В каких случаях вводят в искусственную кому: Медикаментозная седация

Осложнения после COVID-19

«У него был тромбоз глубоких вен. Легочная эмболия слева и справа. Он перенес инфаркт головного мозга, инсульт. Левая рука не двигалась вообще. Это типичная картина для больных COVID-19, у которых болезнь протекает в тяжелой форме», — так описывает состояние Шмитдгена его лечащий врач.

После того, как Петера Шмидтгена вывели из комы, его состояние улучшилось, но последствия для здоровья оказались очень серьезными. «Он страдает от так называемой ретроградной амнезии. Не помнит почти ничего, с того момента, как оказался в больнице. Все, что с ним происходило, он знает по рассказу врачей», — говорит Сильвия Линденберг.

С июня Петер Шмидтген проходит реабилитацию в Рейнско-вестфальском реабилитационном центре для людей с заболеваниями органов дыхания. «Когда я увидел себя в зеркале после того, как пришел в себя, — не узнал. Я похудел больше чем на 10 кг. Поначалу совсем не мог ходить, только лежал. Сейчас ко мне три раза в день приходят физиотерапевты. Я потихоньку начинаю что-то делать сам. Уже самостоятельно умываюсь», — рассказывает мужчина о своем нынешнем состоянии.

Тяжелая форма COVID-19 при отсутствии хронических заболеваний

Не считая возраста, 66-летний Петер Шмидтген не относился к пациентам из группы риска. У него не было никаких хронических заболеваний, лишнего веса, проблем с давлением или уровнем сахара в крови. Его рост 1 метр 82 см, а вес не превышал 80 кг. «Я всегда был очень активным. Занимался спортом. Ездил на велосипеде, зимой катался на лыжах. Болели другие, но не я», — рассказывает мужчина.

Вместе с женой Шмидтген любил путешествовать. Они объехали полмира и два года назад побывали даже в Антарктиде. «Однажды я на велосипеде проехал через все Соединенные Штаты: от Атлантики до Тихого океана. И на Эвересте я тоже однажды побывал. Именно там я впервые почувствовал, как это, когда тебе не хватает воздуха. На такой высоте очень мало кислорода. Ты вынужден быстро дышать, но кислород не поступает в легкие», — вспоминает о своих поездках мужчина.

Он не знает, как и где был инфицирован коронавирусом. «Я всегда считал, что у меня сильный иммунитет и нет никакой генетической предрасположенности к тяжелым заболеваниям. Моя мать прожила 99 лет и всегда была бодра и активна», — говорит Шмидтген.

Но это убеждение оказалось ложным, признает теперь он. Сейчас он говорит о том, что на своем примере хотел бы показать тем, кто до сих пор не верит в существование нового вируса, насколько серьезна и реальна эта опасность.

С ним согласна и его лечащий врач Сильвия Линденберг, через чьи руки прошли многие пациенты, переболевшие ковидом. «Было бы хорошо, если бы все, кто отрицает коронавирус, увидели, как на самом деле обстоят дела в палате интенсивной терапии, где лежат коронавирусные больные. Я считаю, что это очень важно, каждый раз напоминать о том, что COVID-19 — тяжелая болезнь, вызываемая коронавирусом, и к ней не нужно относиться легкомысленно», — говорит врач.

Что такое ИВЛ, и как она спасает жизни при заражении коронавирусом? | Европа и европейцы: новости и аналитика | DW

Заболевание COVID-19 поражает преимущественно нижние дыхательные пути, и у 20% людей, зараженных вирусом SARS-CoV-2, он проникает глубоко в легкие. При этом состояние больного быстро становится критическим, и самых тяжелых пациентов необходимо срочно поместить в отделение интенсивной терапии и подключить к аппаратам искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

В Италии и Испании — странах, наиболее пострадавших от коронавируса, — больницы часто не справляются с наплывом пациентов: мест в отделениях интенсивной терапии с «вентиляторами», как медики называют ИВЛ, не хватает, поэтому врачам иногда приходится делать выбор в пользу тех, у кого больше шансов выжить. 

Когда нужна искусственная вентиляция легких? 

Искусственная вентиляция необходима в тех случаях, когда легкие больше не могут вдыхать достаточно кислорода и выдыхать собравшийся в них углекислый газ. В этом случае аппараты ИВЛ берут на себя функции дыхательной системы.

Своевременное подключение к «вентилятору» максимально увеличивает шансы на выживание. Если человека, который перестал дышать, не подключить к аппарату ИВЛ, его внутренние органы перестают снабжаться кислородом. Вскоре после этого перестает биться сердце, прекращается кровоснабжение, и в течение нескольких минут пациент умирает. 

Как работают аппараты ИВЛ?

Принцип, по которому работают аппараты ИВЛ, называется вентиляцией с положительным давлением. Они закачивают насыщенный кислородом воздух в легкие и откачивают из них жидкость. Звучит просто, но в действительности это сложный процесс. Современные аппараты ИВЛ обладают множеством различных режимов вентиляции легких, которые используются в зависимости от конкретной ситуации. 

Во время пандемии больницы в Италии переполнены

При вентиляции с контролируемым давлением (Pressure Controlled Ventilation, PCV) аппарат ИВЛ (респиратор) создает в дыхательных путях и альвеолах легких определенный уровень давления с тем, чтобы они могли поглощать как можно больше кислорода. Как только давление достигает установленного максимального предела, начинается режим выдоха. Таким образом, респиратор берет на себя весь процесс дыхания пациента.

Что чувствуют пациенты под аппаратами ИВЛ? 

Существуют два вида искусственной вентиляции легких: инвазивная и неинвазивная. При неинвазивном искусственном дыхании на лицо пациента надевается плотно прилегающая маска, через которую воздух с помощью аппарата ИВЛ поступает в легкие. В этом случае у человека сохраняются все естественные функции дыхательных путей.

Чтобы провести инвазивную вентиляцию легких, пациенту делают интубацию — вставляют в трахею трубку через нос или рот. В некоторых случаях проводится хирургическая операция, которая называется трахеотомия: врач делает в нижней части шеи небольшой надрез, вскрывающий трахею, в него вводится трубка, а затем к ней подключается аппарат ИВЛ. 

Люди, подключенные к «вентиляторам», не могут ни говорить, ни есть, ни пить: их приходится искусственно кормить через трубку. Поскольку инвазивная вентиляция легких, помимо всего, еще и довольно болезненна, пациентов обычно вводят в искусственную кому при помощи анестезии.

Почему не хватает аппаратов ИВЛ? 

На фоне стремительного распространения коронавируса спрос на аппараты ИВЛ по всему миру резко возрос. Число мест в отделениях интенсивной терапии в большинстве стран не рассчитано на постоянно увеличивающийся поток больных, одновременно нуждающихся в искусственной вентиляции легких. 

На заводе немецкой фирмы Dräger по производству аппаратов ИВЛ

При этом современные высокотехнологичные аппараты ИВЛ, стоимость которых порой достигает 50 тысяч евро, невозможно приобрести в кратчайшие сроки. В мире существует всего несколько производителей аппаратов ИВЛ и устройств ЭКМО — экстракорпоральной мембранной оксигенации, способных обогащать кровь кислородом, иными словами, работать, как искусственные легкие.

В настоящее время эти компании максимально увеличили свои производственные мощности, однако они испытывают сложности с поставками — в том числе, расходных материалов, таких как дыхательные трубки и канюли. 

Проблемы с уходом за пациентами с тяжелыми симптомами COVID-19 и их лечением могут возникнуть и из-за нехватки квалифицированного персонала, способного работать с аппаратами ИВЛ в отделениях интенсивной терапии.

Как выглядит ситуация с ИВЛ в Германии?  

В Германии места в отделениях интенсивной терапии — так называемые «реанимационные койки», оснащенные аппаратами ИВЛ, есть в 1160 больницах. Всего по стране таких «коек» — около 28 тысяч. Это означает, что с учетом общего числа населения, составляющего примерно 80 млн человек, в ФРГ на 100 тысяч жителей приходится примерно 34 койко-мест. Это намного выше среднего уровня в Европе. Так, в Италии с населением около 60 млн человек на 100 тысяч жителей приходится 12 «реанимационных коек». В Нидерландах это число еще меньше — всего 7 мест на 100 тысяч человек. Примерно такая же ситуация и в скандинавских странах.

