Мониторинг (медицина)

В медицине мониторинг — это наблюдение за заболеванием, состоянием или одним или несколькими медицинскими параметрами с течением времени.

Это можно сделать путем постоянного измерения определенных параметров с помощью медицинского монитора (например, путем постоянного измерения показателей жизнедеятельности с помощью прикроватного монитора) и/или путем многократного проведения медицинских тестов (например, мониторинга уровня глюкозы в крови с помощью глюкометра у людей с сахарным диабетом ).

Передача данных с монитора на удаленную станцию мониторинга известна как телеметрия или биотелеметрия .

Классификация по целевому параметру

Мониторинг можно классифицировать по объекту интереса, включая:

Кардиомониторинг , который обычно относится к непрерывной электрокардиографии с оценкой состояния пациента относительно его сердечного ритма. Небольшой монитор, который носит амбулаторный пациент для этой цели, известен как монитор Холтера . Кардиомониторинг может также включать мониторинг сердечного выброса через инвазивный катетер Свана-Ганца .
Гемодинамический мониторинг , который отслеживает артериальное давление и кровоток в кровеносной системе. Артериальное давление можно измерить либо инвазивно с помощью вставленного датчика артериального давления , либо неинвазивно с помощью надувной манжеты для измерения артериального давления.
Респираторный мониторинг , такой как:
- Пульсоксиметрия , которая включает измерение процентного содержания насыщенного кислорода в крови , называемого SpO2, и измеряется с помощью инфракрасной манжеты, надеваемой на палец.
- Капнография , которая включает измерения CO2 _, называемые EtCO2 или концентрацией углекислого газа в конце выдоха . Частота дыхания, отслеживаемая как таковая, называется AWRR или частота дыхания в дыхательных путях)
- Мониторинг частоты дыхания с помощью грудного ремня-датчика, канала ЭКГ или с помощью капнографии
Неврологический мониторинг , например, внутричерепного давления . Также существуют специальные мониторы пациента, которые включают мониторинг мозговых волн ( электроэнцефалография ), концентрации газового анестетика, биспектрального индекса (BIS) и т. д. Обычно они встроены в анестезиологические аппараты. В отделениях интенсивной терапии нейрохирургии мониторы ЭЭГ мозга имеют большую многоканальную способность и могут также контролировать другие физиологические события.
Мониторинг уровня глюкозы в крови
Наблюдение за родами
Контроль температуры тела с помощью клейкой пластины, содержащей термоэлектрический преобразователь.
Мониторинг терапии рака с помощью циркулирующих опухолевых клеток ^[1]

Жизненно важные параметры

Мониторинг жизненно важных параметров может включать несколько из упомянутых выше, и чаще всего включает по крайней мере артериальное давление и частоту сердечных сокращений , а также предпочтительно пульсоксиметрию и частоту дыхания . Мультимодальные мониторы, которые одновременно измеряют и отображают соответствующие жизненно важные параметры, обычно интегрируются в прикроватные мониторы в отделениях интенсивной терапии и в анестезиологические аппараты в операционных . Они позволяют осуществлять непрерывный мониторинг пациента, при этом медицинский персонал постоянно информируется об изменениях в общем состоянии пациента. Некоторые мониторы могут даже предупреждать о приближающихся фатальных сердечных состояниях до того, как видимые признаки станут заметны клиническому персоналу, например, мерцательная аритмия или преждевременное сокращение желудочков (PVC).

Медицинский монитор

Медицинский монитор или физиологический монитор — это медицинское устройство, используемое для мониторинга. Оно может состоять из одного или нескольких датчиков , компонентов обработки, устройств отображения (которые иногда сами по себе называются «мониторами»), а также каналов связи для отображения или записи результатов в другом месте через сеть мониторинга. ^{[ необходима цитата ]}

Компоненты

Датчик

Датчики медицинских мониторов включают биосенсоры и механические датчики. Например, фотодиод используется в пульсоксиметрии, датчик давления используется в неинвазивном измерении артериального давления.

Переводящий компонент

Преобразовательный компонент медицинских мониторов отвечает за преобразование сигналов от датчиков в формат, который может быть отображен на устройстве отображения или передан на внешний дисплей или записывающее устройство.

Устройство отображения

Физиологические данные непрерывно отображаются на ЭЛТ , светодиодном или ЖК- экране в виде каналов данных по оси времени. Они могут сопровождаться числовыми показаниями вычисленных параметров исходных данных, таких как максимальные, минимальные и средние значения, частоты пульса и дыхания и т. д. ^{[ необходима цитата ]}

Помимо отслеживания физиологических параметров во времени (ось X), цифровые медицинские дисплеи имеют автоматизированные числовые показания пиковых и/или средних параметров, отображаемых на экране.

