CC BY
38
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
УДК: 615.47 DOI: 10.24411/1609-2163-2018-16007
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СКАНЕР-ПРИСТАВКА ДЛЯ МОНИТОРИНГА ОБЪЕМА МАТКИ В
ПОСЛЕРОДОВОМ ПЕРИОДЕ
А.М. ЗИГАНШИН*, Ю.О. УРАЗБАХТИНА**, В.А. КУЛАВСКИЙ*, Н.И. НИКИТИН*, З.Р. ГАЛИАКБЕРОВА***
'ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России,
ул. Ленина 3, г. Уфа, 450008, Россия "ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», ул. К. Маркса 12, г. Уфа, 450008, Россия
"'ФГБОУВО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России,
ул. Воровского 64, г. Челябинск, 454092, Россия
Аннотация. Основной причиной материнской смертности во всем мире по данным ВОЗ являются кровотечения. В мире ежедневно от кровотечения умирает в среднем 500 женщин, и в 50% случаев это связано гипо-атоническим кровотечением в послеродовом периоде. В статье авторами предлагается схема функциональная ультразвуковой сканер-приставки для автоматического, неин-вазивного мониторинга объёма матки в послеродовом периоде. В значительном количестве случаев это связано с отсутствием современных методов диагностики в раннем послеродовом периоде. Авторами подробно описана схема функциональная сканер-приставки, позволяющая мониторировать объём полости матки для диагностики тяжести кровопотери в послеродовом периоде. Сканер-приставка оснащена системой оповещения и обработки сигналов, позволяющей передавать информацию о состоянии пациенток в реальном масштабе времени по технологии Bluetooth, оповещать аудио-видео сигналами медицинский персонал. Внедрение предлагаемой сканер-приставки позволит своевременно диагностировать, оповестить персонал о необходимости своевременного начала мероприятий по остановке маточного кровотечения, что будет способствовать раннему началу лечебных мероприятий по профилактике маточного кровотечения в раннем послеродовом периоде, снизит частоту развития массивного кровотечения, тем самым материнскую смертность.
Ключевые слова: ультразвуковое исследование, мониторинг, послеродовое кровотечение, материнская смертность.
Введение. Одной из главных причин материнской смертности (МС) во всем мире являются кровотечения, входящие в «большую пятерку» причин материнской смертности ВОЗ, включающих сепсис, эклампсию, клинически узкий таз и небезопасный аборт [11,12]. Распространенность послеродовых кровотечений (более 500 мл) в мире, составляет примерно 6% от всех беременностей, тяжелых (более 1000 мл) - около 2%. Ежедневно от акушерских кровотечений в мире погибают 500 женщин [9]. В среднем в России умирает одна женщина в сутки от причин, связанных с беременностью и родами, причем каждая седьмая из них от кровотечения, которое в 50% обусловлено гипо-атонией матки в послеродовом периоде [10, 11]. Причиной атонии матки может быть любой процесс нарушающий способность к ретракции матки, которая наблюдается в 75-90% случаев массивного акушерского кровотечения, причем частота данного осложнения увеличивается при оперативном родоразрешении в 3-5 раз, по
сравнению с родами через естественные родовые пути [4]. Частота кровотечений в послеродовом периоде в РФ составляет 10,8 на 1000 родов [2]. Фактором, определяющим столь высокие показатели МС от кровотечений, является отсутствие стандартизированных подходов к диагностике и лечению геморрагических осложнений в акушерстве [9,16].
В существующих клинических рекомендациях «Профилактика, лечение и алгоритм ведения при акушерских кровотечениях» основное внимание направлено на методы остановки кровотечения, вопросы диагностики ограничиваются классическим приемом определения высоты стояния матки (пальпацией матки), осмотром последа и оболочек, шейки матки, родовых путей и наружных половых органов, определение показателей гемостазиограммы и УЗИ, что не вполне отвечает современным требованиям и зачастую является причиной неди-агностированного кровотечения в послеродовом периоде [8,12]. Так, результаты аудита слу-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
чаев «Near Miss» в Забайкальском крае выявили недооценку кровопотери в 44% случаях, что привело к отсроченному выполнению оперативного вмешательства в 55% случаях [3], что свидетельствует о низкой эффективности существующих методов диагностики и запоздалом оказании медицинской помощи. Рекомендованный клиническим протоколом ультразвуковой метод исследования не устраивает клиницистов ввиду потери времени на выполнение процедуры и увеличения кровопотери. Увеличение объёма кровотечения способствует росту развития наиболее жизнеопасных - коа-гулопатических кровотечений (2% на 1000 родов) и является основным показанием для проведения в дальнейшем органоуносящей операции (гистерэктомии) в послеродовом периоде, которая на сегодня составляет 1,48 на 1000 родов [1,5,7,13].
