ІНСТИТУТ НЕЙРОХІРУРГІЇ

ІМЕНІ АКАДЕМІКА А.П. РОМОДАНОВА

СЕМИСАЛОВ СЕРГІЙ ЯКОВИЧ

УДК 616.831 – 001 – 036.2 – 089 + 614.2: 6

ПРОГНОЗУВАННЯ ДИНАМІКИ ТРАВМАТИЗМУ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ

НАДАННЯ ДОПОМОГИ ПРИ ЧЕРЕПНО-МОЗКОВІЙ ТРАВМІ

14.01.05 – нейрохірургія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Донецькому державному медичному університеті імені М.Горького МОЗ України

Наукові консультанти: доктор медичних наук, член-кореспондент АМН України, професор Педаченко Євген Георгійович, Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, завідувач клініки нейротравми та її наслідків, Головний нейрохірург МОЗ України

доктор медичних наук, професор Вороненко Юрій Васильович, Київська медична академія післядипломної освіти імені П.Л.Шупика, ректор

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Могила Василь Васильович, Кримський державний медичний університет імені С.І.Георгієвського, завідувач курсу нейрохірургії кафедри неврології з курсом нейрохірургії

доктор медичних наук, професор Потапов Олександр Іванович, Івано-Франківська державна медична академія МОЗ України, завідувач курсу нейрохірургії на кафедрі психіатрії та нейрохірургії

доктор медичних наук, професор Орлов Юрій Олександрович, Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, завідувач відділу нейрохірургії дитячого віку, Головний дитячий нейрохірург МОЗ України

Провідна установа: Одеський державний медичний університет МОЗ України, кафедра нейрохірургії та неврології, м.Одеса

Захист відбудеться “ 2 ” грудня 2003 року о 12.00. годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д.26.557.01 при Інституті нейрохірургії імені академіка А.П. Ромоданова АМН України (04050, м.Київ, вул.Мануїльського, 32).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України (04050, м.Київ, вул.Мануїльського, 32)

Автореферат розісланий 30.10.2003 року.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук ЛЛ. Чеботарьова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В усьому світі відзначається неухильне зростання черепно-мозкової травми (ЧМТ), яке досягло на кінець другого тисячоліття 1,5–6 випадків на 1000 населення (Brown D.S. et al., 1991; Kraus J.F. et al., 1996; Alaranta H. et al., 2000; Masson F. et al., 2001; Boswell J.E. et al., 2002). Частота черепно-мозкової травми в різних регіонах України складає від 2,3 до 6,0‰ на рік, у середньому 4–4,2‰ (Морозов А.Н., 1999).

Кількість публікацій, присвячених черепно-мозковій травмі, величезна. Щорічно видаються десятки монографій, тисячі статей, які висвітлюють різні аспекти проблеми (Педаченко Е Г., Федирко В.О., 1997; Зозуля Ю.П., 1998; Holman R.G. et al., 1987; Ingebrigtsen T. et al., 1998; Gianotta S.L. et al., 1991; Gopinath S.P. et al., 1992; Guererro J., 2000; Wagner A.K. et al., 2000; Finfer S.R. et al., 2001).

На основі мультицентричних досліджень ефективності надання допомоги потерпілим з ЧМТ визнано вирішальне значення саме організаційних заходів у поліпшенні результатів лікування цієї категорії хворих (Филлипов Б.А. та співавт.,1998; Морозов А.М., 1999).

Система охорони здоров'я, що сформувалася в Україні, з виділенням первинної, вторинної і третинної ланок надання медичної допомоги, визначає особливості побудови діагностичних і лікувальних заходів в умовах дільничних та районних лікарень, непрофільних міських стаціонарів, травмпунктів і спеціалізованих нейрохірургічних центрів.

Затверджені Наказом МОЗ України від 26 липня 1998 року за №226 тимчасові уніфіковані стандарти лікувальних і діагностичних заходів, у тому числі і при ЧМТ, розраховані на 2-й та 3-й рівні надання медичної допомоги. Вони орієнтовані на достатній професійний рівень фахівців, що надають нейрохірургічну допомогу при тяжкій ЧМТ в умовах районних і дільничних лікарень, непрофільних стаціонарів, що є в більшому бажаним, ніж дійсним відображенням реалій сучасного положення речей.

І до наявного часу в Україні відсутній належний аналіз регіональних особливостей розвитку ЧМТ в умовах міста і сільської місцевості, динаміки черепно-мозкового травматизму у великих промислових центрах.

Тим більш важливим є проведення динамічного клініко-епідеміологічного дослідження черепно-мозкового травматизму у великому промисловому регіоні України. Отримані результати об’єктивізують подальший розвиток травматизму, дозволяють проводити науково обгрунтоване реформування служби в регіоні, визначають потреби регіону у ліжковому фонді і кадрах, медикаментах і медичному устаткуванні.

Поліпшення та оптимізація надання медичної допомоги потерпілим з ЧМТ можливі тільки після об'єктивного аналізу стану діагностики і лікування цієї категорії хворих на дошпитальному етапі, у непрофільних стаціонарах і лікувально-профілактичних установах сільської місцевості, у спеціалізованих відділеннях багатопрофільних лікарень.

Суттєве місце в структурі ЧМТ належить внутрішньочерепним крововиливам, особливо вогнищевим.

Травматичні вогнищеві внутрішньочерепні крововиливи, що складають від 2 до 4,4% (Потапов А.А. та співавт., 1992; Полищук Н.Е., 1995; Коновалов А.Н. та співавт., 1998; Лебедев В.В., Крылов В.В., 2000) від усієї ЧМТ, часто ведуть до летального кінця або тяжких ускладнень, що призводять до зниження працездатності і інвалідизації потерпілих.

Сукупність негативних факторів, які виникають при травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливах, роблять цей вид патології важливою соціальною та економічною проблемою.

Усе це визначає підвищений інтерес до якісної діагностики характеру ушкоджень при ЧМТ, виявленні додаткових факторів, що впливають на результат травми, а також своєчасне визначення тактики ведення потерпілих.

