Мониторинг (медицина)

Устройство отображения медицинского монитора, используемое при анестезии

Пациент отделения интенсивной терапии немецкой больницы в 2015 году с экраном мониторинга, на котором в режиме реального времени отображается графическая электрокардиограмма , частота сердечных сокращений и артериальное давление.

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

Его можно проводить путем постоянного измерения определенных параметров с помощью медицинского монитора (например, путем непрерывного измерения жизненно важных показателей с помощью прикроватного монитора) и/или путем многократного выполнения медицинских тестов (например, мониторинга уровня глюкозы в крови с помощью глюкометра у людей с сахарный диабет ).

Передача данных от монитора на удаленную станцию ​​мониторинга называется телеметрией или биотелеметрией .

Классификация по целевому параметру

Мониторинг можно классифицировать по целям, представляющим интерес, в том числе:

• Сердечный мониторинг , который обычно относится к непрерывной электрокардиографии с оценкой состояния пациента относительно его сердечного ритма. Небольшой монитор, который носят с этой целью амбулаторные пациенты, известен как монитор Холтера . Кардиомониторинг может также включать мониторинг сердечного выброса с помощью инвазивного катетера Свана-Ганца .
• Гемодинамический мониторинг , который контролирует артериальное давление и кровоток в системе кровообращения. Артериальное давление можно измерить либо инвазивно с помощью вставленного датчика артериального давления , либо неинвазивно с помощью надувной манжеты для измерения артериального давления.
• Мониторинг дыхания , такой как:
  • Пульсоксиметрия , которая включает измерение процентного содержания насыщенного кислорода в крови , называемого SpO2, и измеряется с помощью инфракрасной манжеты на палец.
  • Капнография , которая включает в себя измерение CO ₂ , называемого EtCO2 в конце выдоха или концентрацией углекислого газа . Частота дыхания, отслеживаемая как таковая, называется AWRR или частотой дыхания в дыхательных путях .)
  • Мониторинг частоты дыхания через грудной датчик, канал ЭКГ или с помощью капнографии.
• Неврологический мониторинг , например внутричерепного давления . Также существуют специальные мониторы пациента, которые позволяют отслеживать мозговые волны ( электроэнцефалография ), концентрацию газового анестетика, биспектральный индекс (БИС) и т. д. Они обычно встроены в наркозные аппараты. В отделениях интенсивной терапии нейрохирургии мониторы ЭЭГ головного мозга имеют большую многоканальность и могут также отслеживать другие физиологические события.
• Мониторинг уровня глюкозы в крови
• Наблюдение за родами
• температуры тела Мониторинг с помощью клейкой подушечки, содержащей термоэлектрический датчик.
• Мониторинг терапии рака с помощью циркулирующих опухолевых клеток

Жизненно важные параметры

Наркозный аппарат со встроенными системами мониторинга нескольких жизненно важных параметров, включая артериальное давление и частоту сердечных сокращений.

Мониторинг жизненно важных параметров может включать в себя несколько из упомянутых выше и чаще всего включает, по крайней мере, артериальное давление и частоту сердечных сокращений , а предпочтительно также пульсоксиметрию и частоту дыхания . Мультимодальные мониторы, которые одновременно измеряют и отображают важные жизненно важные параметры, обычно интегрируются в прикроватные мониторы в отделениях интенсивной терапии и в наркозные аппараты в операционных . Это позволяет осуществлять постоянный мониторинг состояния пациента, при этом медицинский персонал постоянно информируется об изменениях общего состояния пациента. Некоторые мониторы могут даже предупреждать о приближающемся фатальном сердечном заболевании до того, как клинический персонал заметит видимые признаки, такие как фибрилляция предсердий или преждевременное сокращение желудочков (ПВС).

Медицинский монитор

или Медицинский монитор физиологический монитор — это медицинское устройство, используемое для мониторинга. Он 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.