Стоит также отметить, что в связи с резким увеличением числа больных пневмонией COVID-19 многие больницы в Германии в настоящее время отказались от большинства плановых операций. Это решение позволяет обеспечить пациентов с тяжелыми симптомами коронавирусной инфекции дополнительными аппаратами искусственной вентиляции легких из операционных. Кроме того, сейчас принимаются все меры, чтобы как можно скорее увеличить число аппаратов ИВЛ.

Смотрите также:

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Вирусы на дверных ручках

  Известные науке коронавирусы выживают на поверхностях типа дверных ручек от 4 до 5 дней, оставаясь заразными. Как и прочие инфекции, распространяющиеся воздушно-капельным путем, SARS-CoV-2 может передаваться через руки и поверхности, до которых часто дотрагиваются. По крайней мере, эксперты полагают, что эти особенности уже изученных коронавирусов свойственны и новому типу инфекции.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Столовые приборы

  Чтобы не заразиться коронавирусом в кафе или столовой, нужно соблюдать меры предосторожности. В теории вирус может попасть на столовые приборы, если инфицированный человек на них чихнет или закашляется. Тем не менее, по данным немецкого Федерального ведомства по оценке рисков (BfR), случаев передачи вируса SARS-CoV-2 через столовые приборы до сих пор не зафиксировано.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Товары из Китая

  Может ли ребенок заразиться коронавирусом через китайские игрушки? По данным BfR, до сих пор случаев заражения через товары «made in China» не было. Согласно первым исследованиям, на картонной поверхности коронавирус остается заразным в течение 24 часов. На поверхностях из пластика и нержавеющей стали — три дня.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Посылки из-за границы

  На сухих поверхностях передающиеся человеку коронавирусы долго не выживают. Поскольку жизнеспособность вируса вне человеческого организма зависит от многих факторов, в том числе температуры и влажности воздуха, ведомство BfR называет заражение SARS-CoV-2 через почтовые отправления маловероятным. Правда, с оговоркой: точных данных на этот счет пока нет.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Домашние животные

  Могу ли я заразиться коронавирусом от своей собаки? А собака от меня? Риск того, что домашний питомец будет инфицирован SARS-CoV-2, эксперты считают очень невысоким, но и не исключают его. При этом животные не проявляют симптомов болезни. Однако, если они заражены коронавирусом, то могут распространять его через дыхание или экскременты.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Овощи с рынка

  Заражение коронавирусом SARS-CoV-2 через продукты питания маловероятно, подобных случаев пока зарегистрировано не было. Тем не менее, перед готовкой нужно тщательно вымыть руки — независимо от эпидемии коронавируса. Поскольку вирусы плохо переносят высокие температуры, подогрев пищи может еще больше снизить риск заражения.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Замороженные продукты

  Известные медицине коронавирусы типов SARS- и MERS- не любят высоких температур, однако довольно устойчивы к низким. При температуре -20 градусов по Цельсию они могут оставаться заразными до двух лет! Тем не менее, по данным ведомства BfR, случаев передачи коронавируса SARS-CoV-2 через продукты питания — в том числе замороженные — зарегистрировано не было.

• Руки прочь: от каких поверхностей можно заразиться коронавирусом

  Есть диких животных запрещено!

  Из-за пандемии коронавируса в Китае запретили употреблять в пищу диких животных. Многое указывает на то, что коронавирус передался человеку от летучей мыши — конечно, против ее воли. Вероятно, произошло это на одном из рынков в китайском городе Ухань.

  Автор: Юлия Вергин, Елена Гункель

Что такое кома и сколько в ней можно находиться — Российская газета

Кома была еще в Древней Греции, и в переводе с древнегреческого языка слово это переводится как сладкий сон. Хотя на самом деле это никакой не сон, тем более не сладкий. Но она была, есть и будет. Она вечна и полна загадок на грани мистики. От чего она возникает? Об этом обозреватель «РГ» беседует с главным анестезиологом-реаниматологом Москвы Денисом Проценко.

Денис Николаевич! Недавно прочла интереснейший роман Евгения Водолазкина «Авиатор». Не фантастический роман. Реалии начала и конца девяностых годов прошлого века. Ее герой Иннокентий в годы сталинских репрессий в концлагере прошел через адские пытки. Оказался в специальной лаборатории, где заключенных (вместо смерти) замораживали. В замороженном состоянии он пробыл десятилетия. Научились размораживать. Разморозили и Иннокентия… Ему по паспорту почти сто лет. Но по сути он родился заново. Он молод, он герой рекламы, он влюблен и любим, он ждет рождения ребенка. Он признан человеком года. Вот только не отпускает прошлое. Он помнит ужасы лагеря, помнит палачей. Главное же, и это замечает врач, наблюдающий и знающий Иннокентия, замечает его жена, да и он сам: не только все трудней ходить, уходит память, начинает путаться сознание. И это необратимо: идет процесс отмирания клеток организма.

Понимаю, «Авиатор» — блистательная фантазия автора. Но заморозка не сродни коме? Из комы не всегда выходят? А если выходят, то она не оставляет следов? Человек полностью восстанавливается? Как долго можно быть в коме? Почему иногда пациента погружают в это состояние? Наконец что такое кома? От нее же нет страховки.

Денис Проценко: Начну с того, что кома и криотехнологии (та самая заморозка) принципиально разные вещи. Поэтому как врач и специалист в области медицины критических состояний буду говорить о настоящем и более изученном. Кома — сложнейшее расстройство важных функций организма. Это патологическое состояние, при котором отсутствует сознание и пациент лежит с закрытыми глазами, несмотря на различные внешние раздражители. На окрик, боль он не открывает глаза. И это один из главных признаков комы. С закрытыми при любой глубине бессознательного состояния, то есть комы.

Значит, он все-таки слышит и чувствует боль? Только глаза не открывает?

Денис Проценко: Да. Это, если угодно, аксиома: человек в состоянии комы всегда лежит с закрытыми глазами. Но при этом многое зависит от глубины комы, от ее классификации. Таких классификаций несколько. Важна и причина развития комы. Чаще всего встречается кома как результат острого нарушения мозгового кровообращения. А у молодых причиной чаще становится черепно-мозговая травма или отравление.

Сколько времени человек может быть в коме?

Денис Проценко: От нескольких минут до десятилетий. Есть такие единичные наблюдения, даже описания в специальной литературе.

Имеете в виду и кому генерала Анатолия Александровича Романова, который был ранен в 1995 году? Он уже четверть века в коме.

Денис Проценко: Не совсем в коме! Насколько я понимаю его медицинскую историю, Анатолий Александрович начал выходить из комы через две недели. Он стал открывать глаза. Однако выход из комы тоже проходит определенные стадии. К сожалению, его восстановление замерло на самой ранней стадии и он до сих пор в вегетативном состоянии. Он открывает глаза. Но другие признаки высшей нервной деятельности у него отсутствуют.

Человек может находиться в коме от нескольких минут до десятилетий

У него так называемый синдром «человек взаперти»? Это когда человек лежит без движений, но взор его фиксируется на внешние раздражители.

Денис Проценко: Действительно, синдром «человек взаперти» одна из фаз выхода из комы. Но насколько я отслеживаю данные СМИ о генерале Романове, то на эту фазу он так и не вышел.

Кроме фазы «человек взаперти» есть еще и фаза, которую вы называете фазой грубых психоорганических расстройств…

Денис Проценко: Это не я называю. Это общепринятая классификация. И заключается она в совокупности трех признаков: неряшливость, обжорство и гиперсексуальность. Есть мнение, что кома — защитная реакция организма, когда мозг не хочет помнить негативную информацию, когда ему хочется отдохнуть. Именно поэтому большинство больных, переживших кому, восстановившихся в сознании, не помнят этот период. В отличие от героя романа Водолазкина, с которого мы начали нашу беседу.

Но раз вспомнили о нем, то продолжим. У тех, кто в коме, у тех, кто ее пережил, отмирают какие-то клетки организма? Прежде всего мозга?

Денис Проценко: Это зависит от причины комы. Если причинами были повреждения вещества головного мозга (травма, кровоизлияние в мозг), то клетки мозга погибают. А при коме, которая следствие отравления, клетки головного мозга восстанавливаются.

А зачем некоторых пациентов вводят в состояние комы? И как это делается?

Денис Проценко: Делается это с помощью лекарств. В свое время так пытались лечить психические болезни. Теперь от этого фактически отказались.

Но зачастую можно услышать от врачей, что пациента ввели в искусственную кому…

Денис Проценко: Термином «искусственная кома» мы объясняем родственникам пациентов один из методов лечения отека головного мозга, который по сути представляет собой глубокий медикаментозный сон.

Сколько он может длиться? Не страдает мозг и другие органы организма?