В последние годы для контроля за течением инволютивных процессов послеродовой матки широко применяются ультразвуковые методы исследования. Однако проведенный обзор литературы показал, что сканирующих устройств, позволяющих с высокой точностью определить размеры (объём) полости матки в автоматическом режиме не существует, что требует разработки новых технических решений. Ультразвуковое сканирование по заданной программе позволяет с высокой точностью установить любое изменение размеров матки и по объёму определить степень кровопотери по действующей классификации оценки кровопо-тери. Начало послеродового кровотечения характеризуется значительным скоплением сгустков крови в полости матки, что вызывает увеличение размеров и объёма матки. Объём полости матки можно рассчитать по формуле Brunn, где умножение длины, ширины и высоты матки на установленный коэффициент позволяет вычислить объём и соответственно степень кровопотери [14,15]. Все это свидетельствует о необходимости разработки методики автоматического не инвазивного сканирования объёма полости матки и оценки тяжести кро-вопотери.
Цель исследования - создание схемы функциональной ультразвуковой сканер-приставки для дальнейшей разработки устройства.
Материалы и методы исследования. В
соответствии с целью исследования разработана структурно-функциональная модель ультра-
звуковой сканер-приставки для мониториро-вания объёма матки в послеродовом периоде. Структура сканер-приставки синтезирована на основе современных функциональных требований к аппаратуре слежения: неинвазивность, возможность автоматического мониторирова-ния, оповещения медицинского персонала, простота и надежность в эксплуатации. Схема функциональная, включающая основные блоки и узлы представлена на рис.
Рис. Схема функциональная сканер-приставки. 1 - пациент, 2 - биплановый ультразвуковой датчик, 3 - аппарат УЗИ, 4 - программный блок, 5 - микропроцессор, 6 - блок визуализации, 7 - мобильный телефон, 8 - сервер
Результаты и их обсуждение. После закрепления на переднюю брюшную стенку пациентки ультразвукового датчика, задается программа сканирования, определяются режим мониторирования (автоматический / текущий), продолжительность (непрерывный / постоянный), вид подачи сигнала (аудио-видеосигнал, Bluetooth) на телефон медицинского персонала [6]. Следует отметить, что для получения данных об объеме полости матки необходимо использовать биплановый ультразвуковой датчик с двумя плоскостями сканирования. Полученная информация об изображении проходит несколько стадий: загрузка изображения, обработка изображения, векторизация изображения, выделение и распределение изображения, поиск пикселей, соответствующих сгусткам крови и определение границ матки с последующим вычислением объёма. Обработка загруженного изображения проводится в микропроцессоре в несколько этапов: первый - пре-
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2018 - Т. 25, № 2 - С. 156-161 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
добработка изображения, которая заключается в использовании морфологических методов обработки изображений для последующего удаления эхо-теней, затрудняющих процесс распознавания области интереса. Второй - совершается векторизация изображения, где полученное изображение преобразуется из графического вида в векторный так, что длина вектора равна числу пикселей изображения. На третьем этапе проводится разделение изображения и определение количества точек границ матки для последующего расчета объёма матки.
Для обеспечения функционирования устройства для мониторинга объема матки в послеродовом периоде, способного передавать информацию о состоянии размеров матки пациентки в реальном масштабе времени по технологии Bluetooth возникает необходимость создания многоагентной информационной системы, и обеспечения обмена данными с мобильным устройством, для последующей записи и обработки сигналов.
Для связи системы по Bluetooth с мобильным устройством необходима разработка специализированного программного обеспечения для микропроцессора (МП), при использовании которого взаимодействие МП и мобильного устройства происходит на базе кодового уровня. Разрабатываемое программное обеспечение должно удовлетворять следующим требованиям:
- оцифровка полученного сигнала;
- обработка оцифрованного сигнала;
- передача обработанного сигнала на запись в мобильное устройство.
На основе приведенных выше требований разработан алгоритм работы кода.