У 70–80 роках ХХ століття підозра на наявність внутрішньочерепного травматичного вогнищевого крововиливу визначала застосування оперативного втручання в ургентному порядку (Денисенко Л.В., 1965; Васин Н.Я.та співавт., 1982; Зотов Ю.В., Щедренок В.В., 1984; Badcock K.A., 1988; Borzone M. et.al., 1988). В останні десятиліття впровадження в практику нейротравматології комп'ютерних і магнітно-резонансних томографів зробило проблему вибору тактики ведення хворих важливою та суттєвою. Це обумовлено тим, що не всі травматичні вогнищеві внутрішньочерепні крововиливи вимагають хірургічного втручання — частина з них успішно лікується консервативно (Лантух А.В., 1988; Лихтерман Л.Б., 1992; Педаченко Е.Г. та спіавт., 1997; Yamamoto M. et al., 1984;.Bullock R et al., 1985; Kuroiwa T. et al., 1985).

Однак і дотепер не існують достовірні критерії вибору методу лікування даної патології в гострому періоді, об’єктивізовані ретроспективним аналізом найближчих результатів лікування на значному об’ємі спостережень, що зробили б висновки досліджень статистично достовірними.

Враховуючи суттєве відставання клінічної медицини у використанні новітніх інформаційних технологій, розробка і застосування програмно-обчислювальних методів вивчення медичної проблематики і впровадження їх у практику є необхідною потребою (Гублер Е.В.,1978; Гурленя А.М., Тесль Ю.В.,1979; Добрин Б.Ю. та співавт., 1991). Тільки застосовуючи сучасні обчислювальні технології, можна створювати необмежені за об’ємом бази даних потерпілих із ЧМТ, які дозволяють об’єктивізувати діагностику, стандартизувати й оптимізувати надання медичної допомоги, розробляти системи автоматизованої діагностики і прогнозу найближчих результатів лікування (Кузнецов С.В., 1986; Бородкин С.М., 1991; Будашевский Б.Г., 1991; Choi S.C. et al., 1988).

Розробка та впровадження принципів медичної кібернетики в нейротравматологію дозволяє значною мірою поліпшити якість діагностики і лікування потерпілих. Це особливо важливо для починаючих нейрохірургів, що не володіють достатнім досвідом, а також лікарів загального профілю, які надають невідкладну допомогу потерпілим із ЧМТ (Штабцов В.И., 1972; Лихтерман Л.Б., 2000).

В останні роки в розвинутих країнах велика увага приділяється телекомунікаційним системам, що дозволяють на відстані вирішувати складні ситуаційні питання діагностики і тактики ведення хворих (Яценко В.П., 1999; Владзимирский А.В., 1999; Лях Ю.Е. та співавт., 1999; Педаченко Е.Г. та співавт., 2001; Adeyinka V., 1996; Ablaza V. et al., 1998)). В даний час в Україні і країнах СНД практично відсутня система телекомунікаційного забезпечення і супроводу хворих на ЧМТ, починаючи з місця події і завершуючи спеціалізованими медичними установами.

Створення і впровадження таких систем дозволить прискорити і підвищити точність діагностики внутрішньочерепних крововиливів, об`єктивізувати оптимальну тактику лікування потерпілих, що в значній мірі знижує летальність і підвищує якість надання нейрохірургічної допомоги потерпілим і, особливо, із травматичними вогнищевими внутрішньочерепними крововиливами.

Таким чином, все вищевикладене обумовлює важливість вивчення динаміки та прогнозування розвитку ЧМТ в промисловому регіоні України, що набуває важливого значення для практичної медицині. Досконале вивчення особливостей травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів та прогнозування результатів диференційованого їх лікування за допомогою спеціально розроблених комп`ютерних програм є актуальною проблемою сучасної нейрохірургії. Впровадження в практику засобів надання допомоги потерпілим із ЧМТ з використанням телекомунікаційних систем зв`язку значно підвищить її швидкість та буде сприяти більш ефективному наданню допомоги цим потерпілим. Все це обумовлює перспективність цього напрямку дисертаційного дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є фрагментом НДР Донецького державного медичного Університету імені М. Горького “Клініко-епідеміологічне математико-обчислювальне дослідження гострої черепно-мозкової травми і її наслідків у міського населення промислового центру Донбасу” (Шифр УН 01.04.06, за № держреєстрації 0100U006371).

Мета роботи. Науково обґрунтувати та оптимізувати систему організації допомоги хворим з ЧМТ в Україні, поліпшити результати лікування на підставі клініко-епідеміологічного дослідження черепно-мозкового травматизму у великому промисловому регіоні, аналізу організації діагностичного і лікувального процесу на всіх етапах надання допомоги потерпілим з ЧМТ.

Завдання дослідження:

1. Вивчити клініко-епідеміологічну ситуацію черепно-мозкового травматизму у великому промисловому регіоні України, особливості його розвитку в міських умовах та сільській місцевості в динаміці за декілька років.

2. Виявити фактори, які впливають на виникнення і розвиток черепно-мозкового травматизму.

3. Розробити інформаційні технології, що дозволяють об'єктивно вивчити епідеміологічні показники і систематизувати клінічні особливості ЧМТ.

4. Встановити вірогідність прогнозу розвитку черепно-мозкового травматизму в умовах великого промислового регіону на базі створеного масиву спостережень, дати оцінку його ефективності.

5. Визначити фактори оптимізації надання медичної допомоги потерпілим з ЧМТ на дошпитальному етапі та у багатопрофільних лікувальних установах, проаналізувати ефективність їх діяльності та запропонувати методи її підвищення.

6. Провести аналіз надання допомоги потерпілим на ЧМТ в спеціалізованих нейрохірургічних стаціонарах, дати порівняльну характеристику їх роботи.

