Тульский государственный университет, г. Тула

Эта работа опубликована в сборнике "НАУКИ О ЧЕЛОВЕКЕ" – Сборник статей молодых ученых и специалистов /Под ред. Л.М. Огородова, Л.В. Капилевич. – Томск, СГМУ.- 2002.-254 с.

Скачать сборник целиком

Аппаратура искусственной вентиляции легких (ИВЛ) занимает одно из ведущих мест среди методов искусственного жизнеобеспечения. Она применяется в интенсивной терапии, скорой помощи, пульмонологии. Появление новых методик и переход к режимам вспомогательной вентиляции предполагает работу аппарата с различными видами дыхания пациента. Для эффективной организации респираторной поддержки, целью которой является адаптация к сохраненному дыханию пациента, на первый план выступает требование о регистрации сигнала непосредственно за началом его воздействия и оценивание параметров с максимально достижимой скоростью, причем следует учитывать возможность очень слабого дыхания.
В дыхательном контуре начало спонтанного вдоха пациента и его контроль обычно осуществляется по заданной врачом величине давления. В процессе работы невозможна автоматическая корректировка параметров, поэтому часто происходит несовпадение работы аппарата искусственной вентиляции легких и дыхания человека [1].
При измерении разницы давлений правильный прием и регистрация сигнала затруднены из-за воздействий сторонних случайных возмущений. Поэтому выработка критерия принятия решения (установление порогового значения давления) для воздействия на человека должна осуществляться по более сложному алгоритму. Теоретической базой задачи регистрации является современная теория статистических решений [2], на основе которой строится методика нахождения начала дыхательного движения пациента. Т. к. в процессе наблюдения продолжительность является одним из определяющих факторов, используется метод последовательного анализа. В данном случае проверка гипотез (обработка результатов измерения давления) происходит на каждом этапе наблюдения с получением очередного отсчета. При этом применяется критерий отношения вероятностей. Выдвигаются 2 гипотезы о присутствии и об отсутствии полезного сигнала в выборке. На каждом этапе составляется отношение правдоподобия, определяемое исходя из априорных плотностей вероятности по каждой гипотезе в выборке из m - элементов (m - номер последнего отсчета). Полученная величина сличается с двумя постоянными пороговыми значениями А и В (А>В), которые зависят от заданных условных вероятностей включения клапана раньше времени и запаздывания регистрации вдоха. При попадании в одну из областей принятия решений делается вывод о наличии сигнала в выборке, либо о его отсутствии, в случае неопределенности испытание продолжается, т.е. берется (m+1) -й отсчет, и так далее, пока после некоторого и-го отсчета положение не определится. Таким образом, метод последовательного анализа является оптимальным, так как заданная верность достигается при наименьшем среднем числе измерений.
Приведенный математический подход позволяет построить алгоритм определения начала вдоха и выдоха. С помощью метода последовательного анализа с переменным объемом выборки возможен учет влияющих факторов при непосредственной обработке и исследовании результатов измерений каждого пациента. Это дает возможность реализовывать алгоритмы респираторной поддержки в аппаратах искусственной вентиляции легких при различных видах слабого дыхания пациентов с учетом их изменяющихся характеристик и параметров.

Литература
1.    Сметнев А.С., Юревич В.М. Респираторная терапия в клинике внутренних болезней. - М.: Медицина, 1984, 224с.
2.    Ван Трис. Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1. Пер. с англ., под ред. проф. В.И. Тихонова. М., 1972, 744 с