Современные медицинские устройства отображения обычно используют цифровую обработку сигналов (ЦОС), которая имеет такие преимущества, как миниатюрность , портативность и многопараметрические дисплеи, которые могут отслеживать множество различных жизненно важных показателей одновременно. ^{[ необходима цитата ]}

Старые аналоговые дисплеи пациента, напротив, были основаны на осциллографах и имели только один канал, обычно зарезервированный для электрокардиографического мониторинга ( ЭКГ ). Поэтому медицинские мониторы, как правило, были узкоспециализированными. Один монитор отслеживал артериальное давление пациента , в то время как другой измерял пульсоксиметрию , еще один — ЭКГ. Более поздние аналоговые модели имели второй или третий канал, отображаемый на том же экране, обычно для мониторинга дыхательных движений и артериального давления . Эти машины широко использовались и спасли много жизней, но у них было несколько ограничений, включая чувствительность к электрическим помехам , колебания базового уровня и отсутствие числовых показаний и сигналов тревоги. ^{[ необходима цитата ]}

Коммуникационные каналы

Несколько моделей многопараметрических мониторов являются сетевыми, то есть они могут отправлять свои выходные данные на центральную станцию мониторинга отделения интенсивной терапии, где один сотрудник может наблюдать и реагировать на несколько прикроватных мониторов одновременно. Амбулаторная телеметрия также может быть достигнута с помощью портативных моделей на батарейном питании, которые носит пациент и которые передают свои данные через беспроводное соединение.

Цифровой мониторинг создал возможность, которая в настоящее время полностью разрабатывается, интеграции физиологических данных из сетей мониторинга пациентов в появляющиеся электронные медицинские карты больниц и системы цифровых диаграмм, используя соответствующие стандарты здравоохранения, которые были разработаны для этой цели такими организациями, как IEEE и HL7 . Этот новый метод составления диаграмм данных пациентов снижает вероятность ошибок в документации, совершаемых человеком, и в конечном итоге сократит общее потребление бумаги. Кроме того, автоматизированная интерпретация ЭКГ автоматически включает диагностические коды в диаграммы. Встроенное программное обеспечение медицинского монитора может заботиться о кодировании данных в соответствии с этими стандартами и отправлять сообщения в приложение медицинских карт, которое декодирует их и включает данные в соответствующие поля.

Связь на большом расстоянии может оказаться полезной для телемедицины , которая подразумевает оказание клинической медицинской помощи на расстоянии.

Другие компоненты

Медицинский монитор также может иметь функцию подачи сигнала тревоги (например, с помощью звуковых сигналов) для оповещения персонала при достижении определенных критериев, например, когда какой-либо параметр превышает или падает ниже допустимых значений.

Мобильная техника

Совершенно новая сфера открывается с мобильными переносными мониторами, даже такими, которые находятся под кожей. Этот класс мониторов передает информацию, собранную в сети области тела ( BAN ), например, смартфонам и внедренным автономным агентам .

Интерпретация контролируемых параметров

Мониторинг клинических параметров в первую очередь направлен на выявление изменений (или отсутствия изменений) в клиническом статусе человека. Например, параметр насыщения кислородом обычно контролируется для выявления изменений в дыхательной способности человека.

Изменение статуса в зависимости от изменчивости теста

При мониторинге клинических параметров различия между результатами тестов (или значениями непрерывно контролируемого параметра после определенного интервала времени) могут отражать либо фактическое изменение статуса состояния (или и то, и другое), либо вариабельность метода тестирования при повторном тестировании .

На практике вероятность того, что разница вызвана изменчивостью повторного тестирования, можно почти наверняка исключить, если разница больше, чем предопределенная «критическая разница». Эта «критическая разница» (CD) рассчитывается как: ^[2]

$CD=K\times {\sqrt {CV_{a}^{2}+CV_{i}^{2}}}$

, где: ^[2]

K — это фактор, зависящий от предпочтительного уровня вероятности. Обычно он устанавливается на уровне 2,77, что отражает 95%-ный интервал прогнозирования , в этом случае вероятность того, что результат теста станет выше или ниже критической разницы из-за изменчивости повторного тестирования при отсутствии других факторов, составляет менее 5%.
CV _a — аналитическая вариация
CV _i — внутрииндивидуальная изменчивость

Например, если у пациента уровень гемоглобина 100 г/л, аналитическая вариация ( CV _a ) составляет 1,8%, а внутрииндивидуальная вариабельность CV _i составляет 2,2%, то критическая разница составляет 8,1 г/л. Таким образом, для изменений менее 8 г/л с момента предыдущего теста, возможность того, что изменение полностью вызвано вариабельностью теста-ретеста, может потребоваться рассмотреть в дополнение к рассмотрению эффектов, например, заболеваний или лечения.