7. З'ясувати співвідношення і взаємозв'язок структурних змін з клінічними проявами при травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливах в динаміці їх розвитку на підставі клініко-неврологічної і комп’ютерно-томографічної семіотики.

8. Уточнити принципи диференційованого лікування травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів у гострому періоді травми на підставі ретроспективного аналізу ефективності лікування різними методами, дати їхню порівняльну характеристику.

9. Запропонувати схему телекомунікаційної системи зв'язку при наданні допомоги потерпілим з черепно-мозковими ушкодженнями.

Об'єкт дослідження — черепно-мозковий травматизм і травматичні вогнищеві внутрішньочерепні крововиливи.

Предмет дослідження — регіональні клініко-епідеміологічні особливості черепно-мозкового травматизму у великому промисловому центрі і прогнозування його розвитку; оптимізація допомоги потерпілим у містах і сільських районах; клініко-рентгенологічна і комп’ютерно-томографічна семіотика травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів і прогноз результатів диференційованого лікування.

Методи дослідження:

1.Загальноклінічне та неврологічне комплексне обстеження потерпілих на ЧМТ.

2.Динамічне вибіркове популяційне клініко-епідеміологічне дослідження.

3.Рентгенологічне та комп’ютерно-томографічне вивчення особливостей травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів.

4.Програмно-обчислювальні технології прогнозування розвитку черепно-мозкового травматизму та результатів диференційованого лікування вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів.

5.Моделювання сучасних інформаційних телекомунікаційних технологій при наданні допомоги потерпілим на ЧМТ.

Наукова новизна. Вперше отримані результати епідеміологічного дослідження черепно-мозкового травматизму у великому промисловому регіоні України в динаміці; виявлені особливості його розвитку в міських умовах та сільській місцевості.

На підставі вперше запропонованого програмно-математичного підходу науково обґрунтовано прогноз динаміки розвитку черепно-мозкового травматизму в умовах великого промислового регіону.

Науково обґрунтована та об’єктивізована диференційована тактика лікування потерпілих із травматичними вогнищевими внутрішньочерепними крововиливами, дана порівняльна характеристика застосованих методик.

Створена програма автоматизованого прогнозу результатів диференційованого лікування внутрішньочерепних гематом.

Вперше дана науково обгрунтована оцінка ефективності медичної допомоги потерпілим із ЧМТ в поліклініках, травматологічних пунктах і відділеннях непрофільних лікарень, визначені шляхи її поліпшення.

Вперше обґрунтована концепція розвитку і впровадження телекомунікаційних систем оптимізації діагностичного та лікувального процесу при наданні допомоги потерпілим із ЧМТ.

Практичне значення одержаних результатів. Вперше отримані реальні дані про рівень, структуру і динаміку черепно-мозкового травматизму у великому промисловому регіоні України з обґрунтуванням короткострокового прогнозу розвитку цього процесу. Це дозволяє об'єктивно оцінити регіональні потреби в кадровому, медикаментозному та технічному забезпеченні потерпілих на ЧМТ.

Проведений аналіз якості і відповідності прийнятим стандартам надання допомоги потерпілим з ЧМТ на первинному, вторинному і третинному рівнях її надання дозволив запропонувати обгрунтовані підходи по оптимізації і поліпшенню надання допомоги цій категорії хворих на всіх етапах.

Вивчена і показана ефективність роботи лікаря-нейрохірурга в складі травматологічного відділення непрофільної лікарні, що обґрунтовує необхідність включення в штатний розклад цих відділень фахівця-нейротравматолога.

Розроблено інформаційно-статистичну методику збору, кодування та обробки інформації про черепно-мозкову травму.

На значному клінічному матеріалі виділені клініко-рентгенологічні і комп’ютерно-томографічні особливості травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів, уточнені показання диференційованого лікування.

Створена програма автоматизованого прогнозування найближчих результатів при травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливах дозволяє об’єктивізувати вибір лікування потерпілих із внутрішньочерепними крововиливами.

Розроблена і проходить апробацію телекомунікаційна система підвищення ефективності надання медичної допомоги потерпілим з ЧМТ.

Результати дисертаційної роботи знайшли практичне застосування у відділеннях, де надається допомога нейротравматологічним хворим. Вони впроваджені в роботу Донецького обласного нейрохірургічного центра, нейрохірургічних відділень Донецького НДІ травматології й ортопедії, нейрохірургічних відділень Донецької області, використовуються у системі викладання лікарям і студентам Донецького державного медичного університету імені М. Горького.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно визначив напрямок, методики і програму наукового дослідження, проаналізував наукову літературу із проблеми, що досліджується, провів інформаційний пошук, сформулював тему, мету і задачі дослідження, виконав клініко-епідеміологічне дослідження черепно-мозкового травматизму в лікувальних установах Донецького регіону. Разом із програмістами розроблена інформаційна система збору, кодування, введення й обробки інформації про ЧМТ — “Медик–ЧМТ”, уніфікована програма статистичної обробки даних “OptiStat”.

Спільно з Інститутом прикладної математики і механіки НАН України (м. Донецьк) і Донецьким національним технічним університетом розроблена математична модель ЧМТ, на основі якої апробована система прогнозування найближчих результатів травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів в залежності від способу лікування, а також прогноз розвитку черепно-мозкового травматизму у Донецькому регіоні.

Дисертант особисто відібрав і ввів у пам'ять персонального комп'ютера 14392 спостереження з ЧМТ, провів клінічний і статистичний аналіз зібраної інформації.