Компоненты

Датчик

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

Компонент перевода

Транслирующий компонент медицинских мониторов отвечает за преобразование сигналов датчиков в формат, который можно отобразить на устройстве отображения или передать 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 численными показаниями рассчитанных параметров по исходным данным, таких как максимальное, минимальное и среднее значения, частота пульса и дыхания и т.д.

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

Современные медицинские устройства отображения обычно используют цифровую обработку сигналов (DSP), преимущества которой заключаются в миниатюризации , портативности и многопараметрических дисплеях, позволяющих одновременно отслеживать множество различных показателей жизнедеятельности.

Старые аналоговые дисплеи пациентов, напротив, были основаны на осциллографах и имели только один канал, обычно зарезервированный для электрокардиографического мониторинга ( ЭКГ ). Поэтому медицинские мониторы, как правило, были узкоспециализированными. пациента Один монитор будет отслеживать артериальное давление , другой — измерять пульсоксиметрию , третий — 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 множество жизней, но у них было несколько ограничений, включая чувствительность к электрическим помехам , колебаниям базового уровня и отсутствие числовых показаний и сигналов тревоги.

Ссылки на общение

Некоторые модели многопараметрических мониторов могут быть подключены к сети, т. е. они могут отправлять свои 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 с батарейным питанием, которые пациент носит с собой и которые передают данные через беспроводное соединение для передачи данных.

Цифровой мониторинг создал возможность, которая полностью разрабатывается, для интеграции физиологических данных из сетей мониторинга пациентов в развивающиеся больничные электронные медицинские карты и системы цифровых диаграмм с использованием соответствующих стандартов здравоохранения , которые были разработаны для этой цели такими организациями, как как IEEE и HL7 . Этот новый метод отображения данных о пациентах снижает вероятность ошибок в документации, вызванных человеческим фактором, и в конечном итоге приведет к сокращению общего потребления бумаги. Кроме того, автоматическая интерпретация ЭКГ автоматически включает в диаграммы диагностические коды. медицинского монитора Встроенное программное обеспечение может выполнять кодирование данных в соответствии с этими стандартами и отправлять сообщения в приложение для медицинских записей, которое их декодирует и включает данные в соответствующие поля.

Удаленная связь может быть полезна для телемедицины , которая предполагает 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 установке определенных критериев, например, когда какой-либо параметр превышает или падает за пределы уровня.

Мобильная техника

Совершенно новые возможности открывают мобильные мониторы, даже в подкожном исполнении. Этот класс мониторов доставляет информацию, собранную в сети тела ( BAN ), например, на смартфоны и реализованные автономные агенты .

Интерпретация контролируемых параметров

Мониторинг клинических параметров в первую очередь предназначен для выявления изменений (или отсутствия изменений) клинического статуса человека. Например, параметр насыщения кислородом обычно контролируют для выявления изменений дыхательной способности человека.

Изменение статуса по сравнению с вариабельностью теста

При мониторинге клинических параметров различия между результатами теста (или значениями постоянно контролируемого параметра через определенный интервал времени) могут отражать либо (или и то и другое) фактическое изменение состояния состояния, либо тест-ретестовую вариабельность метода тестирования.

На практике вероятность того, что разница обусловлена ​​вариабельностью результатов повторных тестов, почти наверняка может быть исключена, если разница превышает заранее определенную «критическую разницу». Эта «критическая разница» (CD) рассчитывается как:

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

, где:

• K – коэффициент, зависящий от предпочтительного уровня вероятности. Обычно он устанавливается на уровне 2,77, что отражает 95% интервал прогнозирования , и в этом случае существует менее 5% вероятность того, что результат теста станет выше или ниже критической разницы из-за вариабельности теста-повторного теста в отсутствие других факторов. .
• CV _a — аналитическая вариация
• CV _i — внутрииндивидуальная изменчивость

Например, если у пациента уровень гемоглобина 100 г/л, аналитическая вариация ( CV _a ) равна 1,8%, а внутрииндивидуальная изменчивость CV _i равна 2,2%, то критическая разница составляет 8,1 г/л. Таким образом, для изменений менее 8 г/л с момента предыдущего теста, возможно, необходимо учитывать возможность того, что изменение полностью вызвано изменчивостью результатов повторных тестов в дополнение к рассмотрению последствий, например, заболеваний или лечения.