Критические различия для других тестов включают концентрацию альбумина в утренней моче, критическая разница составляет 40% ^{[2] .}

Дельта-проверка

В клинической лаборатории дельта-проверка — это метод контроля качества лабораторных исследований , который сравнивает текущий результат теста с предыдущими результатами тестов того же человека и определяет, есть ли существенная разница, которая может быть определена как критическая разница в соответствии с предыдущим разделом или определена другими предопределенными критериями. Если разница превышает предопределенные критерии, результат сообщается только после ручного подтверждения персоналом лаборатории, чтобы исключить лабораторную ошибку как причину разницы. ^[4] Для того чтобы пометить образцы как отклоняющиеся от предыдущих, выбираются точные пороговые значения, чтобы обеспечить баланс между чувствительностью и риском быть перегруженным ложноположительными флагами. ^[5] Этот баланс, в свою очередь, зависит от различных видов клинических ситуаций, в которых используются пороговые значения, и, следовательно, в разных отделениях даже в одной и той же больнице часто используются разные пороговые значения. ^[5]

Методы в разработке

Разработка новых методов мониторинга является передовой и развивающейся областью в интеллектуальной медицине, биомедицинской интегративной медицине , альтернативной медицине , индивидуальной профилактической медицине и предиктивной медицине, которая делает упор на мониторинг всесторонних медицинских данных пациентов, людей из группы риска и здоровых людей с использованием современных, интеллектуальных, минимально инвазивных биомедицинских устройств , биосенсоров , лабораторий на чипе (в будущем наномедицинских ^[6]^[7] устройств, таких как нанороботы ) и современных компьютеризированных медицинских инструментов диагностики и раннего предупреждения с помощью короткого клинического интервью и рецепта на лекарства .

По мере развития биомедицинских исследований , нанотехнологий и нутригеномики , осознания способности человеческого организма к самоисцелению и растущего понимания ограничений медицинского вмешательства с помощью традиционных методов лечения, предполагающих только применение химических препаратов , новые исследования показывают, какой огромный вред могут нанести лекарства ^[8]^[9], исследователи работают над удовлетворением потребности в дальнейшем комплексном изучении и личном непрерывном клиническом мониторинге состояний здоровья, при этом традиционное медицинское вмешательство остается крайней мерой.

Во многих медицинских проблемах лекарства обеспечивают временное облегчение симптомов, в то время как корень медицинской проблемы остается неизвестным без достаточных данных обо всех наших биологических системах ^[10] . Наше тело оснащено подсистемами для поддержания баланса и функций самоисцеления. Вмешательство без достаточных данных может повредить этим исцеляющим подсистемам. ^[10] Мониторинговая медицина заполняет пробел, предотвращая ошибки диагностики, и может помочь в будущих медицинских исследованиях, анализируя все данные многих пациентов.

Примеры и приложения

Цикл разработки в медицине чрезвычайно длительный, до 20 лет, из-за необходимости получения одобрения Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), поэтому многие решения по мониторингу лекарственных средств сегодня недоступны в традиционной медицине.

Мониторинг уровня глюкозы в крови: Устройства для мониторинга уровня глюкозы в крови in vivo могут передавать данные на компьютер, который может помочь с ежедневными рекомендациями по образу жизни или питанию , а также с врачом, который может давать рекомендации по дальнейшему исследованию у людей, находящихся в группе риска, и помогать предотвращать сахарный диабет 2 типа . ^[11]
Мониторинг стресса: Биодатчики могут предупреждать о признаках повышения уровня стресса до того, как это заметит человек, и выдавать оповещения и предложения. ^[12] Модели глубокой нейронной сети, использующие данные фотоплетизмографии (PPGI) с мобильных камер, могут оценивать уровень стресса с высокой степенью точности (86%). ^[13]
Биосенсор серотонина: Будущие биосенсоры серотонина могут помочь при расстройствах настроения и депрессии . ^[14]
Постоянное питание на основе анализа крови: В области научно обоснованного питания имплантируемая лаборатория на чипе, способная круглосуточно проводить анализы крови , может обеспечивать непрерывные результаты, а компьютер может предоставлять рекомендации или оповещения по питанию.
Психиатр-на-чипе: В клинических исследованиях мозга доставка лекарств и биосенсоры на основе био-МЭМС in vivo могут помочь в профилактике и раннем лечении психических расстройств.
Мониторинг эпилепсии: При эпилепсии долгосрочный видео-ЭЭГ-мониторинг следующего поколения может предсказывать эпилептические приступы и предотвращать их с помощью изменений повседневной активности, таких как сон , стресс , питание и управление настроением . ^[15]
Мониторинг токсичности: Умные биосенсоры могут обнаруживать токсичные материалы, такие как ртуть и свинец , и выдавать оповещения. ^[16]