Усі розділи дисертаційної роботи написані самостійно здобувачем.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження апробовані на: Донецькій обласній конференції невропатологів (Донецьк, 2000 р.), зборах Донецької обласної асоціації нейрохірургів (Донецьк, 2001 р.). Основні положення дисертації обговорені на: 4-х науково-практичних конференціях клініки нейрохірургії Донецького обласного клінічного територіально-медичного об'єднання; 2-й конференції Українського суспільства нейронаук (Донецьк, 2001р.), ХІІІ з'їзді травматологів і ортопедів України (Донецьк, 2001 р.), науково-практичній конференції Інституту нейрохірургії імені академіка А.П. Ромоданова АМН України (Київ, 2002 р.); VІІІ Всеросійській конференції “Нейрокомпьютеры и их использование” з міжнародною участю (Москва, 2002 р.); семінарі-нараді МОЗ України з поліпшення надання невідкладної нейрохірургічної допомоги в сільській місцевості (Конча-Заспа, 2002 р.); міжнародній конференції з керування “Автоматика–2002” (Донецьк, 2002 р.).

Апробація дисертації відбулася на спільному засіданні Вченої Ради Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України сумісно з кафедрами нейрохірургії Київської медичної академії післядипломної освіти імені П.Л.Шупика та Національного медичного Університету імені академіка О.О.Богомольця (16.05.2003 р., протокол №10).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 28 наукових робіт, у тому числі 2 монографії, 1 стаття — у збірнику наукових праць, 25 статей у фахових наукових виданнях, з них одноосібних — 10.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, 6 розділів власних досліджень, підсумку, висновків і списку літератури. Загальний обсяг роботи — 274 друкованих сторінок. Робота ілюстрована 29 малюнками, містить 64 таблиці. Список використаних джерел містить 407 найменування, з них 197 — кирилицею, 210 — латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Характеристика власних спостережень і методів дослідження. Робота основана на результатах обстеження й лікування 14392 постраждалих із ЧМТ. З метою вивчення черепно-мозкового травматизму у Донецькому регіоні було проведено вибіркове популяційне клініко-епідеміологічне дослідження цього виду травматизму серед жителів м. Донецька і трьох сільських районів області у віці старше 14 років за період 1996–2000 рр.

При вивченні ЧМТ у м. Донецьку вибіркове популяційне клініко-епідеміологічне дослідження проведене у двох районах — Ворошиловському та Калінінському, середня чисельність населення яких за 5 років склала 229220 чоловік — тобто більш 1/5 населення міста.

Результати дослідження в двох міських районах були екстрапольовані на все місто.

Для проведення клініко-епідеміологічного динамічного дослідження ЧМТ була розроблена спеціальна інформаційна система “Медик-ЧМТ”.

Встановлено, що за 5 років частота травми головного мозку і черепа зросла в 1,4 рази, причому в 2,3 рази (у середньому) частіше травму одержували особи чоловічої статі (табл.1).

Таблиця 1

Хронодинаміка черепно-мозкового травматизму в м. Донецьку

за 5 років за даними двох районів (в ‰; М±m)

Стать | Роки | Середня річна

1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000

Чоловіча | 4,56±0,21 | 4,35±0,20 | 4,51±0,21 | 5,43±0,23 | 6,05±0,24 | 4,98±0,07

Жіноча | 1,86±0,12 | 2,13±0,13 | 1,81±0,12 | 2,25±0,13 | 2,71±0,15 | 1,17±0,02

Обидві статі | 3,09±0,11 | 3,14±0,12 | 3,04±0,11 | 3,70±0,13 | 4,23±0,13 | 3,44±0,04

Число потерпілих зі струсом головного мозку за 5 років збільшилося в 1,5 рази.

У той же час, частота забоїв та стиснення головного мозку істотно не змінилася. Тобто, думка про те, що за останні роки збільшення частоти ЧМТ обумовлено, в основному, важкими її формами не знайшло підтвердження нашими даними (табл.2).

Таблиця 2

Розподіл черепно-мозкової травми в залежності від її характеру в динаміці

(на 1000 населення; М±m)

Тип ЧМТ | Роки | Середня річна

1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000

Струс головного мозку | 2,59±0,10 | 2,62±0,11 | 2,62±0,11 | 3,21±0,12 | 3,76±0,13 | 2,96±0,03

Забій головного мозку | 0,28±0,03 | 0,33±0,04 | 0,23±0,03 | 0,30±0,04 | 0,31±0,04 | 0,29±0,01

Стиснення головного мозку | 0,22±0,03 | 0,18±0,03 | 0,18±0,02 | 0,19±0,03 | 0,16±0,03 | 0,19±0,01

Всього: | 3,09±0,11 | 3,14±0,12 | 3,04±0,11 | 3,70±0,13 | 4,23±0,13 | 3,44±0,04

Донецький регіон відрізняється великою концентрацією міського населення. При кількості всього населення області в 2000 р. 4922500 чоловік, сільське населення складало 17,8%.

Особливості черепно-мозкового травматизму населення сільської місцевості вивчені на 575 випадках ЧМТ, допомога при якій була надана у трьох районах Донецької області: Добропільскому, Червоноармійському та Краснолиманському за період 1997–2001 рр.

Аналіз роботи нейрохірургічних клінік м.Донецька за 5 років показав, що з 13737 хворих, госпіталізованих у ці лікувальні установи, тільки 858 (6,2%) були жителями районів області. При цьому, якщо летальність ЧМТ серед жителів м. Донецька склала 3,1%, то серед жителів села — 10,8%.

Порівняльна динаміка росту черепно-мозкового травматизму серед міських і сільських жителів наведена в табл. 3.

Таблиця 3

Порівняльна хронодинаміка черепно-мозкової травми у міських та сільських жителів Донецької області за 4 роки (на 1000 населення; М±m)

Жителі | Роки | Середня річна

1997 | 1998 | 1999 | 2000

Міські | 3,12±0,12 | 3,01±0,11 | 3,67±0,12 | 4,23±0,13 | 3,41±0,12

Сільські | 1,52±0,17 | 2,10±0,20 | 2,45±0,21 | 2,13±0,20 | 2,18±0,20

Темпи росту травматизму серед сільських жителів і жителів міста практично однакові.

Раціональне й ефективне використання сил та засобів медичної служби при наданні допомоги потерпілим на ЧМТ ґрунтується на об'єктивному плануванні.