Критические различия для некоторых анализов крови

Натрий	3%
Калий	14%
Хлористый	4%
Мочевина	30%
Креатинин	14%
Кальций	5%
Альбумин	8%
Глюкоза натощак	15%
Амилаза	30%
Раково-эмбриональный антиген	69%
С-реактивный белок	43%
Гликированный гемоглобин	21%
Гемоглобин	8%
Эритроциты	10%
Лейкоциты	32%
Тромбоциты	25%
Если не указано иное, критические значения приведены в Fraser 1989.

Критические различия для других тестов включают концентрацию альбумина в утренней моче с критической разницей в 40%.

Дельта-проверка

В клинической лаборатории дельта-проверка — это лабораторный метод контроля качества , который сравнивает текущий результат теста с предыдущими результатами теста того же человека и определяет, существует ли существенная разница, которую можно определить как критическое различие, как указано в предыдущем разделе. или определяется другими заранее определенными критериями. Если разница превышает заранее определенные критерии, результат сообщается только после ручного подтверждения персоналом лаборатории, чтобы исключить лабораторную ошибку как причину разницы. Чтобы пометить образцы как отличающиеся от предыдущих, выбираются точные пороговые значения, обеспечивающие баланс между чувствительностью и риском быть перегруженными ложноположительными флажками. Этот баланс, в свою очередь, зависит от различных видов клинических ситуаций, в которых используются пороговые значения, и, следовательно, разные пороговые значения часто используются в разных отделениях даже в одной больнице.

Техники в разработке

Разработка новых методов мониторинга — это передовая и развивающаяся область в интеллектуальной медицине , биомедицинской интегративной медицине , альтернативной медицине , индивидуальной профилактической медицине и прогностической медицине, в которой особое внимание уделяется мониторингу комплексных медицинских данных пациентов, людей из группы риска и здоровых людей. использование передовых, интеллектуальных, минимально инвазивных биомедицинских устройств , биосенсоров , лабораторий на чипе (в будущем наномедицина устройства, такие как нанороботы ), а также передовые компьютерные инструменты медицинской диагностики и раннего предупреждения с помощью короткого клинического интервью и назначения лекарств .

По мере развития биомедицинских исследований , нанотехнологий и нутригеномики , осознания возможностей человеческого организма по самовосстановлению и растущего осознания ограничений медицинского вмешательства с помощью химических препаратов (единственный подход к лечению старой школы), появляются новые исследования, которые показывают, какой огромный вред могут нанести лекарства. Исследователи работают над тем, чтобы удовлетворить потребность во всестороннем дальнейшем изучении и личном постоянном клиническом мониторинге состояния здоровья, сохраняя при этом устаревшее медицинское вмешательство в качестве крайней меры.

При 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. . Наше тело оснащено подсистемами, предназначенными для поддержания баланса и функций самовосстановления. Вмешательство без достаточных данных может повредить эти целебные подсистемы. Мониторинг в медицине заполняет пробел в предотвращении диагностических ошибок и может помочь в будущих медицинских исследованиях, анализируя все данные многих пациентов.

с использованием капсульной визуализации Эндоскопия

Примеры и приложения

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

Динамический контурный тонометр PASCAL. Монитор для выявления повышенного внутриглазного давления .

Мониторинг уровня глюкозы в крови

in vivo Устройства для мониторинга уровня глюкозы в крови могут передавать данные на компьютер, который может помочь с ежедневными рекомендациями по образу жизни или питанию , а вместе с врачом может дать рекомендации по дальнейшему исследованию у людей, находящихся в группе риска, и помочь предотвратить сахарный диабет 2 типа .