Денис Проценко: Этот метод лечения проводится только в условиях отделения реанимации. Пациент находится под тщательным наблюдением медицинского персонала и специальных мониторов. Это гарантирует сочетание эффективности и безопасности такого лечебного подхода.

А диабетическая, печеночная комы?

Денис Проценко: Причиной комы могут быть нарушения обмена веществ. А нарушения эти происходят и при диабете, и при болезнях печени. Проявления же самой комы те же закрытые глаза и иные клинические признаки.

— Человек, переживший кому, может восстановиться полностью?

Денис Проценко: Отвечу как человек, переживший кому 20 лет назад в результате автомобильной аварии: она мне не помешала дать вам сегодня это интервью.

Представитель Началовой сообщила о введении певицы в искусственную кому :: Общество :: РБК

Певицу Юлию Началову, которая находится в больнице в тяжелом состоянии, ввели в искусственную кому, она подключена к аппарату искусственной вентиляции легких. Об этом сообщает РЕН ТВ со ссылкой на PR-менеджера певицы Анну Исаеву.

«Пытаюсь людям донести правду. Она выглядит таким образом: Юля находится в больнице в состоянии искусственной комы», — сказала она.

Ранее Исаева сообщила, что состояние Началовой оценивается как тяжелое. По ее словам, о диагнозе станет известно после получения информации от врачей московской клиники, где находится певица.

«Это информация уже фигурирует во всех СМИ. Находится (в искусственной коме. — РБК), все пишут аппарат искусственной вентиляции легких, а это что? — это именно и есть (искусственная кома. — РБК)», — пояснила Исаева в разговоре с РБК.

О том, что Началова попала в реанимацию, СМИ сообщили 11 марта. Тогда Исаева говорила, что Началова проходит обследование в клинике, но в целом с ней все «благополучно». По ее словам, несколько лет назад у Началовой диагностировали подагру, и певица «перманентно занимается» лечением этого заболевания. В рамках лечения Началова недавно в том числе прошла обследование в Риме. В Москве певица также посещает врачей, но по другой причине — во время съемок она стерла ногу, и ей потребовались «лечение, отдых и поддержка тонуса».

Искусственный сон. Зачем человека погружают в медикаментозную кому? | Время здоровья | Здоровье

Про погружение человека в искусственную кому можно услышать в том числе из новостей. Зачем это делают и что получает от этого пациент?

«Если объяснять простым и понятным языком, то искусственная (медикаментозная) кома — состояние при котором анестезиолог-реаниматолог с помощью лекарственных препаратов „выключает“ на время работу жизненно важных органов человека для проведения медицинских манипуляций», — говорит Вадим Груздев, заведующий отделением анестезиологии и реанимации многопрофильного онкоцентра. В первую очередь, как отмечает специалист, речь идет про функцию восприятия внешних раздражителей, за которую отвечает головной мозг.

Для чего погружают?

«Основная задача при введении в искусственную (медикаментозную) кому — это, грубо говоря, отключить мозг, но обеспечить органы и ткани кислородом, чтобы организм не пострадал от гипоксии, которая особенно опасна для головного мозга. Нервные клетки не восстанавливаются, и это чистая правда, поэтому цель процедуры — сохранить головной мозг пациента неповрежденным и дать возможность человеку проснуться полноценной личностью, сохранив все приобретенные знания и умения, после операции, тяжелой пневмонии или другой патологии», — говорит врач.

Погружение в медикаментозную кому — это большое искусство, как отмечает специалист. «Врач должен правильно выбрать препарат и дозу, а также способ введения препарата. Ошибка на каком-то из этапов может обернуться необратимыми последствиями для пациента. Не менее важно правильно определить момент, когда больного надо ввести в кому и когда вывести из нее», — подчеркивает Вадим Груздев.

Медикаментозная кома — это сложная процедура, поэтому анестезиолог-реаниматолог должен определить, необходимо ли введение пациента в кому.

«При погружении в искусственную кому организм человека не может самостоятельно функционировать. Все процессы жизнедеятельности за него обеспечивают аппараты. Если после того, как человек пришел в сознание, он все еще не может самостоятельно дышать, то его снова возвращают в кому и ждут момента, когда организм окрепнет и начнет работать самостоятельно», — говорит Вадим Груздев.

Почему может потребоваться такая процедура?

Вадим Груздев отмечает, что для введения человека в искусственную кому требуется определенная причина. У медиков есть целый перечень ситуаций, когда без этой меры не обойтись.

Итак, основные причины, по которым пациента вводят в медикаментозную кому:

1. Самая часто встречающаяся причина в период пандемии коронавируса — массивное воспаление легких (пневмония). Пока современные лекарства (антибиотики, противовирусные препараты) не справятся с воспалением легочной ткани, адекватная доставка кислорода к головному мозгу невозможна. Поэтому пациента в это время подключают к аппарату искусственной вентиляции легких. Но, если человек находится в сознании, для него такая процедура мучительна, потому что она связана с установкой в дыхательные пути трубки и принудительным вдуванием в легкие дыхательной смеси. Чтобы больной не страдал, его вводят в искусственную кому. Также в состоянии сна мозг и мышцы человека потребляют гораздо меньше кислорода, чем при бодрствовании, поэтому медикаментозная кома дает возможность обеспечить организм больного «полноценным питанием» даже при значительном повреждении легких. Когда состояние пациента стабилизируется, его возвращают к нормальной жизни.
2. Операция, во время которой человек может потерять много крови. Несмотря на то, что пациенту тут же переливается донорская кровь, ее возможность доставлять кислород в ткани восстанавливается не сразу. Для того чтобы организм «спал» и не потреблял много кислорода, пациента вводят в медикаментозную кому.
3. Инсульт или травма головного мозга. Любой повреждённый орган отекает. Для мозга это особенно критично, потому что ему, грубо говоря, некуда деваться из черепной коробки. В результате происходит сдавливание сосудов, наступает кислородное голодание, клетки отмирают. Своевременное введение пациента в медикаментозную кому может в несколько раз уменьшить потребность мозга в кислороде и минимизировать негативные последствия для человека.

По этому списку понятно, что искусственная кома — эффективный инструмент для лечения тяжелых состояний в руках умелого анестезиолога-реаниматолога.

Длительность процедуры определяется индивидуально: в каких-то случаях, например при операциях, это несколько часов, в каких-то, например при травмах, пневмониях и т. п., — несколько недель и больше. После подобной процедуры пациенту потребуется реабилитация, которую предложит наблюдающий его специалист.

Что такое медицинская кома и почему ее применяют?

В случае черепно-мозговой травмы — например, пулевого ранения, полученного представительницей США Габриель Гиффордс во время нападения в субботу возле супермаркета Тусона, в результате которого шесть человек погибли и 13 получили ранения — врачи иногда вводят кому. Это эффективное отключение функции мозга естественным образом происходит только в случае сильной травмы, так почему врачи пытаются имитировать его у пациентов, как у конгрессменов, уже страдающих от ран на голове и других проблем?

Ответ кроется в науке, лежащей в основе общей анестезии, которую ежедневно проходят около 60 000 пациентов.Обзорная статья, опубликованная в номере «The New England Journal of Medicine » от 30 декабря 2010 г., показывает, что такая анестезия, по сути, является обратимой комой.

Это именно то, к чему врачи стремятся в случае истинной медикаментозной комы, часто используя те же лекарства или сильную гипотермию, вызванную воздействием холода, чтобы полностью остановить кровоток и разрешить операцию на аорте. Отключение функции может дать мозгу время на восстановление без радикальной сортировки тела, перекрывая приток крови к поврежденным участкам.Чтобы узнать больше о таких медикаментозных комах и причинах их использования врачами, агентство Scientific American поговорило с анестезиологом Эмери Брауном из Гарвардской медицинской школы, соавтором обзора NEJM .

[ Отредактированная стенограмма интервью следует за .]

Что такое медицинская кома?
Итак, в основном то, что происходит с медицинской комой, заключается в том, что вы принимаете лекарство и вводите его до тех пор, пока на мониторе не увидите определенный рисунок, который следует за волнами мозга пациента, ЭЭГ [электроэнцефалограмма].Аналогичная картина наблюдается у пациентов с черепно-мозговой травмой, находящихся в коме. Если такая закономерность существует, то вы чувствуете себя комфортно, когда пациент находится в лекарственной коме. Вы делаете это, чтобы, надеюсь, защитить мозг.