У якості програмно-обчислювальних засобів прогнозування розвитку ЧМТ використані математичні моделі, розроблені в Донецькому Інституті прикладної математики та механіки НАН України, Донецькому національному технічному університеті та Донецькому державному медичному університеті імені М. Горького.

Задача прогнозування черепно-мозкового травматизму полягала в наступному: за вихідною вибіркою, що містить дані про кількість потерпілих та відповідає заданим критеріям (виду травми) за період попередження прогнозу (у даному випадку це 1996–1999 рр.), необхідно прогнозувати кількість ЧМТ у заданому періоді (від 1 кварталу до 1 року). Отриманий прогноз повинен бути веріфікований по 2000 року, помилка прогнозування не повинна перевищувати 10%.

Для виявлення найбільш ефективних методик прогнозування динаміки розвитку черепно-мозкового травматизму окрім математико-статистичних методів було використано пакет програм Microsoft Excel, “Statistica” і штучні нейронні мережі.

Порівняльна оцінка ефективності прогностичних методик представлена
в табл. 4.

Отримані результати прогнозу розвитку черепно-мозкового травматизму в Донецькому регіоні відносяться до високо точних прогнозів (помилка менше 10%), що підтверджує реальну можливість застосування інформаційних технологій у нейротравматології.

Таблиця 4

Порівняльні характеристики результатів прогнозів, що були отримані

при всіх системах прогнозування

Період | Процентна помилка прогнозу

“Statistica” | MS Exсel | Нейромережа | Матстат

I кв 2000 р. | 6,0 | 2,9 | 7,15 | 0,1

II кв 2000 р. | 6,7 | 5,2 | 12,61 | 8,3

III кв 2000 р. | 1,3 | 0,8 | 4,97 | 12,6

IV кв 2000 р. | 0,5 | 2,0 | 1,00 | 13,5

2000 р. | 0,8 | 0,3 | 6,42 | 9,0

Оптимізувати організацію медичної допомоги потерпілим із травматичними вогнищевими внутрішньочерепними крововиливами дозволяє знання динаміки розвитку цієї патології в сьогоденні та майбутньому.

Аналіз динамічного розвитку травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів (ТВВК) показав, що частота цього типу травми практично не змінилася за досліджуваний період (рис.1).

Рис.1. Співвідношення динаміки розвитку травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів в залежності від типу крововиливу за 5 років.

Використовуючи метод штучного нейромережевого прогнозування, було розроблено нейроалгоритм прогнозу.

Помилка прогнозу у залежності від виду крововиливу коливалася від 31,6% при внутрішньомозкових гематомах до 19,1% — при епідуральних. Сумарний річний прогноз виникнення ТВВК був вірний у 93,2%.

Оптимізація надання допомоги потерпілим з черепно-мозковою травмою багато в чому визначається ефективністю роботи медичних установ першої та другої ланки. Проведено аналіз об’єму допомоги, що надавався потерпілим на цих етапах (табл.5).

Перша медична допомога потерпілим на ЧМТ (особливо легка її форма) у м.Донецьку майже в 1/3 надається травматологічними пунктами, що працюють цілодобово, а в 3,7% випадків — лікарями поліклінічних відділень непрофільних лікарень.

Найбільш наочно роботу травматологічного стаціонару з надання допомоги потерпілим на ЧМТ в гострому її періоді можна оцінити на прикладі роботи травматологічного відділення міської лікарні №3 м.Краматорська, де із середини 1996 року став працювати лікар-нейрохірург.

Таблиця 5

Надання першої допомоги потерпілим з ЧМТ в первинній медичній ланці

м. Донецька (у %; М±m)

Ким спрямований | Роки | Середня річна

1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000

Фельдшерським медпунктом | 2,83±0,98 | 1,97±0,87 | 4,86±1,15 | 2,10±0,58 | 2,99±0,69 | 2,89±0,26

Поліклінікою | 24,03±2,54 | 24,02±2,68 | 26,57±2,36 | 38,93±1,96 | 45,77±2,03 | 35,04±0,73

Травмпунктом | 62,54±2,88 | 61,42±3,05 | 58,29±2,63 | 55,74±2,00 | 47,43±2,03 | 55,38±0,76

Міськими стаціонарами | 10,60±1,83 | 12,60±2,08 | 10,29±1,62 | 3,23±0,71 | 3,81±0,78 | 6,69±0,38

Всього | 100,00±0,00 | 100,00±0,00 | 100,00±0,00 | 100,00±0,00 | 100,00±0,00 | 100,00±0,00

На тлі загального зменшення числа хворих у відділенні, кількість нейрохірургічних хворих збільшилася і їх питома вага зросла з 13,5 до 27%. Число операцій при ЧМТ з 1996 по 2000 рр. збільшилося в 3,1 рази, при значному поліпшенні якості оперативних втручань, що підтверджується наявним зменшенням летальних результатів з 12% у 1996 р. до 4,0% — у 2000 р.

Результати лікування потерпілих на ЧМТ багато в чому залежать від вчасно і повноцінно проведеного обстеження в приймальному відділенні спеціалізованого нейрохірургічного стаціонару.

Аналіз роботи приймального відділення Донецького обласного центра за 5 років показав зменшення числа госпіталізованих хворих. Це пояснюється тим, що ліжковий фонд залишається колишнім, а навантаження на ліжко збільшується. Скорочення числа госпіталізованих постраждалих відбувається за рахунок потерпілих на струс головного мозку (2,6% за 5 років) (табл. 6).