Минимальные стандарты мониторинга

Минимально приемлемый мониторинг

1. Клиническое наблюдение (индивидуальное) 2. Пульсоксиметрия 3. Неинвазивное артериальное давление 4. ЭКГ 5. Температура тела 6. Уровень углекислого газа в конце выдоха (если установлена трахеальная трубка или надгортанное воздуховодное устройство)

Дополнительный мониторинг, который должен быть доступен немедленно

1. Уровень глюкозы в крови/капиллярах 2. Стимулятор нервов

Дополнительный мониторинг, который должен быть доступен

1. Диурез 2. Инвазивный мониторинг давления (артериальная линия, центральное венозное давление) 3. Мониторинг сердечного выброса 4. Доступ к гематологическим и биохимическим исследованиям

Необходимый мониторинг

Присутствие анестезиолога во время анестезии

А. Введение в наркоз и поддержание анестезии

1. Пульсоксиметр 2. Неинвазивный мониторинг артериального давления 3. Вдыхаемый и выдыхаемый кислород, углекислый газ, закись азота и пар 4. Давление в дыхательных путях 5. Нервный стимулятор при использовании миорелаксанта 6. Температура (до операции) и для любой процедуры длительностью >30 мин. анестезии

Б. Выход из наркоза

1. Пульсоксиметр 2. Неинвазивный монитор артериального давления 3. Электрокардиограф 4. Капнограф, если у пациента установлена трахеальная трубка или надгортанное воздуховодное устройство, или он находится под действием глубокой седации 5. Температура

C. Дополнительный мониторинг

1. Некоторым пациентам потребуется дополнительный мониторинг: например, внутрисосудистого давления, сердечного выброса. 2. Рекомендуется контролировать глубину анестезии, когда пациенты анестезируются с помощью методов тотальной внутривенной анестезии.

D. Регионарные методы и седация при оперативных вмешательствах

1. Пульсоксиметр. 2. Неинвазивный мониторинг артериального давления. 3. Электрокардиограф. 4. Монитор концентрации углекислого газа в конце выдоха, если пациент находится под действием седативных препаратов. ^[17]