От чего вы защищаете мозг?
Если у вас была черепно-мозговая травма, происходит значительное изменение метаболизма в мозге. У вас могут быть участки без адекватного кровотока. Идея такова: «Позвольте мне уменьшить количество энергии, в которой нуждаются различные области мозга.»Если я смогу это сделать, тогда, когда мозг заживает и опухоль уменьшается, возможно, те области, которые подвергались риску, можно будет защитить.

Но главное в коме, вызванной лекарством, в отличие от комы, заключается в том, что это обратимо. Если вы сделаете это с кем-то с нормальным мозгом, они сразу же выйдут из этого, как только вы удалите лекарства.

Но это используется в случае людей с травмами головного мозга. Итак, каковы риски?
Если говорить в целом, то основное действие этих препаратов за пределами мозга — снижение артериального давления.Поэтому люди, пытающиеся это сделать, назначают множество других лекарств, чтобы поддерживать артериальное давление и поддерживать нормальную работу сердца. С одной стороны, вы защищаете мозг, а с другой стороны, все области мозга не обязательно получают кровь, в которой они нуждаются.

Если вы будете делать это в течение длительного периода времени, лекарства могут накапливаться, и может потребоваться некоторое время, чтобы вымыть их из системы. Пока вы помните об этих вещах, вы можете увидеть кого-то в такой период.

Как долго длится этот период?
Это действительно зависит от травмы, будь то черепно-мозговая травма или захват. Один пациент находился в [лекарственной коме] шесть месяцев. Очевидно, это конец распределения.

Это зависит от того, как человек прогрессирует, и от характера травмы. Неврологи или врачи [отделения интенсивной терапии] стараются вывести их как можно скорее. В таком случае, как у Гиффорда, у них опухоль. Если они видят, что опухоль отступает, они могут попытаться облегчить кому, чтобы увидеть, сможет ли она вернуться и узнать, каков уровень ее функций.

Насколько безопасна лекарственная кома?
Такое лекарство, как пропофол, мы используем каждый день в операционной. Вероятно, это наиболее часто используемый препарат во всей анестезии. По сути, каждый день, когда пациенты проходят под общим наркозом, все это состояние представляет собой обратимую кому. Это разница в дозировке.

Чем медикаментозная кома отличается от естественной комы?
Организм обычно не решается войти в кому. Кома — это глубокое отключение функций мозга.Обычно это происходит в результате глубокой травмы, черепно-мозговой травмы, передозировки наркотиков, инсульта — очень серьезного оскорбления. Нет естественного аналога [медикаментозной коме].

Есть ли последствия?
С этим трудно разобраться, потому что если вы дойдете до этих крайностей, вы уже столкнетесь с очень тяжелой ситуацией. Если позже появятся эффекты, чрезвычайно сложно определить, является ли это эффектом лекарственной комы. Люди, которые так поступают, очень внимательно следят за происходящим и следят за ним.Они прилагают все усилия, чтобы использовать эту опцию только столько, сколько им нужно.

Использование пропофола и других небензодиазепиновых седативных средств в отделении интенсивной терапии

Седативные средства по-прежнему регулярно используются у пациентов в критическом состоянии. Хотя доступно множество агентов и некоторые из них подходят к идеалу, ни один из них не идеален. Пациентам требуется постоянная переоценка боли и потребность в седативных средствах. Перед односторонним введением сильнодействующих седативных средств, которые могут маскировать потенциально летальную недостаточность, необходимо выявить и лечить патофизиологические нарушения, вызывающие возбуждение, спутанность сознания или делирий.Необходимо регулярное использование стандартизированных и проверенных весов и мониторов седативного эффекта. Есть надежда, что появятся надежные объективные мониторы уровня сознания и комфорта пациентов. Кажется, что каждому седативному препарату, обсуждаемому в этой статье, есть место в фармакологическом арсенале ОИТ, чтобы обеспечить безопасное и комфортное оказание помощи. Этомидат является привлекательным агентом для краткосрочного использования, обеспечивающим быстрое начало и устранение седативного эффекта у пациентов в критическом состоянии, которые подвержены риску гемодинамической нестабильности, но, похоже, нуждаются в седации или анестезии для выполнения процедуры или манипулирования дыхательными путями.Кетамин, вводимый внутримышечно или внутривенно, обеспечивает быстрое и интенсивное обезболивание и анестезию и позволяет пациентам переносить ограниченные, но болезненные процедуры. Соотношение риск / польза, связанное с использованием этого нейролептика, необходимо тщательно взвесить. Кетамин противопоказан пациентам, у которых отсутствует нормальная внутричерепная податливость или у которых имеется значительная ишемия миокарда. Барбитураты используются в основном для того, чтобы вызвать кому у пациентов с риском тяжелой ишемии ЦНС, которая часто связана с рефрактерной внутричерепной гипертензией, или у пациентов с эпилептическим статусом.При приеме в высоких дозах эти препараты обладают пролонгированным седативным и депрессивным действием. При индуцировании барбитуратной комы требуется тщательный гемодинамический мониторинг. Галоперидол показан для лечения делирия. Пациентов следует контролировать на предмет экстрапирамидных побочных эффектов и, когда им требуются более высокие дозы, на предмет потенциального электрокардиографического удлинения интервала QT. Дексмедетомидин может превратиться в средство с качествами, сопоставимыми с мидазоламом и пропофолом, и даже может стать препаратом выбора для некоторых пациентов.Однако необходимы дальнейшие исследования. Пропофол обладает многими качествами идеального седативного средства. Бензодиазепины и наркотики часто используются вместе с пропофолом, чтобы обеспечить надежную амнезию и облегчить боль, соответственно. Пропофол часто вызывает гипотензию при болюсном или инфузионном введении, особенно у пациентов с ограниченным сердечным резервом или гиповолемией. Необходимо получить больше данных, чтобы определить потенциальные пагубные последствия гипертриглицеридемии, и необходима дальнейшая оценка потенциальных преимуществ для определенных групп пациентов, таких как нейрохирургические пациенты.

Интерфейс мозг-машина для контроля медицинской комы

Дизайн ИМТ

Обзор

Мы используем стохастическую парадигму оптимального управления для разработки ИМТ в реальном времени для управления медицинской комой с помощью подавления вспышек (). В качестве меры уровня подавления всплеска мы используем вероятность подавления всплеска (BSP), число от 0 до 1, которое определяет мгновенную вероятность подавления ЭЭГ. BSP вычисляется с интервалом в одну секунду в реальном времени путем фильтрации и определения порога ЭЭГ для преобразования ее в двоичные наблюдения ().Чтобы оценить BSP из бинарных наблюдений, мы сначала формулируем двумерную модель отсека, которая связывает BSP с концентрациями анестетика в центральном отсеке и отсеке места воздействия (). Затем мы оцениваем параметры модели отсека на основе наблюдений ЭЭГ, записанных в эксперименте по идентификации систем, проведенном до начала контроля в реальном времени (). Мы реализуем нашу структуру стохастического управления, развивая из двумерной модели отсеков рекурсивную байесовскую оценку состояний концентрации и, следовательно, BSP из двоичных наблюдений в реальном времени (14) — (17).Мы разрабатываем контроллер LQR, который принимает оценки концентрации в качестве обратной связи и определяет скорость инфузии лекарства в реальном времени (25). В дополнение к стратегии управления LQR, мы также реализуем контроллер с прогнозированием модели (MPC), который позволяет нам явно накладывать ограничения на скорость инфузии анестетика (27). Мы представляем математические детали идентификации системы, формулировку байесовской оценки и двух контроллеров для заинтересованных читателей ниже. Эти математические детали в этом подразделе не являются необходимыми, если следовать оставшейся части статьи, начинающейся с результатов.

(a) ИМТ записывает ЭЭГ, сегментирует ЭЭГ в двоичные временные ряды путем фильтрации и определения порогов, оценивает BSP или, что эквивалентно, уровень концентрации в месте воздействия на основе двоичных временных рядов, а затем использует эту оценку как обратная связь для контроля скорости инфузии препарата. (б) Образец кривой ЭЭГ с подавлением всплеска. Верхняя панель показывает сигнал ЭЭГ, средняя панель показывает соответствующий отфильтрованный сигнал амплитуды ЭЭГ (оранжевый) и порог (синий), используемый для обнаружения событий подавления всплеска, а нижняя панель показывает соответствующие двоичные временные ряды с черным цветом, указывающим подавление, и белым с указанием пакетных событий.(c) Двухкомпонентная модель, используемая ИМТ для характеристики влияния пропофола на ЭЭГ.