Стресс-мониторинг

Биосенсоры могут предупреждать о повышении уровня стресса до того, как человек сможет это заметить, а также выдавать предупреждения и предложения. Модели глубоких нейронных сетей, использующие данные фотоплетизмографии (PPGI) с мобильных камер, могут оценивать уровни стресса с высокой степенью точности (86%).

Биосенсор серотонина

Будущие биосенсоры серотонина могут помочь при расстройствах настроения и депрессии .

Питание на основе непрерывного анализа крови

В области научно обоснованного питания « лаборатория на чипе» имплантат , который может круглосуточно и без выходных проводить анализы крови , может обеспечивать непрерывные результаты, а компьютер может давать рекомендации или предупреждения по питанию.

Психиатр на чипе

В клинических исследованиях мозга доставка лекарств и Bio-MEMS на основе биосенсоры in vivo могут помочь в профилактике и раннем лечении психических расстройств.

Мониторинг эпилепсии

При эпилепсии следующие поколения долгосрочного видео-ЭЭГ-мониторинга могут прогнозировать эпилептические припадки и предотвращать их с помощью изменений повседневной жизнедеятельности, таких как сон , стресс , питание и управление настроением .

Мониторинг токсичности

Интеллектуальные биосенсоры могут обнаруживать токсичные материалы, такие как ртуть и свинец , и предупреждать об этом.

Минимальные стандарты мониторинга

Минимально приемлемый мониторинг

1. Клиническое наблюдение (индивидуальное)2. Пульсоксиметрия3. Неинвазивное артериальное давление4. ЭКГ5. Температура ядра6. Углекислый газ в конце выдоха (если установлена ​​эндотрахеальная трубка или надгортанное устройство воздуховода)

Дополнительный мониторинг, который должен быть доступен немедленно

1. Глюкоза в крови/капиллярах.2. Нервный стимулятор

Дополнительный мониторинг, который должен быть доступен

1. Диурез2. Инвазивный мониторинг давления (артериальная линия, центральное венозное давление)3. Мониторинг сердечного выброса4. Доступ к гематологическим и биохимическим исследованиям.

Необходимый мониторинг

Присутствие анестезиолога во время анестезии

А. Индукция и поддержание анестезии

1. Пульсоксиметр2. Неинвазивный мониторинг артериального давления.3. Вдыхаемый и выдыхаемый кислород, углекислый газ, закись азота и пары.4. Давление в дыхательных путях5. Нервный стимулятор при использовании миорелаксантов.6. Температура (до операции) и для любой процедуры длительность анестезии >30 мин.

Б. Выход из наркоза

1. Пульсоксиметр2. Неинвазивный тонометр.3. Электрокардиограф.4. Капнограф, если у пациента установлена ​​эндотрахеальная трубка или надгортанное устройство для воздуховода или он находится под глубоким наркозом.5. Температура

С. Дополнительный мониторинг

1. Некоторым пациентам потребуется дополнительный мониторинг: например, внутрисосудистого давления, сердечного выброса.2. Мониторы глубины анестезии рекомендуются, когда пациенты подвергаются тотальной внутривенной анестезии.

D. Региональные методы и седация при оперативных вмешательствах.

1. Пульсоксиметр2. Неинвазивный мониторинг артериального давления.3. Электрокардиограф.4. Монитор углекислого газа в конце выдоха, если пациент находится под седативным действием.

См. также

• Медицинское оборудование
• Медицинский тест
• Протокол MECIF
• Наноэлектромеханическая система (НЭМС)
• Функциональная медицина
• Беспроводная амбулаторная ЭКГ

Дальнейшее чтение

• Мониторинг уровня сознания во время анестезии и седации , Скотт Д. Келли, доктор медицинских наук, 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. Хэй-младший, ISBN   978-0-521-41951-2
• Медицинская нанотехнология и наномедицина (Перспективы нанотехнологий) , Гарри Ф. Тиббалс, ISBN   978-1-4398-0874-0

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с медицинским мониторингом, на Викискладе?