Таблиця 6

Частота звертань і госпіталізації в стаціонар ДОКТМО і ДонНДІТО в залежності від тяжкості травми в динаміці за 5 років (абсолютні числа; % — з них госпіталізовано)

Тяжкість ЧМТ | Р о к и | Середня річна

1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000

Струс головного мозку | 1600

(35,9%) | 1644

(43,9%) | 1901

(44,7%) | 2336

(32,1%) | 2554

(33,3%)) | 2007

(38,0%)

Забої головного мозку | 340

(94,1%) | 321

(91,3%) | 298

(92,3%) | 274

(94,9%) | 320

(94,4%) | 311

(93,4%)

Стиснення

головного мозку | 245

(95,9%) | 230

(97,4%) | 221

(96,4%) | 233

(97,4%) | 194

(100%) | 225

(97,4%)

В с ь о г о | 2185

(51,7%) | 2195

(56,4%) | 2420

(55,3%) | 3023

(40,9%) | 3068

(43,9%) | 2542

(49,6%)

Оптимізація надання допомоги потерпілим на ЧМТ багато в чому визначається ефективністю лікування травматичних ТВВК.

Клініко-рентгенологічні особливості травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів вивчені у 890 потерпілих, що склало 6,5% усіх хворих із ЧМТ. Діагнози верифіковані клініко-рентгенологічно, включаючи комп'ютерну томографію, під час операцій або на аутопсії (276 випадків).

У розглянутій групі у 143 (16,07%) пацієнтів виявлені епідуральні крововиливи, у 512 (57,53%) — субдуральні, у 235 хворих — внутрішньомозкові гематоми (26,40%).

Проведене дослідження дозволило одержати достовірні дані про поширеність ТВВК серед населення м. Донецька в динаміці за 5 років (табл. 7).

Співвідношення осіб чоловічої статі до жіночої при наявності ТВВК, склало 5:1 у середньому за 5 років .

Епідуральні крововиливи превалюють у вікових групах до 45 років, а субдуральні та внутрішньомозкові — від 35 до 64 років.

Таблиця 7

Хронодинаміка травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів

в залежності від статі потерпілих (у ‰; M±m)

Стать | Р о к и | Середня річна

1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000

Чоловіча | 0,276±0,023 | 0,269±0,023 | 0,239±0,022 | 0,279±0,024 | 0,275±0,024 | 0,267±0,007

Жіноча | 0,060±0,010 | 0,055±0,010 | 0,047±0,009 | 0,046±0,009 | 0,058±0,010 | 0,053±0,003

Обидві статі | 0,158±0,012 | 0,153±0,012 | 0,135±0,011 | 0,152±0,012 | 0,157±0,012 | 0,151±0,011

Визначення оптимальних умов надання допомоги потерпілим з ТВВК базується на адекватному клініко-епідеміологічному дослідженні з урахуванням неврологічної, рентгенологічної та комп`ютерно-томографічної семіотики цієї патології.

Травматичні вогнищеві внутрішньочерепні крововиливи в більшості випадків (74,4%) піддавалися оперативному лікуванню, а 25,6% — хворі одержували консервативну терапію з позитивним ефектом (табл.8).

Таблиця 8

Розподіл травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів в залежності

від типу, методу і результату лікування (у %; М±m)

Тип крововиливу | Методи та результати лікування | Всього

Хірургічний | Консервативний

Виписані | Померли | Виписані

Епідуральні | 66,67±4,01 | 13,77±2,93 | 19,57±3,38 | 100,00±0,00

Субдуральні | 55,65±2,29 | 29,42±2,10 | 14,93±1,64 | 100,00±0,00

Внутрішньомозкові | 25,37±3,04 | 20,49±2,82 | 54,15±3,48 | 100,00±0,00

Сумарна підсумкова | 49,88±1,75 | 24,51±1,51 | 25,62±1,53 | 100,00±0,00

Післяопераційна летальність при епідуральних гематомах склала 13,8%, при субдуральних — 29,4%, а при внутрішньомозкових гематомах — 20,5%.

Виявлено істотну залежність позитивних результатів оперативного лікування травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів від віку потерпілих. У віці до 34 років сприятливих результатів після хірургічного видалення травматичних внутрішньочерепних гематом було в 3 рази більше, ніж у віці старше 55 років.

У хворих, що надійшли в ясній свідомості, у жодному випадку не був визначений несприятливий результат при всіх видах крововиливів. У той же час у потерпілих з ТВВК із порушеною свідомістю післяопераційна летальність коливалася від 6,8% (при приголомшеній свідомості) до 30,8% — у стані коми.

Для з'ясування залежності результатів оперативного лікування травматичних внутрішньочерепних гематом від термінів хірургічного втручання був проведений аналіз 488 спостережень.

Майже половина всіх хворих була оперована протягом першої доби після травми (47,4%). При цьому, серед оперованих у першу добу з приводу епідуральних гематом, летальність склала 18,8%, при субдуральних — 44,8%, а при внутрішньомозкових — 46,3%. Серед оперованих до трьох діб з моменту травми, летальних результатів при епідуральних гематомах не відзначено, при субдуральних — летальність склала 29,7%, а при внутрішньомозкових — 33,3% (табл.9).

Таблиця 9

Ефективність хірургічного лікування травматичних внутрічерепних гематом в залежності від типу та часу оперативного втручання (у %;М±m)

Час до операції | Тип крововиливу | Сумарна підсумкова

Епідуральні | Субдуральні | Внутрішньомозкові

Виписані | Померли | Виписані | Померли | Виписані | Померли

До 3-х годин | 16,22±3,50 | 1,80±1,26 | 12,78±1,67 | 7,02±1,28 | 2,13±1,49 | 6,38±2,52 | 17,72±1,55

До 1 доби | 34,23±4,50 | 9,91±2,83 | 9,77±1,49 | 11,28±1,58 | 28,72±4,67 | 20,21±4,14 | 29,64±1,86

До 3-х діб | 17,12±3,57 | 0,00±0,00 | 9,27±1,45 | 2,76±0,82 | 15,96±3,78 | 5,32±2,31 | 14,40±1,43

3-21 доба | 8,11±2,59 | 1,80±1,26 | 19,80±2,00 | 3,51±0,92 | 7,45±2,71 | 2,13±1,49 | 18,71±1,59

Понад 21 добу | 0,90±0,90 | 0,00±0,00 | 11,03±1,57 | 1,00±0,50 | 0,00±0,00 | 0,00±0,00 | 8,11±1,11

Не зазначено | 6,31±2,31 | 3,60±1,77 | 2,76±0,82 | 9,02±1,43 | 1,06±1,06 | 10,64±3,18 | 11,42±1,29

Всього | 82,88±3,57 | 17,12±3,57 | 65,41±2,38 | 34,59±2,38 | 55,32±5,13 | 44,68±5,13 | 100,00

±0,00

Разом | 100,00±0,00 | 100±0,00 | 100±0,00

При хірургічному лікуванні епідуральних гематом підгострого перебігу летальність зросла до 22,2%, при субдуральних склала 17,7%, а при внутрішньомозкових — 28,6%.