(а) и (б) показывают два образца подобранных откликов системы. Измеренная кривая BSP в ответ на предварительную болюсную дозу пропофола показана серым цветом, а реакция модели системы второго порядка в (2), подобранная с использованием нелинейного метода наименьших квадратов, показана красным.

Формулировка задачи

Наша цель — контролировать анестезиологическое состояние мозга при подавлении вспышки, которое зависит от места воздействия (т.е.е., мозг) концентрация лекарственного средства. Однако состояние подавления всплеска или концентрация в месте воздействия непосредственно не наблюдаются. Мы наблюдаем сигнал ЭЭГ, случайный процесс, который зависит от состояния подавления всплеска. Для разработки ИМТ с обратной связью мы представляем подход к оптимальному управлению с обратной связью, эквивалентный определенности [8], путем получения оценки состояния подавления всплеска на основе наблюдений ЭЭГ и разработки оптимального контроллера обратной связи, который принимает эту оценку как сигнал обратной связи для контролировать скорость введения лекарства в режиме реального времени ().

В качестве нашей меры состояния подавления всплеска мы используем вероятность подавления всплеска (BSP) путем фильтрации и определения порогового значения сигнала ЭЭГ в небольших интервалах, чтобы идентифицировать активность в каждом интервале как всплеск или событие подавления (см. Экспериментальную процедуру;) . Затем BSP определяется как мгновенная вероятность того, что мозг окажется в подавленном состоянии в заданный интервал времени. Мы обозначаем BSP в момент времени. BSP, в свою очередь, связан с концентрацией лекарственного средства в месте действия. Поскольку более высокие уровни концентрации в месте воздействия должны приводить к более высоким уровням BSP и поскольку BSP должно быть числом между ними, в этой работе мы связываем BSP с мерой концентрации в месте воздействия, используя гиперболическое преобразование

(1 )

Следовательно, наша цель — контролировать BSP или, что эквивалентно, контролировать эту меру концентрации в месте воздействия,.

Для разработки оценщика и контроллера мы строим модель состояния для состояния концентрации лекарственного средства, которая описывает ее динамику в ответ на инфузию пропофола. Фармакокинетические модели характеризуют динамику абсорбции, распределения и выведения лекарственного средства в организме (например, [9], [10]). Мы адаптируем упрощенную двухкомпонентную линейную фармакокинетическую модель [11] для описания динамики анестетика при подавлении вспышки. В этой модели один отсек представляет центральную плазму, а другой отсек представляет место воздействия или мозг ().Анестетик попадает в организм, выводится из него через центральный отсек и может течь в обоих направлениях между двумя отсеками. В разделе «Результаты» мы показываем, что этой модели достаточно для надежного и точного управления подавлением всплесков.

Учитывая два отсека в модели, состояние концентрации является двумерным и обозначается, где, как и раньше, — концентрация анестетика в головном мозге и является мерой центральной концентрации в плазме в определенный момент времени.Обозначая последовательность скоростей инфузии лекарственного средства, последовательность состояний концентрации анестетика в двухкомпонентной модели генерируется в соответствии с линейной динамической системой

(2)

, где

(3)

(4)

(5)

Здесь — временной шаг дискретизации, и (или, что то же самое, и) — параметры двухкомпонентной модели, которые нам нужно оценить (). Мы оцениваем эту модель для каждого животного по данным ЭЭГ до начала контроля в реальном времени, как подробно описано в разделе «Идентификация системы».

Сначала мы выводим рекурсивную байесовскую оценку уровня подавления всплесков из пороговой обработки ЭЭГ и сегментированной в двоичный временной ряд. Затем мы выводим оптимальный контроллер с обратной связью, который использует эту оценку в качестве сигнала обратной связи для принятия решения о скорости инфузии лекарства в реальном времени.

Рекурсивный байесовский оценщик

Теперь мы разрабатываем рекурсивный байесовский оценщик для концентраций наркотиков и, следовательно, для BSP на основе бинарных наблюдений за пороговым сигналом ЭЭГ.Поскольку состояние концентрации лекарственного средства является положительной переменной, мы оцениваем его логарифм, вместо этого, по сигналу ЭЭГ.

Рекурсивная байесовская оценка состоит из двух вероятностных моделей: предшествующей модели временной последовательности состояний концентрации и модели наблюдения, связывающей сигнал ЭЭГ с этими состояниями [12], [13]. Используя двухкомпонентную модель в (2), мы запишем априорную модель для

(6)

, где — белый гауссовский шум с нулевым средним с ковариационной матрицей и суммирует неопределенности в модели состояния, а — й компонент из .В момент времени — это известная скорость инфузии лекарственного средства, использованная ИМТ на предыдущем временном шаге. Обратите внимание, что наша модель предыдущего состояния нелинейна.

Наблюдение в оценщике представляет собой двоичный временной ряд событий подавления всплеска, полученных путем установления порога ЭЭГ (см. Экспериментальную процедуру;). Чтобы построить модель наблюдения, мы предполагаем, что в каждом временном интервале может быть самое большее количество событий подавления и что количество таких событий подавления биномиально распределено с вероятностью подавления всплеска.Обозначая количество событий подавления, модель наблюдения определяется как

(7)

, где мы явно указали зависимость BSP от состояний,.

Используя априорную модель и модель наблюдения в (6) и (7), мы теперь выводим рекурсивную байесовскую оценку. Цель оценщика состоит в том, чтобы причинно и рекурсивно найти оценку минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE) состояния на каждом временном шаге, которая дается как среднее значение апостериорной плотности на этом временном шаге,.Чтобы вывести рекурсии и обозначить последовательность отсчетов подавления, используя правило Байеса, мы можем записать апостериор как

(8)

, который устанавливает апостериорную плотность как функцию плотности предсказания,. Обратите внимание, что мы использовали, поскольку предполагаем, что наблюдения ЭЭГ на данном временном шаге зависят только от состояний концентрации на этом временном шаге и, следовательно, условно не зависят от предыдущих наблюдений ЭЭГ. Используя уравнение Чепмена-Колмогорова, мы, в свою очередь, можем записать плотность предсказания как

(9)

Здесь мы использовали условную независимость, которая исходит из предыдущей модели в (6).Теперь второй член внутри интеграла — это просто апостериорная плотность с предыдущего временного шага. Следовательно, подстановка (9) в (8) порождает рекурсию. Точное выражение в (8), вообще говоря, сложно, и его нелегко найти аналитически. В частном случае, когда и априорная модель, и модель наблюдения являются линейными и гауссовскими, эти рекурсии имеют точные аналитические решения и приводят к знаменитому фильтру Калмана. Однако в нашем случае, во-первых, априорная модель является нелинейной, а во-вторых, модель наблюдения не гауссова, а биномиальная.Следовательно, мы делаем два приближения на каждом временном шаге для вычисления рекурсий. Во-первых, как и в случае с расширенным фильтром Калмана, мы делаем линейную аппроксимацию предыдущей модели на каждом временном шаге. Во-вторых, мы делаем апостериорную аппроксимацию по Гауссу на каждом временном шаге.

Обозначим среднее апостериорное, т. Е., Через, а его ковариационную матрицу через. Точно так же мы обозначаем среднее значение плотности одношагового предсказания,, и его ковариационную матрицу, через. В качестве первого приближения мы линеаризуем априорную модель в (6) вокруг апостериорного среднего,.При этом мы имеем

(10)

, где

(11)

(12)

с обозначением оценки внутреннего выражения по значению и с

(13)

В качестве второго приближения мы делаем приближение гаусса к апостериорной плотности. При этом из (9) плотность предсказания будет приблизительно гауссовой, поскольку она приблизительно гауссова из (10). Используя (10), мы можем найти среднее прогнозируемое значение и ковариацию как

(14)

(15)

Это шаг прогнозирования оценщика.Теперь, выполняя гауссовское приближение, мы получаем шаг обновления (подробности см. В вспомогательном тексте S1)

(16)

(17)

, где снова указывается оценка внутреннего выражения at и

(18)

(19 )

с

(20)

Следовательно, (14) — (17) дают рекурсию оценки. Оценщик находит оценку MMSE состояния или, что эквивалентно, апостериорное среднее значение за определенный период времени в два этапа: во-первых, перед наблюдением данных он использует предыдущую модель в (6), чтобы сделать прогноз состояния, т.е.е. найти данное и — это шаг прогнозирования в (14) и (15). После того, как данные наблюдаются, он комбинирует модель наблюдения в (7) с плотностью прогноза, чтобы найти апостериорное среднее значение — это этап обновления в (16) и (17). Следовательно, поскольку мы находим оценку состояния концентрации как, и поскольку BSP связано с гиперболическим преобразованием в (1), мы оцениваем ее как.