В процессе работы алгоритма происходит подготовка «кейсов» сообщений для приёма и передачи, а также установка флагов о готовности. После подготовки осуществляется вывод сообщения на экран и в случае удачного ответа от сервера, происходит переход в режим отправки команд.
Отдельно следует разработать модуль отправки и приёма сообщений, состоящий из исходного кода и заголовочного файла.
Модуль должен выполнять следующие функции:
- иметь окно ввода сообщений;
- предоставлять пользователю возможность настраивать программные параметры;
- осуществлять приём и отправку сообщения с помощью двух конечных автоматов, которые по мере пересылки байтов меняют своё состояние;
- оповещать пользователя о принятом сообщении;
- сохранять сообщения и прикрепленные файлы на энергонезависимой памяти устройства;
- осуществлять проверку сообщения на соответствие и проводить обработку ошибок.
Программное приложение, предлагаемое авторами разработано таким образом, что в случае возникновения критических ситуаций, персоналу немедленно будет направлен ряд сигнализирующих уведомлений, в случае если персонал их игнорирует, данные об этом поступают на сервер больницы, откуда впоследствии совершается ряд телефонных звонков персоналу. Использование данного устройства позволит вести непрерывный мониторинг пациента без причинения ему дискомфорта, возникающего при использовании проводных технологий.
Для определения степени и тяжести крово-потери предлагаем в существующую классификацию оценки тяжести кровопотери внести дополнительные диагностические параметры включающие изменения объёма (табл.).
Таблица
Сигналы оповещения блока визуализации
Классификация по степени тяжести кровопотери
Показатель Степень тяжести
Компенсированное состояние (I) Легкая (II) Умеренная (III) Тяжелая (VI)
Объём кровопотери (мл.) 100-1000 (10-15%) 1000-1500 (15-25%) 500-2000 (25-30%) 20003000 (30-45%)
Изменения АД сист. (мм рт.ст.) нет Умеренное снижение (80-100) Значительное снижение (70-80) Выраженное снижение (50-70)
Клинические симптомы учащенное сердцебиение, головокружение, тахикардия слабость, тахикардия, потоотделение беспокойство, спутанность, бледность, олигоурия коллапс, анурия, нарушение дыхания
Увеличение объёма от исходного значения (см3) 0-15% 15-25% 25-30% 30-45%
Цвет Зеленый Желтый Синий Красный
Сигнал Тихая мелодия Средний звук Громкий звук Сирена
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
Таким образом, возможности компьютерных технологий и ультразвукового сканирования позволяют провести автоматическое сканирование полости матки, возможность мобильного оповещения медицинского персонала. Разработка подобных устройств позволит улучшить диагностику послеродового кровотечения, своевременно начать мероприятия по остановке маточного кровотечения в послеродовом периоде.
Выводы. Предложена схема функциональной ультразвуковой сканер-приставки для ав-
томатического, неинвазивного мониторинга объёма матки в послеродовом периоде предназначенной для оповещения медицинского персонала о необходимости начала мероприятий по остановке маточного кровотечения. Функциональные особенности сканер-приставки, заложенные в схеме, позволяют: провести не-инвазивно, в автоматическом режиме монито-рирование полости матки, оповестить медицинский персонал о начале и степени тяжести кровопотери.
ULTRASONIC SCANNER-INSTRUCTION FOR MONITORING VOLUME OF UTERINE IN THE
POSTPARTUM PERIOD
A.M. ZIGANSHIN*, Yu. O. URAZBAKHTINA**, V.A. KULAVSKY*, N.I. NIKITIN*, Z.R. GALIAKBEROVA***
° Bashkir State Medical University, Ministry of Health of Russia, Lenin Str., 3, Ufa, 450008, Russia " Ufa State Aviation Technical University, K. Marx Str., 12, Ufa, 450008, Russia *** South Ural State Medical University, Ministry of Health of Russia, Vorovsky Str., 64, Chelyabinsk, 454092, Russia
Abstract. The main cause of maternal mortality in the world according to the WHO, is a bleeding. In the world, 500 women die every day from bleeding, and in 50% of cases it is due to hypo-atonic bleeding in the postpartum period. In the article the authors proposed a scheme of a functional ultrasound scannerattachment for automatic, non-invasive monitoring of volume of the uterus in the postpartum period. In a significant number of cases, this is due to the lack of modern diagnostic methods in the early postpartum period. The authors described in detail the scheme of a functional scanner-attachment that allows monitoring volume of the uterine cavity for diagnosing the severity of blood loss in the postpartum period. The scanner-prefix is equipped with a signaling and signal processing system that allows transmitting information about the status of patients in real time using Bluetooth technology and to notify medical personnel of signals by audio-video signals. The introduction of the proposed scanner-prefix will allow to diagnose in a timely manner, notify the staff about the need for timely initiation of measures to stop uterine bleeding, which will promote the early initiation of therapeutic measures for the prevention of uterine bleeding in the early postpartum period, reduce the incidence of massive bleeding, thereby maternal mortality.