Оперативне лікування епідуральних гематом у період понад 21 добу було успішним. При хірургічному втручанні з приводу субдуральних гематом летальність в цей термін склала 9,1%. Хворі із внутрішньомозковими гематомами в цьому періоді не оперувалися.

Динаміка клінічної картини ТВВК не завжди визначається об`ємом гематоми. Нерідко внутрішньочерепні крововиливи об`ємом менше 60 мл проявляються швидким темпом розвитку порушень свідомості і грубих явищ декомпенсації.

Ця обставина свідчить про те, що стан хворого обумовлюється не тільки і не стільки об`ємом вогнищевого крововиливу, а залежить від багатьох факторів, які прямо або побічно впливають на стан хворих.

Найчастіше хворі з гематомами надходили в нейрохірургічний стаціонар у задовільному загальному стані (35,32%), рідше (24,32%) — у стані середньої тяжкості і тяжкому — (27,92%). Критичний стан мав місце в 12,43% випадків.

зв'язку з впровадженням у практику комп'ютерної томографії стало можливим проведення консервативного лікування вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів.

При порівняльному аналізі спостережень з ТВВК було виключено 77 випадків, які закінчилися летально. Це обумовлено тим, що ці хворі поступили в стаціонар у тяжкому і критичному стані, обумовленому значними травматичними змінами головного мозку та з супутніми ушкодженнями.

Виділено особливості застосування диференційованого лікування цієї патології в залежності від типу крововиливу та статі потерпілих (табл.10).

Таблиця 10

Розподіл травматичних вогнищевих епідуральних крововиливів в залежності від статі потерпілих, методу і результату лікування (у %; М±m)

Стать | Методи та результати лікування | Сумарна підсумкова

Оперативний | Консервативний

Виписані | Померли | Виписані

Чоловіча | 61,59±4,14 | 13,77±2,93 | 18,84±3,33 | 94,20±1,99

Жіноча | 5,07±1,867 | 0,00±0,00 | 0,72±0,72 | 5,80±1,99

Всього | 66,67±4,01 | 13,77±2,93 | 19,57±3,38 | 100,00±0,00

При епідуральних крововиливах консервативну терапію одержували 19,6% потерпілих. Субдуральні вогнищеві крововиливи виявлялися у 3,8 разу частіше в осіб чоловічої статі, ніж у жіночої (табл. 11).

Таблиця 11

Розподіл травматичних вогнищевих субдуральних крововиливів в залежності від статі потерпілих, методу і результату лікування (у %; М±m)

Стать | Методи та результати лікування | Сумарна підсумкова

Оперативний | Консервативний

Виписані | Померли | Виписані

Чоловіча | 44,56±2,29 | 22,81±1,94 | 11,73±1,48 | 79,10±1,88

Жіноча | 11,09±1,45 | 6,61±1,145 | 3,20±0,81 | 20,90±1,88

Всього | 55,65±2,29 | 29,42±2,10 | 14,93±1,64 | 100,00±0,00

Нехірургічне лікування при субдуральних гематомах було застосовано в 15% спостережень. Внутрішньомозкові вогнищеві крововиливи істотно відрізняються від оболонкових, що робить вибір тактики ведення хворих цієї категорії складним.

На відміну від оболонкових гематом, при внутрішньомозкових частіше (54,1%) застосовували нехірургічний метод лікування (табл.12).

Таблиця 12

Розподіл травматичних вогнищевих внутрішньомозкових крововиливів в залежності від статі потерпілих, методу і результату лікування (у %; М±m)

Стать | Методи та результати лікування | Сумарна підсумкова

Оперативний | Консервативний

Виписані | Померли | Виписані

Чоловіча | 22,93±2,94 | 16,59±2,60 | 42,44±3,45 | 81,95±2,69

Жіноча | 2,44±1,08 | 3,90±1,35 | 11,71±2,24 | 18,05±2,69

Всього | 25,37±3,04 | 20,49±2,82 | 54,15±3,48 | 100,00±0,00

Виявлено істотну залежність результатів диференційованого лікування гематом від віку і стану свідомості постраждалих (табл. 13).

Так, у групі до 34 років число сприятливих результатів оперативного лікування гематом відзначено частіше, ніж в інших вікових групах.

Хірургічне втручання було почато у 16,8% потерпілих з ТВВК, що знаходилися в ясній свідомості, у 54,8% — у стані оглушення, 13,3% — у сопорі і 15,1% хворих знаходилися в комі.

На вибір тактики лікування потерпілих з ТВВК істотний вплив робить об`єм гематом, визначений за даними комп'ютерної томографії.

Хворі з гематомами об`ємом до 40 мл в 2,7 рази частіше одержували консервативне лікування. При цьому відношення виписаних хворих до померлих у групі потерпілих, яким було виконане оперативне втручання, склало 2,3:1.

При внутрішньочерепних крововиливах об`ємом 41–90 мл оперованих хворих було в 15,8 рази більше, ніж тих, що одержували консервативне лікування. При цьому виписаних хворих після операцій було в 2,4 рази більше ніж померлих.