Оптимальный контроллер с обратной связью

Рекурсивная байесовская оценка, полученная выше, дает нам оценку состояний концентрации в реальном времени на каждом временном шаге.Теперь мы проектируем оптимальный контроллер с обратной связью в реальном времени, который принимает в качестве обратной связи эту оценку состояния и принимает решение о последовательности скоростей инфузии лекарственного средства для управления BSP. Чтобы найти в структуре оптимального управления, нам необходимо количественно определить цель контроллера в функции стоимости, которая затем будет минимизирована путем выбора оптимального. Для модели линейного состояния в (2), если мы выберем функцию стоимости как квадратичную функцию сигналов состояния и управления, заданных формулой

(21)

, где — продолжительность анестезии, положительные полуопределенные и положительные , то сигнал оптимального управления в любой момент,, является просто линейной обратной связью состояния в этот момент, заданной формулой [8]

(22)

где матрицы обратной связи, могут быть найдены рекурсивно и в автономном режиме [8].Это решение линейно-квадратичного регулятора (LQR). Более того, когда модель состояния является управляемой (как в нашей задаче с использованием экспериментальной подгонки; см. Результаты), существует стационарное решение для матрицы обратной связи в (22). Эта установившаяся матрица обратной связи является решением дискретной формы знаменитого алгебраического уравнения Риккати, приведенного в [8]

(23)

, где

(24)

Однако в общей формулировке LQR, приведенной выше, цель состоит в том, чтобы вывести состояния, близкие к , нулю — при ограничении общего объема контроля — как видно из стоимости функция в (21).При контроле подавления всплеска наша цель — достичь желаемого ненулевого целевого уровня BSP или, что эквивалентно, приблизить состояние концентрации в месте воздействия к ненулевому целевому уровню, используя как можно меньше лекарства. Следовательно, чтобы найти решение, мы дополнительно смещаем начало пространства состояний в [14]. Таким образом, цель управления эквивалентна получению переменной смещенного состояния, близкой к нулю, как в классической формулировке LQR. Во вспомогательном тексте S1 мы показываем, что в нашей задаче можно сместить источник, и оптимальная скорость инфузии лекарственного средства, в свою очередь, определяется как

(25)

, где

(26)

Значение at каждый временной шаг предоставляется оценщиком.

Обратите внимание, что формулировка LQR не налагает никаких ограничений, таких как положительность управляющих переменных. На практике мы можем наложить эти ограничения, соответствующим образом ограничив контрольное решение LQR в (25) (например, если решение отрицательное, используйте вместо него ноль). Другой способ решения задач оптимального управления с ограничениями — использовать подход управления с предсказанием модели, который мы разрабатываем далее.

Модель прогнозирующего контроллера

Один из подходов к решению проблемы оптимального управления при явном наложении ограничений на состояние и управляющие переменные состоит в использовании прогнозирующего модельного контроллера, который приближенно решает проблему оптимального управления с ограничениями на каждом временном шаге [8].При управлении с прогнозированием модели на каждом временном шаге мы решаем задачу оптимизации

(27)

(28)

где — конечный горизонт управления, — выпуклый набор допустимых значений управления и является входом в задачу оптимизации. во время и выдается оценщиком (т. е.). При необходимости мы также можем добавить ограничения на допустимые переменные состояния в задаче оптимизации, т.е. Следовательно, на каждом временном шаге мы решаем одну задачу квадратичной оптимизации по переменным состояния и управления.Поскольку решение этой задачи оптимизации с ограничениями в течение всего периода времени требует больших вычислительных ресурсов, на практике выбираются меньшие временные горизонты. Решая эту проблему оптимизации и обозначая решения, прогнозирующий контроллер модели принимает в качестве скорости инфузии лекарственного средства в определенный момент времени. Обратите внимание, что снова оптимальный контроль или скорость введения лекарственного средства является функцией значения текущего состояния, хотя и является сложной функцией (т. Е.). Этот процесс повторяется на каждом временном шаге.

В нашем ИМТ мы реализуем как ограниченный контроллер LQR, так и прогнозирующий контроллер модели, в котором такие ограничения (например, положительность скоростей инфузии лекарств) явно наложены в формулировку.Мы показываем, что в нашей задаче, в которой есть только ограничения на скорость инфузии лекарственного средства или, что то же самое, на контрольную переменную, два подхода дают примерно одинаковые скорости инфузии. Однако, как мы расширяем в разделе «Обсуждение», рекурсивная байесовская оценка в сочетании с реализованным контроллером прогнозирования модели может решить более общие проблемы, в которых также требуются ограничения для переменных состояния, и может расширить нашу структуру до совместного контроля состояния анестезии. и другие жизненно важные состояния, такие как артериальное давление.

Экспериментальная установка и сбор сигнала

Записи поверхностной ЭЭГ были получены с использованием экстрадуральных электроэнцефалограммных электродов, которые были имплантированы хирургическим путем в следующих 4 стереотаксических координатах относительно лямбда: A (передний) 0 мм L (латеральный) 0 мм, A6L3, A6L-3 , и A10L2 [6], [15], [16]. Во время имплантации была вызвана общая анестезия изофлураном. В указанных выше четырех стереотаксических координатах четыре отверстия были проделаны с помощью микробура (Patterson Dental Supply Inc., Уилмингтон, Массачусетс). Электрод с крепежным винтом и гнездом (Plastics One, Roanoke, VA) был ввинчен в каждое из этих четырех отверстий. Розетки, в свою очередь, вставлялись в пьедестал. Стоматологический акриловый цемент использовался для постоянной фиксации винтов, головок и пьедестала. Запись началась как минимум через 7 дней после имплантации.

Во время эксперимента была записана разность потенциалов между электродами A0L0 и A6L3, а сигнал был привязан к A10L2 и записан с использованием системы четырехканального усилителя переменного тока QP511 (Grass Instruments, West Warwick, RI) и 14-разрядного устройства USB-6009. плата сбора данных (National Instruments, Остин, Техас).Двоичный сигнал был получен с частотой дискретизации 500 Гц и введен в наш BMI. Наш алгоритм был реализован в среде simulink-matlab на ноутбуке HP Probook 5430 s. Эта установка управляла шприцевым насосом Physio 22 (Harvard Apparatus, Холлистон, Массачусетс) для обеспечения скорости инфузии пропофола. Внутривенный катетер калибра 24 помещали в боковую хвостовую вену во время кратковременной общей анестезии изофлураном (от 2% до 3%) в кислороде, а затем животному позволяли полностью оправиться от общего анестетика изофлурана в воздухе помещения перед началом эксперимент.Температуру животного контролировали и поддерживали в нормотермическом диапазоне в течение всего эксперимента.

Экспериментальные показатели производительности

Чтобы охарактеризовать производительность ИМТ в устойчивом состоянии, мы вычисляем ошибку между целевым BSP в каждый момент времени, и управляемым BSP, как

(30)

Мы используем ошибку, чтобы рассчитать несколько стандартных показателей [18] производительности. Эти показатели представляют собой среднее абсолютное отклонение (MAD)

(31)

, среднюю ошибку прогнозирования (MDPE)

(32)

и среднюю абсолютную ошибку производительности (MDAPE)

(33)

MDPE мера смещения в установившемся состоянии, а MDAPE — мера нормализованной ошибки.Мы вычисляем эти показатели для низкого, среднего и высокого целевых уровней BSP и для всех уровней для каждого эксперимента. Медиана вычисляется по точкам данных в устойчивом состоянии. Наконец, мы вычисляем медианное значение всех этих показателей по всем экспериментам, чтобы количественно оценить общую эффективность ИМТ.

Чтобы охарактеризовать эффективность ИМТ при переходе между целевыми уровнями BSP, мы вычисляем время нарастания для восходящего перехода и время спада для нисходящего перехода. Они определяются как время, необходимое BSP после изменения цели для достижения в пределах 0.05 единиц BSP новой целевой BSP. Затем мы находим скорость изменения BSP, определенную как

(34)

, и вычисляем медианное значение этой скорости для всех восходящих переходов, а также для всех нисходящих переходов.