Keywords: ultrasound, monitoring, postpartum hemorrhage, maternal mortality.
Литература
1. Айламязан Э.К. Неотложная помощь при экст-рагенитальных состояниях в акушерской практике Санкт-Петербург: Спец-Лит, 2007. 400 с.
References
1. Ailamazyan EK. Neotlozhnaya pomoshch' pri ehkstragenital'nyh sostoyaniyah v akusherskoj prak-tike [Emergency care for extragenital conditions in obstetric practice]. Sankt-Peterburg, Spec-Lit; 2007. Russian.
2. Бантьева М.Н. Анализ показателей родовспоможения в России в динамике за 2006-2015 гг. // Акушерство гинекология и репродукция 2015. №4. С. 54-59.
3. Белокриницкая Т.Е., Иозефсон С.А., Лига В.Ф., Анохова Л.И., Белозерцева Е.П., Хавень Т.В. Голы-гин Е.В. Аудит случаев «Near Miss» в Забайкальском крае в 2014 году // ЭНИ Забайкальский меди-
2. Bant'eva MN. Analiz pokazatelej rodovspomoz-heniya v Rossii v dinamike za 2006-2015 gg. [Analysis of the rates of obstetrics in Russia in the dynamics at 2006-2015] Akusherstvo ginekologiya i reprodukciya 2015;4:54-9. Russian.
3. Belokrinitskaya TE, Iozefson SA, Liga VF, Anoho-va LI, Belozerceva EP, Haven' TV. Golygin E.V. Audit sluchaev «Near Miss» v Zabajkal'skom krae v 2014 godu [Audit of "Near Miss" cases in Trans-Baikal Ter-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
цинский вестник. 2015. № 2. С. 137-141.
4. Зайнуллина М.С., Корнюшина Е.А., Кривонос М.И. Стратегия преодоления материнской смертности, обусловленной кровотечением // Журнал акушерства и женских болезней. 2015. Т. ЬХ^. С. 33-41.
ritory in 2014]. EHNI Zabajkal'skij medicinskij vestnik. 2015;2:137-41. Russian.
4. Zajnullina MS, Kornyushina EA, Krivonos MI. Stra-tegiya preodoleniya materinskoj smertnosti, obuslov-lennoj krovotecheniem [Strategy to overcome maternal mortality caused by bleeding]. ZHurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2015;LXIV:33-41. Russian.
5. Зиганшин А.М., Кулавский Е.В., Зиганшина Э.А. Хирургический метод остановки кровотечения // Материалы XV Всероссийской научно-практической конференции «Многопрофильная больница: проблемы и решения». Ленинск-Кузнецк, 2011. С.159.
5. Ziganshin AM, Kulavskij EV, Ziganshina EHA. Hirurgicheskij metod ostanovki krovotecheniya [Surgical method of stopping bleeding]. Materialy XV Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Mnogoprofil'naya bol'nica: problemy i resheniya». Leninsk-Kuzneck. 2011. Russian.
6. Зиганшин А.М., Кулавский В.А., Беглов В.И., Гайнуллин А.К. Устройство для крепления ультразвукового датчика при проведении контроля и мониторирования матки в раннем послеродовом периоде // Патент №156770, РФ, МПК7. М.30.03.2015
7. Курцер М.А. Оперативное акушерство Монро Керра. Москва, 2010. 392 с.
8. Клинические рекомендации. Профилактика, лечение и алгоритм ведения при акушерских кровотечениях. Клинические рекомендации, №154/10/2-3792. Москва, 2014. 23 с.
9. Макацария А.Д., Червенака Ф.А., Бицадзе В.О. Беременность высокого риска. Москва: ООО Издательство МИА, 2015. 920 с.
10. Макарова Е.С., Павлов О.Г., Сурвилло Е.В., Евдокимова Д.В. Подготовка шейки матки к родам мифепристоном в разных дозах // Вестник новых медицинских технологий. 2015. Т. 22, № 3. С. 133138. БО!: 10.12737/13315.