Таблиця 13

Залежність результатів лікування травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів від віку, стану свідомості потерпілих і методу лікування (у %;М±m)

Ознаки | Показники | Метод лікування гематом | Сумарна підсумкова

Хірургічний | Консервативний

Виписані | Померли | Виписані

Вік (років) | 15-34 | 14,16±1,22 | 4,43±0,72 | 7,27±0,91 | 25,86±1,534

35-54 | 24,75±1,51 | 10,59±1,08 | 10,84±1,09 | 46,18±1,75

55 і старше | 10,96±1,10 | 9,48±1,02 | 7,51±0,92 | 27,96±1,57

Всього | 49,88±1,75 | 24,51±1,51 | 25,62±1,53 | 100,00±0,00

Разом | 74,38±1,53

Стан свідомості | Ясне | 8,37±0,97 | 0,00±0,00 | 8,00±0,95 | 16,38±1,30

Оглушення помірне | 20,32±1,41 | 2,59±0,556 | 10,59±1,08 | 33,50±1,656

Оглушення глибоке | 7,02±0,90 | 2,46±0,54 | 3,20±0,62 | 12,68±1,17

Сопор | 6,65±0,87 | 3,94±0,68 | 2,34±0,53 | 12,93±1,18

Кома 1 | 5,05±0,77 | 6,16±0,84 | 1,23±0,39 | 12,44±1,16

Кома 11 | 2,46±0,54 | 7,27±0,91 | 0,25±0,17 | 9,98±1,05

Кома 111 | 0,00±0,00 | 2,09±0,50 | 0,00±0,00 | 2,09±0,50

Всього | 49,88±1,75 | 24,51±1,51 | 25,62±1,53 | 100,00±0,00

Разом | 74,38±1,53

При внутрішньочерепних гематомах об`ємом більш 91 мл консервативне лікування не проводилося. Позитивні результати при оперативному видаленні вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів були в 1,6 разу частішими, ніж несприятливі.

Нехірургічне лікування ТВВК, засноване на комплексній оцінці даних про хворого при наявності цілодобової чергової зміни нейрохірургів і роботи комп'ютерного томографа цілком реально і припустимо як метод вибору.

Аналіз диференційованого лікування травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів за 4 роки виявив відносний ріст оперативного видалення гематом і зниження на 5% частоти консервативного ведення потерпілих (рис.2).

Рис.2. Динаміка співвідношення хірургічного і нехірургічного лікування травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів.

Таким чином, застосування нехірургічного методу лікування ТВВК повинно бути суворо індивідуальним і виправдано у випадках загального задовільного або середнього ступеня тяжкості стану (за ШКГ 9–15 балів); порушення свідомості не глибше сопору, зсуві серединних структур не більше 5 мм з урахуванням віку, статі, локалізації та об`єму гематоми.

У випадках проведення нехірургічного лікування ТВВК із показниками, що перевищують зазначені, ризик цього методу стає невиправдано високим.

Кожний діагноз, встановлений лікарем пацієнтові з черепно-мозковою травмою, є і прогнозним діагнозом. Оцінюючи наявну інформацію, кожен лікар, базуючись на своєму досвіді і знаннях, обґрунтовує ту або іншу тактику лікування хворих. Причому, ці оцінки, маючи чисто суб`єктивну значимість, не завжди відповідають правильному рішенню.

Об'єднати знання лікарів-фахівців (рентгенологів, неврологів, нейрохірургів та ін.) у значній мірі дозволяють інформаційні технології, що виступають у ролі експерта, який спирається на об'єктивну (математичну) оцінку одержуваної інформації і відіграють істотну роль у вирішенні використання тих або інших методик лікування потерпілих з черепно-мозковою травмою.

Це істотно важливо при наявності у пацієнтів травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів, що вимагають особливого відношення до точності діагнозу та вибору тактики ведення хворих.

Одним із сучасних засобів прогнозування результатів травматичних вогнищевих внутрішньочерепних крововиливів у залежності від методу лікування є штучні нейронні мережі.

Для прогнозу результатів лікування ТВВК разом з Донецьким національним технічним університетом була розроблена спеціальна програма “Predict”. Вона використовує наявну базу даних “Медик–ЧМТ” для одержання необхідної інформації. Причому, набір ознак може коректуватися дослідником за його розсудом. Застосована методика нейронних мереж прогнозу результатів диференційованого лікування ТВВК базується на багатофакторному аналізі усієї інформації та подальшому вибору найбільш суттєвих ознак, які відіграють головну роль у вирішенні поставлених задач з найвищою точністю.

При прогнозі результатів диференційованого лікування епідуральних крововиливів на контрольному масиві спостережень точність склала 71%, при субдуральних крововиливах — 74%, а при внутрішньомозкових — 54%. В останньому випадку це обумовлено складністю оцінки стану потерпілих, коли крім внутрішньомозкових крововиливів, як правило, мали місце і вогнища забоїв мозку, що чинять виражений вплив на стан хворих.

Генетичні, або еволюційні алгоритми являють собою математичне рішення моделі розпізнавання образів. При побудові цієї моделі визначальним є вибір об’єму та змісту інформації, що надходить, яка повинна бути досить об'ємною, володіти достатньою розпізнавальною здатністю при витраті мінімального часу для її одержання.

Для реалізації цієї мети мінімізують кількість досліджуваних параметрів, що служать для опису об'єкта в безлічі ознак. Здійснення мети досягається шляхом перебору можливих моделей з добором оптимальної за прийнятими критеріями добору: співвідношення складності до прогностичних здібностей моделі.

Цей засіб вирішення поставленої задачі приводить до зростання кількості аналізованих моделей (із класу можливих) як 2n, де n — вихідне число ознак, що при великому числі ознак робить такий підхід практично не реалізованим.

Одним з рішень проблеми, що виникла, є застосування еволюційних алгоритмів і, зокрема, “генетичний алгоритм добору” значимих перемінних.

Еволюційний алгоритм — це оптимізований метод, що базується на еволюції популяції “осіб”. Кожна особа характеризується “пристосованістю” — багатомірною функцією її генів. Завдання