Байесовский анализ показателей ИМТ

В дополнение к вычислению метрик устойчивых ошибок, указанных выше для низкого, среднего и высокого уровней в каждом эксперименте, на всех уровнях для каждого эксперимента и для всех экспериментов (), мы также выполнили специальные статистические оценки, основанные на распределении ошибок на каждом уровне, для проверки надежности ИМТ в целом [19].В частности, мы считали ИМТ надежным на каждом уровне, если его мера абсолютной ошибки была ниже заданного значения с высокой вероятностью. Экспериментально мы обнаружили, что абсолютная ошибка на любом временном шаге в нашей системе ИМТ почти всегда была ниже. Поэтому мы считали ИМТ надежным на данном уровне, если его абсолютная ошибка на этом уровне была меньше 0,15 с вероятностью ≥0,95, и в высокой степени надежным, если абсолютная ошибка на каждом уровне была меньше 0,10 с вероятностью ≥0.95. Это эквивалентно тому, что 95-й процентиль распределения абсолютных ошибок на данном уровне составляет менее 0,15 и 0,10 соответственно. Следовательно, мы можем вычислить из распределения абсолютных ошибок на каждом уровне 95-й процентиль и, следовательно, определить показатели ИМТ на каждом уровне как надежные или нет.

Таблица 1

Показатели производительности в разных экспериментах.

После оценки надежности ИМТ на каждом уровне отдельно, мы используем байесовский анализ для определения надежности ИМТ на всех уровнях. Для этого мы объединяем результаты оценок надежности на всех уровнях, чтобы вычислить общую оценку надежности эксперимента. В наших экспериментах мы тестировали ИМТ на более чем 20 уровнях с временной продолжительностью на каждом уровне между целевыми переходами, равной 18.В среднем 6 минут. В целях расчета стационарной ошибки мы удаляем данные за 5 минут после восходящего перехода и за 7 минут после нисходящего перехода, чтобы гарантировать, что система находится в установившемся состоянии, и обеспечить приблизительную независимость между уровнями. Предположение о независимости между уровнями оправдано, потому что, если мы предположим даже высокую последовательную корреляцию первого порядка 0,98 между соседними точками данных, разделенными одной секундой, и мы дадим от 5 до 7 минут для перехода между уровнями перед выполнением расчетов стационарной ошибки. , то максимальная корреляция между двумя ближайшими точками на непосредственно соседних уровнях находится между, где минимальная точка данных в минуту и ​​минуты точек данных в минуту.Поскольку эти максимальные корреляции фактически равны 0, предположение о независимости между уровнями весьма разумно (мы признаем, что отсутствие корреляции не эквивалентно независимости). Следовательно, данные между уровнями внутри животных примерно независимы, так что 20 уровней служат единицей анализа в общей оценке надежности.

Обозначение вероятности того, что система ИМТ является надежной на любом уровне, общим числом надежно контролируемых уровней, биномиально распределено с вероятностью успеха вне независимых уровней.Количество успехов, в свою очередь, равно количеству уровней, для которых ИМТ определяется как надежный, как описано выше. Учитывая биномиальное правдоподобие и принимая априорное распределение для равномерного распределения на интервале (0, 1), следует, что апостериорное распределение для является бета-распределением с параметрами и [15], [20]. Таким образом, мы оцениваем режим этого бета-распределения и считаем систему ИМТ в целом надежной, если крайняя левая точка 95% -ного интервала достоверности больше 0.

Доказательств использования искусственной комы в качестве терапии мало

Ариэль Шарон, премьер-министр Израиля; Рэндал Макклой-младший, шахтер из Западной Вирджинии; и Рубен Контрерас, мексиканский боксер, получил такое же лечение после черепно-мозговой травмы: каждый был помещен в медицинскую кому.

Но, несмотря на то, что лечение широко используется, оно остается спорным, и немногие, кроме отдельных свидетельств, подтверждают его эффективность.

Доктор Стефан А. Майер, директор отделения неврологической интенсивной терапии в Медицинском центре Колумбийского университета, говорит, что эта процедура используется для создания «оптимальной среды для мозга».»

Повреждение головного мозга вызывает отек и нарушение кровотока, лишающее мозг кислорода. Это запускает ряд сложных биохимических процессов, в том числе высвобождение аминокислоты глутамата, токсина, убивающего клетки мозга. В течение пяти минут после потери поступление кислорода, эти клетки начинают умирать. Индуцированная кома замедляет все эти процессы.

Неврологи обычно вызывают кому только после того, как другие процедуры не дали результатов.

У пациента с травмой мозга, доставленного в отделение неотложной помощи, обычно есть дыхательная трубка вставлен в его горло, а затем сделана компьютерная томография, чтобы определить местонахождение травмы.

Можно использовать диуретические препараты, такие как маннит, для уменьшения отека мозга, также можно назначать противосудорожные препараты. Иногда увеличение скорости респиратора может помочь уменьшить отек.

Врачи могут также использовать гипотермию, охлаждение тела примерно до 90 градусов по Фаренгейту, чтобы замедлить метаболизм, или вводить физиологический раствор для контроля отека путем извлечения жидкости из мозга. В некоторых случаях операция по удалению части черепа может привести к опуханию мозга, не нанося дальнейшего вреда.

«Кома, — сказал доктор Майер, — это последний путь».

Большая доза пентобарбитала, барбитурата или пропофола, седативного средства, обычно используется для того, чтобы вызвать кому. При наблюдении с помощью ЭЭГ мозг не проявляет никакой активности. «Мозговые волны сходят на нет», — сказал доктор Майер. «Пациенты выглядят так, как будто они мертвы. Никакой реакции на ущемление, никакой реакции зрачка, ничего».

Кома не доброкачественная. Обездвиженные пациенты могут получить смертельную пневмонию или сгустки крови в руках и ногах, которые могут быть смертельными при попадании в легкие.

У пациентов также может развиться мышечный паралич или слабость, которые могут длиться неделями, даже если они успешно выведены из комы. А пациент с поврежденным мозгом может выжить только для того, чтобы выйти из комы, постоянно зависимой от аппаратов жизнеобеспечения, или в устойчивом вегетативном состоянии.

Среди неврологов отношение к процедуре варьируется от неохотного принятия до полного отказа. «Я часто использовал индуцированную кому, — сказала д-р Тереза ​​Л. Смит, директор отделения нейроинтенсивной терапии в системе здравоохранения Мичиганского университета, — и я рассматриваю это как предварительное средство для минимизации мозговой активности и помощи в его заживлении.

Но она добавила: «У меня разные успехи в этом. Вы можете довести пациента до состояния, при котором он сможет выжить, но в таком выживании качество его жизни может быть ужасным. Мы не знаем, кто выживет с ухудшенным качеством жизни, а кто нет ».

Д-р Майкл Н. Диринджер, профессор неврологии Вашингтонского университета в Сент-Луисе и президент Общества нейрокритических больных, — неверующий. «Проблема, с которой я столкнулся, — сказал он, — заключается в том, что, хотя исследования показывают, что это временно снижает давление, в конечном итоге пациенты были не лучше.Никогда не было доказано, что такое вмешательство улучшает исход для пациентов. В моей практике, ограниченной отделением нейроинтенсивной терапии, мы вообще не используем это лечение ».

Тем не менее, доктор Майер сказал:« Мы узнали, что все возможно ».

Результат для г-на Шарона и Г-н Макклой до сих пор неизвестен, но Рубен Контрерас, боксер наилегчайшего веса из Сьюдад-Хуареса, впавший в медицинскую кому после боя в Лос-Анджелесе 28 мая 2005 года, был достаточно здоров, чтобы присутствовать на боксерском матче 11 сентября.10, менее чем через четыре месяца после его госпитализации.

Но он был в зале, а не на ринге.

Медикаментозная кома спасла 11-летнего пациента с энцефалитом | Kolkata News

Что такое медицинская кома? | Кома, индуцированная барбитуратами

Что общего у покойного рэпера Тупака Шакура, бывшей конгрессменши Габриель Гиффордс, комика Галлахера и премьер-министра Израиля Ариэля Шарона? Все трое впали в медицинскую кому.

Хотя эта процедура широко известна (в основном из новостей), врачи не так уж часто вызывают кому у пациента. «Это не то, что вы делаете легкомысленно», — сказал LiveScience д-р Майкл Дж. Сутер, профессор анестезиологии и неврологической хирургии Вашингтонского университета в Сиэтле. «Вы делаете это для того, кто действительно болен, когда другие возможности быстро сокращаются».

Кома индуцируется у пациентов с высоким риском черепно-мозговой травмы, вызванной либо физической травмой (как в случае с Гиффордс, получившим выстрел в голову в 2011 году), передозировкой наркотиков или таким заболеванием, как менингит. бешенство или эпилептический статус (длительный и опасный для жизни приступ).[9 самых необычных заболеваний]

В июле 2013 года 12-летняя девочка, заразившаяся амебой, поедающей мозг, известной как Naegleria fowleri , впала в медицинскую кому, что может быть одной из причин, по которой она — один из немногих людей, переживших редкую, но зачастую смертельную болезнь.

