расстояния от центра объединённого (большой и малый) круга кровообращения до центров кружков, представляющих подсистемы (элементы) системы кровообращения, отражают составляющие функции сердечно-сосудистой системы. Например, расстояние от центра большого крута до центра кружка, представляющего левый желудочек сердца, соответствует кровотоку из сердца в аорту (основной функции левого желудочка сердца). Далее, по часовой стрелке: артериальное давление представлено расстоянием от центра к «артериальному резервуару», затем дренаж крови через ткани, т.е. поток из артериального резервуара в венозную подсистему, представлен расстоянием от центра к периферическому ложу и т.д.

В статике все потоки соответствуют сердечному индексу (в динамике имеют различные значения). Радиусы подсистем для «нормы» одинаковы, так как используются относительные значения. Поэтому для нормы любой выбранной нозологии радиусы малых кружков будут иметь одинаковые размеры и будут расположены по окружности на одинаковом расстоянии от центра. При патологии свойства изменятся (например, упадёт насосный коэффициент сердца, возрастёт ОЛС). Соответственно, изменятся размеры малых кружков, наглядно отображая величины, направления и соотношения этих изменений (рис. 6). Изменения свойств определяют динамику функции сердечно-сосудистой системы.

serdc_036.jpg
Рис. 6. Образ патофизиологических отношений в сердечно-сосудистой системе (больная В.), копия экрана.
Состояние кровообращения больной отражается размером и формой схемы (индивидуализированная модель) синего цвета, которая наложена на схему «благополучного больного» (норма) серого цвета. Числа показывают, во сколько раз уменьшилась (перед числом стоит знак «минус») или увеличилась («плюс») соответствующая величина по сравнению с нормой. СИ (расстояние от центра к левому сердцу) снижен в 1,5 раза, артериальное давление (расстояние от центра к артериальному резервуару) близко к норме (повышено в 1,14 раза), венозное давление (расстояние от центра к венозному резервуару) повышено в 1,7 раза, лёгочное артериальное и лёгочное венозное давления выше благополучных значений (в 1,5 и 1,76 раза). Рассматривается статика, поэтому средний кровоток из левого сердца, через сосудистое ложе большого круга и из правого сердца, а также через лёгкие одинаков. Насосная способность левого и правого желудочков сердца снижена (уменьшены размеры соответствующих кружков, расположенных на горизонтальном диаметре, в 2,6 и 2,4 раза соответственно). Сосудистое сопротивление повышено (соответствующие кружки, расположенные на вертикальном диаметре, увеличение в 1,6 и 1,8 раза). Снижена в 1,76 раза эластичность вен. Падение СИ не привело к снижению АД, так как повысилось ОПС. Резкое падение функции правого сердца не привело к критическому падению СИ, так как одновременно снизилась эластичность (ёмкость) венозного резервуара и это привело к увеличению венозного подпора. Справа внизу указаны: минимальное принимаемое за значимое отклонение оценок функции (порог отклонений) и достаточная для продолжения анализа величина разности сравниваемых оценок функции. Вверху - время измерения. Внизу дано меню: «следующий шаг анализа», «возвращение в предыдущее состояние», «выбор анализируемой функции», «выбор анализируемого свойства», «автоматический вывод диагноза», «установка порогов», «переход к табличному представлению», «выбор абсолютных или относительных величин», «печать экрана» и «переход к главному меню».

Все восемь расстояний от центра большого круга к каждому свойству представляют состояние гемодинамики. Конфигурация периметра схемы (отражающая функцию) и соотношения размеров кружков (отражающих свойства) дают вместе образ патофизиологических отношений (см. рис. 6). Поставленные у соответствующих элементов образа (линий и кружков) числа конкретизируют количественные отношения (по желанию представляются абсолютные значения, относительные и нормы). Цветом подчёркиваются качественно различные процессы (патологические, компенсаторные, лечебные) и критические изменения.

Рассмотрим теперь те средства, которые нужны для выполнения такого патофизиологического анализа в ходе интенсивной терапии.

Лищук В. А.
Похожие статьи
показать еще
 
Сердечно-сосудистая хирургия