Смотрите также

Ссылки

^ Пахманн, Катарина; Камара, Умар; Кольхазе, Анника; Рабенштейн, Карола; Кролл, Торстен; Руннебаум, Инго Б.; Хёффкен, Клаус (2010-08-08). «Оценка эффективности таргетной терапии с использованием циркулирующих эпителиальных опухолевых клеток (CETC): пример мониторинга терапии SERM как уникального инструмента для индивидуализации терапии». Журнал исследований рака и клинической онкологии . 137 (5): 821–828. doi :10.1007/s00432-010-0942-4. ISSN 0171-5216. PMC 3074080. PMID 20694797 .
^ abcde Фрейзер, К. Г.; Фогарти, И. (1989). «Интерпретация результатов лабораторных исследований». BMJ (Clinical Research Ed.) . 298 (6689): 1659–1660. doi :10.1136/bmj.298.6689.1659. PMC 1836738 . PMID 2503170.
^ C-реактивный белок (сыворотка, плазма) от Ассоциации клинической биохимии и лабораторной медицины. Автор: Брона Робертс. Авторские права 2012 г.
^ Park SH, Kim SY, Lee W, Chun S, Min WK (2012). «Новые критерии принятия решений для выбора методов проверки дельты на основе отношения разницы дельты к ширине референтного диапазона могут быть в целом применимы для каждого пункта теста клинической химии». Ann Lab Med . 32 (5): 345–54. doi :10.3343/alm.2012.32.5.345. PMC 3427822. PMID 22950070 . {{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Томас Кампфрат (2017-08-01). «Проверка дельта-проверок: оптимизация пороговых значений с использованием лабораторно-специфических входных данных». Американская ассоциация клинической химии .
^ «Здравоохранение 2030: жизнь без болезней с наномедициной для домашнего мониторинга». Positivefuturist.com.
^ "Наносенсоры для медицинского мониторинга". Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 2012-01-31 . Получено 2011-08-22 .
^ «Повреждение мозга, вызванное нейролептическими психиатрическими препаратами». Mindfreedom.org. 2007-09-15.
^ «Лекарства, которые могут вызвать повреждение нервов». Livestrong.com.
^ ab Hyman, Mark (декабрь 2008 г.). Решение UltraMind: исправьте свой сломанный мозг, исцелив сначала свое тело . Scribner. ISBN 978-1-4165-4971-0.
^ Генц, Ютта; Хаастерт, Буркхард; Мейер, Габриэле; Штекельберг, Анке; Мюллер, Харди; Верхейен, Фрэнк; Коул, Деннис; Ратманн, Вольфганг; Новотны, Беттина; Роден, Майкл; Джани, Гвидо; Мильк, Андреас; Оманн, Кристиан; Икс, Андреа (2010). «Измерение уровня глюкозы в крови и первичная профилактика сахарного диабета 2 типа – оценка эффекта доказательной информации для пациентов». BMC Общественное здравоохранение . 10:15 . дои : 10.1186/1471-2458-10-15 . ПМК 2819991 . ПМИД 20074337.
^ Йованов, Э.; Лордс, А.О.; Раскович, Д.; Кокс, П.Г.; Адхами, Р.; Андрашик, Ф. (2003). ""Мониторинг стресса с использованием распределенной беспроводной интеллектуальной сенсорной системы"" (PDF) . Журнал IEEE Engineering in Medicine and Biology . 22 (3). IEEE: 49–55. doi :10.1109/MEMB.2003.1213626. PMID 12845819. S2CID 902182. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-07-30.
^ Аль-Джебрни, Абдулрхман Х.; Чвил, Брендан; Ван, Сяо Юй; Вонг, Александр; Сааб, Бечара Дж. (май 2020 г.). «Дистанционная и объективная количественная оценка стресса с использованием ИИ в масштабе». Биомедицинская обработка сигналов и управление . 59 : 101929. doi : 10.1016/j.bspc.2020.101929 .
^ HUANG YJ; MARUYAMA Y; Lu, KS; PEREIRA E; PLONSKY I; BAUR JE; Wu, D.; ROPER SD (2005). «Использование биосенсоров для обнаружения высвобождения серотонина из вкусовых рецепторов во время вкусовой стимуляции». Архив Italiennes de Biologie . 143 (2): 87–96. PMC 3712826. PMID 16106989 .
^ Камел Дж. Т., Кристенсен Б., Оделл М. С., Д'Соуза В. Дж., Кук М. Дж. (декабрь 2010 г.). «Оценка использования длительного видео-ЭЭГ-мониторинга для оценки будущего риска судорог и пригодности к вождению». Epilepsy Behav . 19 (4): 608–11. doi :10.1016/j.yebeh.2010.09.026. PMID 21035403. S2CID 44834010.
^ Карасински, Джейсон; Садик, Омовунми; Андреску, Сильвана (2006). «Многолучевые биосенсоры для мониторинга токсичности и бактериальных патогенов». Технология интеллектуальных биосенсоров . Оптическая наука и инженерия. Том 20065381. CRC. С. 521–538. doi :10.1201/9781420019506.ch19. ISBN 978-0-8493-3759-8.
^ Томпсон, Джонатан П.; Моппетт, Иэн К.; Уайлс, Мэтт, ред. (2019). Учебник анестезиологии Смита и Эйткенхеда (седьмое изд.). Эдинбург: Elsevier. ISBN 978-0-7020-7500-1. OCLC 1091648161.

Дальнейшее чтение

Мониторинг уровня сознания во время анестезии и седации , Скотт Д. Келли, доктор медицины, ISBN 978-0-9740696-0-9
Сенсорные сети здравоохранения: проблемы практической реализации , Дэниел Цзе Хуэй Лай (редактор), Маримуту Паланисвами (редактор), Резаул Бегг (редактор), ISBN 978-1-4398-2181-7
Мониторинг артериального давления в сердечно-сосудистой медицине и терапии (современная кардиология) , Уильям Б. Уайт, ISBN 978-0-89603-840-0
Физиологический мониторинг и инструментальная диагностика в перинатальной и неонатальной медицине , Ив В. Бранс, Уильям В. Хей-младший, ISBN 978-0-521-41951-2
Медицинская нанотехнология и наномедицина (перспективы нанотехнологий) , Гарри Ф. Тиббалс, ISBN 978-1-4398-0874-0

Внешние ссылки

Медиа, связанные с медицинским мониторингом на Wikimedia Commons