Почему индуцируется кома

Цель медикаментозной комы, как объяснил Саутер, — обеспечить «защиту и контроль динамики давления в головном мозге».«Высокое давление, вызванное отеком мозга, может привести к нехватке кислорода в некоторых областях мозга; опухшая ткань мозга также может быть травмирована, давя на внутреннюю часть черепа. Снижая электрическую активность в головном мозге и замедляя метаболизм мозга, индуцированное кома может свести к минимуму отек и воспаление головного мозга.

Другие варианты уменьшения отека головного мозга включают такие препараты, как диуретики или стероиды, отвод лишней жидкости изнутри черепа или усиление кровотока из головного мозга.Но когда эти другие варианты не приводят к адекватному снижению давления в мозгу, может возникнуть кома.

Прежде чем можно будет вызвать кому, Соутер подчеркнул, что крайне важно иметь надлежащее оборудование и медицинский персонал. Процедура начинается в отделении интенсивной терапии (ICU), где доступна технология мониторинга для поддержки дыхательных путей и обеспечения нормального уровня артериального давления, частоты сердечных сокращений и уровня кислорода в крови.

Лекарства, необходимые для того, чтобы вызвать кому — обычно пропофол или барбитураты, такие как пентобарбитал или тиопентал, — вводятся пациенту с помощью инфузионного насоса, который вводит точно отмеренные дозы.Эти препараты «обладают непрерывным действием», сказал Соутер, что позволяет анестезиологу постепенно выводить пациента из «общей анестезиологии в глубокую кому».

Продолжительность пребывания пациента в медицинской коме «в значительной степени зависит от заболевания, которое вы лечите», — сказал Саутер. В большинстве случаев кома возникает на срок от нескольких дней до двух недель; индуцированные комы продолжительностью более месяца встречаются крайне редко. «Это очень сильно зависит от индивидуальных обстоятельств», — сказал Соутер.

Риски медицинской комы

Как и большинство медицинских процедур, индуцированная кома сопряжена с некоторыми рисками. «Одно из последствий, о котором мы знаем, — это повышенный риск заражения», — сказал Соутер. Инфекции грудной клетки особенно распространены, так как кома сильно влияет на кашлевой рефлекс, который помогает выводить выделения из легких.

Барбитураты также могут снижать иммунный ответ, хотя «об этом не так много данных», — сказал Саутер.А профилактическое использование антибиотиков обычно не рекомендуется из-за их связи с развитием устойчивых к антибиотикам бактерий, так называемых «супербактерий».

Есть также некоторые разногласия по поводу необходимости медикаментозной комы: ряд исследований выявил ограниченную пользу от комы, вызванной барбитуратами, особенно среди людей старше 40 лет. барбитуратовая кома должна быть сбалансирована с учетом рисков.Эти осложнения необходимо учитывать, когда представляется вероятным неблагоприятный неврологический исход ».

Кома и кошмары

Некоторые пациенты, перенесшие искусственную кому, сообщают о ярких кошмарах и галлюцинациях. Саутер связывает этот эффект с попытками мозга попытаться это сделать. осмыслить восприятие (особенно звуков) из окружающей среды.

«Как анестезиолог, я могу сказать вам, что у пациентов есть много интересных восприятий, когда они выходят из наркоза», — сказал Соутер.«Относительно часто сообщают о всех видах восприятия после седативных препаратов», в том числе о некоторых очень тревожных галлюцинациях. «Есть довольно яркие кошмары, обычно возникающие после снотворного», — добавил он.

Несмотря на риски, связанные с медицинской комой, процедура значительно улучшилась в последние годы, в основном благодаря достижениям в технологии мониторинга; По словам Саутера, большая часть мониторинга, необходимого медицинским работникам, теперь может выполняться на ноутбуках.«Он значительно улучшился за последние пару лет».

Следуйте за Марком Лалланилла на Twitter и Google+ . Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья на LiveScience.

Кома — Диагностика и лечение

Диагноз

Поскольку люди, находящиеся в коме, не могут выразить себя, врачи должны полагаться на физические подсказки и информацию, предоставляемую семьями и друзьями.Будьте готовы предоставить информацию о пострадавшем, в том числе:

• События, приводящие к коме, такие как рвота или головные боли
• Подробная информация о том, как пострадавший потерял сознание, в том числе о том, произошло ли это внезапно или с течением времени
• Заметные признаки или симптомы перед потерей сознания
• История болезни пострадавшего, включая другие состояния, которые у него могли быть в прошлом, такие как инсульт или транзиторные ишемические атаки
• Последние изменения в здоровье или поведении пострадавшего
• Употребление пострадавшим лицом наркотиков, включая рецептурные и безрецептурные лекарства, а также неразрешенные лекарства и запрещенные рекреационные наркотики

Физический осмотр

Экзамен, вероятно, будет включать:

• Проверка движений и рефлексов пострадавшего, реакции на болезненные раздражители и размера зрачка
• Наблюдение за характером дыхания для диагностики причины комы
• Проверка кожи на наличие синяков в результате травмы
• Громко говорить или нажимать на угол челюсти или ногтевого ложа, наблюдая за признаками возбуждения, такими как голосовые шумы, открывание глаз или движение
• Тестирование рефлекторных движений глаз для определения причины комы и локализации повреждения головного мозга
• Брызгать холодом или теплом в слуховые проходы пострадавшего и наблюдать за реакциями глаз

Лабораторные исследования

Образцы крови будут взяты для проверки:

• Общий анализ крови
• Электролиты, глюкоза, функция щитовидной железы, почек и печени
• Отравление угарным газом
• Передозировка наркотиками или алкоголем

Спинальная пункция (люмбальная пункция) позволяет выявить признаки инфекций в нервной системе.Во время спинномозговой пункции врач или специалист вводит иглу в позвоночный канал и собирает небольшое количество жидкости для анализа.

Сканирование мозга

Визуализирующие обследования помогают врачам точно определять области черепно-мозговой травмы. Тесты могут включать:

• КТ. С помощью серии рентгеновских лучей создается детальное изображение мозга. КТ может показать кровоизлияние в мозг, опухоли, инсульты и другие состояния. Этот тест часто используется для диагностики и определения причины комы.
• МРТ. Он использует мощные радиоволны и магниты для создания детального изображения мозга. МРТ позволяет обнаружить ткань мозга, поврежденную ишемическим инсультом, кровоизлияниями в мозг и другими состояниями. МРТ особенно полезны для исследования ствола и глубоких структур мозга.
• Электроэнцефалография (ЭЭГ). Измеряет электрическую активность мозга с помощью небольших электродов, прикрепленных к коже черепа. Врачи пропускают через электроды слабый электрический ток, который регистрирует электрические импульсы мозга.Этот тест может определить, могут ли судороги быть причиной комы.

Дополнительная информация

Лечение

Кома — это неотложная медицинская помощь. Врачи сначала проверит дыхательные пути пострадавшего и помогут поддерживать дыхание и кровообращение. Врачи могут оказать помощь при дыхании, внутривенные лекарства и другую поддерживающую терапию.

Лечение различается в зависимости от причины комы. Может потребоваться процедура или лекарства для снятия давления на мозг из-за отека мозга.Персонал скорой помощи может вводить глюкозу или антибиотики внутривенно, даже до получения результатов анализа крови, в случае диабетического шока или инфекции, поражающей мозг.

Если кома возникла в результате передозировки лекарствами, врачи назначат лекарства для лечения этого состояния. Если кома возникла из-за судорог, врачи будут использовать лекарства для контроля судорог. Другие методы лечения могут быть сосредоточены на лекарствах или методах лечения основного заболевания, такого как диабет или заболевание печени.

Иногда причину комы можно полностью обратить вспять, и пострадавший восстановит нормальное функционирование.Выздоровление обычно происходит постепенно. Человек с серьезным повреждением головного мозга может иметь постоянную инвалидность или никогда не прийти в сознание.

Подготовка к приему

Кома — это состояние, требующее неотложной медицинской помощи. Если вы находитесь рядом с человеком, у которого появляются признаки и симптомы комы, немедленно позвоните в службу 911 или на местный номер службы экстренной помощи.

Когда вы прибудете в больницу, персоналу отделения неотложной помощи потребуется как можно больше информации от семьи и друзей о том, что случилось с пострадавшим до комы.