6. Ziganshin AM, Kulavskij VA, Beglov VI, Gajnullin AK; inventors. Ustrojstvo dlya krepleniya ul'trazvu-kovogo datchika pri provedenii kontrolya i monitori-rovaniya matki v rannem poslerodovom periode [Device for fixing the ultrasonic sensor for monitoring and monitoring the uterus in the early postpartum period]. Russian Federation patent RU №156770, MPK7. M.30.03.2015. Russian.
7. Kurcer MA. Operativnoe akusherstvo Monro Ker-ra [Operative Obstetrics Monroe Kerr]. Moscow; 2010. Russian.
8. Klinicheskie rekomendacii. Profilaktika, lechenie i algoritm vedeniya pri akusherskih krovotecheniyah. [Prophylaxis, treatment and algorithm for conducting obstetric bleeding. Clinical recommendations], 154/10/2-3792. 2014: Russian.
9. Makacariya AD, CHervenaka FA, Bicadze VO. Beremennost' vysokogo riska [High risk of pregnancy] Moscow: Open Company. MIA; 2015. Russian.
10. Makarova ES, Pavlov OG, Survillo EV, Evdokimo-va DV. Podgotovka shejki matki k rodam mifepristo-nom v raznyh dozah. [Preparation of the cervix for mifepristone in different doses]. Vestnik novyh medi-cinskih tekhnologij. 2015;22(3):133-8. Russian. DOI: 10.12737/13315.
11. Мамиев В.О. Оптимизация подхода к снижению кровопотери в раннем послеродовом периоде: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Волгоград, 2014. 24 с.
12. Овчинкин О.В., Овчинкина Т.В., Павлов О.Г. Персональное моделирование заболеваний сердечно-сосудистой системы с применением нейронных сетей и инструментальных средств // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18, № 4. С. 41-43.
11. Mamiev VO. Optimizaciya podhoda k snizheniyu krovopoteri v rannem poslerodovom periode [Optimization of the approach to reducing bleeding in the earlier postpartum period] [dissertation]. Volgograd (Volgograd region); 2014. Russian.
12. Ovchinkin OV, Ovchinkina TV, Pavlov OG. Per-sonal'noe modelirovanie zabolevanij serdechno-sosudistoj sistemy s primeneniem nejronnyh setej i instrumental'nyh sredstv [Personal modeling of diseases of the cardiovascular system with the use of neural networks and tools]. Vestnik novyh medicins-kih tekhnologij. 2011;18(4).41-3. Russian.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 2 - P. 156-161
13. Павлов О.Г. Прикладные вопросы ситуационного управления в социально-медицинской сфере. Старый Оскол: ТНТ, 2009. 276 с.
14. Brunn J., Block U., Ruf G. Volumetrie der Schilddrusenlappen mittels Realtime-Sonogrpahie // Dtsch Med Wochenschr. 1981. Bd. 106. P. 1338-1340.
15. Say L., Souza J.P., Pattinson R.S. WHO working group on Maternal Mortality and Morbidity classifications. Maternal near miss-towards a standard tool for monitoring quality of maternal health care // Best Pract. Res. Clin. Obst. Gynecol. 2009. Vol. 23, №3. P. 287-296.
16. Sousa J.P. The WHO maternal near-miss approach and the maternal severity index model (msi): tools for assessing the management of severe maternal morbidity // PloS One. 2012. Vol. 8. P. 1371.
13. Pavlov OG. Prikladnye voprosy situacionnogo upravleniya v social'no-medicinskoj sfere. [Applied issues of situational management in the social and medical sphere] Staryj Oskol: TNT; 2009. Russian.
14. Brunn J, Block U, Ruf G. Volumetrie der Schilddrusenlappen mittels Realtime-Sonogrpahie. Dtsch Med Wochenschr. 1981;106:1338-40.
15. Say L, Souza JP, Pattinson RS. WHO working group on Maternal Mortality and Morbidity classifications. Maternal near miss-towards a standard tool for monitoring quality of maternal health care. Best Pract. Res. Clin. Obst. Gynecol. 2009;3:287-96.
16. Sousa JP. The WHO maternal near-miss approach and the maternal severity index model (msi): tools for assessing the management of severe maternal morbidity. PloS One. 2012;8:1371.
