Система визуального отображения изменения физиологического состояния пациентов с хроническим нарушением сознания

Предмет исследования. В медицине критических состояний остро стоит вопрос восстановления состояния пациентов с хроническим нарушением сознания — вегетативное состояние и состояние минимального сознания. Подобные состояния развиваются у пациентов после комы и характеризуются наличием бодрствования при полном или практически полном отсутствии признаков целенаправленного поведения. Регистрация мелких рефлексов и сигналов организма позволяет персоналу наблюдать за изменением физиологического состояния пациента, эффективностью курса лечения и требует непрерывного процесса контроля состояния, что не всегда возможно ввиду высокой загруженности персонала. В связи с этим наиболее эффективно применение системы отображения состояния пациента с возможностью передачи данных в режиме реального времени. Устройство отображения должно быть безопасным, мобильным, не ограничивать движение пациента и не оказывать на пациента негативное воздействие. Метод отображения интуитивно должен быть понятным и наглядным для более оперативного принятия решений. Метод. Основными элементами системы визуализации являются датчики на теле пациента и модули: управления, визуального отображения и передачи данных. В качестве элементов отображения применены RGB светодиодные ленты Arlight 5060 с пиксельной адресацией, закрепленные на тканевой хлопковой подложке. Объект визуального отображения представляет собой четыре слоя: пододеяльник с нижней и верхней сторонами, шерстяное одеяло и хлопковую подложку со светодиодными лентами. Выполнена оценка нагрева предлагаемой системы визуального отображения состояния пациентов и проведено сравнение полученных результатов с максимально допустимым нагревом кожи человека. Основные результаты. Оценка теплового режима выполнена путем моделирования в программном пакете COMSOL Multiphysics методом конечных элементов. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальным исследованием с помощью контактного измерителя температуры Centre 304 и инфракрасной камеры Optris PI 640i. Подтверждена безопасность системы. Предложены сценарии свечения индикаторов для снижения теплового воздействия. Практическая значимость. Предложенная система мониторинга может быть актуальна при наблюдении за физиологическим состоянием пациентов, находящихся в отделениях реанимации и интенсивной терапии. Внедрение системы поможет наблюдать за изменением физиологического состояния и повышать шансы пациента по выходу из хронического состояния.

1. Teasdale G., Jennett B. Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale // The Lancet. 1974. V. 304. N 7882. P. 81–84. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(74)91639-0

2. Folstein M.F., Folstein S.E., McHugh P.R. “Mini-mental state”: A Practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician // Journal of Psychiatric Research. 1975. V. 12. N 3. P. 189– 198. https://doi.org/10.1016/0022-3956(75)90026-6

3. Guger C., Allison B., Kammerhofer A., Guttmann F., Von Oertzen T.J., Spataro R., La Bella V., Annen J., Laureys S., Heilinger A., Ortner R., Cho W. MindBEAGLE – A new system for the assessment and communication with patients with disorders of consciousness and complete locked-in syndrom // Proc. of the IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC). 2017. P. 3008–3013. https://doi.org/10.1109/SMC.2017.8123086

4. Thibaut A., Chatelle C., Stender J., Demertzi A., Bernard C., Hustinx R., Laureys S., Bruno M.-A. PET imaging in altered states of consciousness: Coma, sleep, and hypnosis // PET and SPECT in Neurology. 2014. P. 965–986. https://doi.org/10.1007/978-3-642-54307-4_47

5. Brain Function and Responsiveness in Disorders of Consciousness / ed. by M.M. Monti, W.G. Sanita. Springer, 2016. P. 1–6. https://doi.org/10.1007/978-3-319-21425-2

6. Cruse D., Chennu S., Chatelle C., Bekinschtein T.A., FernándezEspejo D., Pickard J.D., Laureys S., Owen A.M. Bedside detection of awareness in the vegetative state: a cohort study // The Lancet. 2012. V. 378. N 9809. P. 2088–2094. https://doi.org/10.1016/S0140- 6736(11)61224-5

7. Li X., Tan X., Wang P., Hu X., Dong Y., Zhang X., Luo B. Chronic disorders of consciousness: a case report with longitudinal evaluation of disease progression using 7 T magnetic resonance imaging // BMC Neurology. 2020. V. 20. P. 396. https://doi.org/10.1186/s12883-020-01973-0

8. Kremneva E., Sergeev D., Zmeykina E., Legostaeva L., Piradov M. Chronic disorders of consciousness: role of neuroimaging // Journal of Physics: Conference Series. 2017. V. 886. P. 012011. https://doi.org/10.1088/1742-6596/886/1/012011

9. Cain J.A., Spivak N.M., Coetzee J.P., Crone J.S., Johnson M.A., Lutkenhoff E.S., Real C., Buitrago-Blanco M., Vespa P.M., Schnakers C., Monti M.M. Ultrasonic thalamic stimulation in chronic disorders of consciousness // Brain Stimulation. 2021. V. 14. N 2. P. 301–303. https://doi.org/10.1016/j.brs.2021.01.008

10. Бакулин И.С., Кремнева Е.И., Кузнецов А.В. и др. Хронические нарушения сознания / под ред. академика РАН М.А. Пирадова. М.: Горячая линия — Телеком, 2020. 288 с. https://doi.org/10.25780/0006

11. Пирадов М.А., Супонева Н.А., Сергеев Д.В., Червяков А.В., Рябинкина Ю.В., Синицын Д.О., Пойдашева А.Г., Кремнева Е.И., Морозова С.Н., Язева Е.Г., Легостаева Л.А. Структурнофункциональные основы хронических нарушений сознания // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2018. Т. 12. № 5. С. 6–15. https://doi.org/10.25692/ACEN.2018.5.1

12. Янковская Л.В., Пицко Д.В. Мониторинг в кардиологических блоках интенсивной терапии // Международный журнал сердца и сосудистых заболеваний. 2016. Т. 4. № 12. C. 52–62.

13. Degtiareva S.A., Kondratieva E.A., Smirnova I.G., Polukhin I.S., Andreev Y.S., Bougrov V.E. Visual control and data transmission system by Li-Fi technology for patients in a vegetative state/ unresponsive wakefulness syndrome and minimally conscious state // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1697. P. 012172. ttps://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012172

14. Lovik R.D., Abraham J.P., Sparrow E.M. Surrogate human tissue temperatures resulting from misalignment of antenna and implant during recharging of a neuromodulation device // Neuromodulation. 2011. V. 14. N 6. P. 501–511. https://doi.org/10.1111/j.1525-1403.2011.00396.x