DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.2.11

Можливості застосування і планування бім-аналізу для моніторингу крововтрати

Roman Tomashevskyi, Tatiana Sokol, Zinaida Dotsenko

Анотація


В роботі наведені результати дослідження можливості застосування результатів методу біоімпедансометрії для моніторингу прихованих і спонтанних крововтрат. Показана існуюча проблема обліку крововтрат при реанімаційних, операційних і реабілітаційних заходах. Запропоновано використання, в якості інформативних параметрів, спектральних властивостей біоімпедансного сигналу, а саме, коефіцієнта міжспектральної кореляції вихідного вимірювального сигналу і його лінійного перетворення. У роботі детально розглянуті існуючі біофізичні моделі, що обґрунтовують перспективність використання біоімпедансного методу для подібних завдань, і наведені розрахункові емпіричні вирази для визначення обсягу рідинних сегментів людського організму. Наведено математичне обґрунтування методу міжспектральної кореляції, засноване на обчисленні кореляційних показників коефіцієнтів вейвлет-розкладу вихідного сигналу і його лінійного перетворення. У роботі наведені результати експериментальних досліджень по апробації даного методу при фіксованих зборах венозної крові. З використанням критеріальної Т-статистики була проведена кількісна оцінка ефективності варіантів вибору просторового розміщення вимірювальних електродів при біоімпедансометрії. Отримані результати дозволяють зробити висновок про можливість і перспективність запропонованого методу для моніторингу в режимі реального часу початку прихованих і спонтанних крововтрат, а також дозволяють сформувати рекомендації щодо розміщення вимірювальних електродів на тілі пацієнта.


Ключові слова


крововтрата; активний моніторинг; біоімпедансний аналіз; вейвлет-перетворення; міжспектральна кореляція,; Т-статистика

Повний текст:

PDF

Посилання


Aslanyan, S.A. (2014), Guidelines for Military Field Surgery, Ministry of Defense of Ukraine, Kyiv, 400 p.

Jovenko, I.A., Kobelyatsky, Yu.Yu. and Tsarev, A.V. (2016), “Intensive therapy for blood loss, coagulopathy and hypovolemic shock in polytrauma”, Emergency Medicine, No. 4, pp. 64-71.

Moissl, U.M., Wabel, P., Chamney, P.W., Bosaeus, I. and Levin N.W. (2006), “Body fluid volume determination via body composition spectroscopy in health and disease”, Physiol Meas, No. 27, pp. 921-933.

Sergi, G., Bussolotto, M., Perini, P. and Calliari, I. (1994), “Accuracy of bioelectrical bioimpedance analysis for the assessment of extracellular space in healthy subjects and in fluid retention states”, Ann Nutr Metab, No. 38 (3), рp. 158-165.

Hartig V. (1982), Modern infusion therapy. Parenteral nutrition, Publishing House "Medicine", Moscow, 469 p.

Earthman, Mass Carrie, Traughber, Diana, Jennifer, Dobrat and Howell Wanda (2007), “Bioimpedance Spectroscopy for Clinical Assessment of Fluid Distribution and Body Cell”, Nutr Clin Pract., August, 2007; 22 (4), pp. 389-405.

Jaffrin, M.Y. and Morel, H. (2008), “Body fluid volumes measurements by impedance: A review of bioimpedance spectroscopy (BIS) and bioimpedance analysis (BIA) methods”, Med Eng Phys, No. 30(10), pp. 1257-1269.

Kushner, R.F and Schoeller, D.A. (1986), “Estimate of total body water by bioelectrical impedance analysis”, Am J Clin Nutr, No. 44, pp. 417-424.

Gudivaka, R., Schoeller, D.A., Kushner, R.F. and Bolt M.J.G. (1999), “Single - and multifrequency models for bioelectrical impedance analysis of body water compartments”, J Appl Physiol, No. 87, pp. 1087-1096.

Grimnes, S. and Martinssen O.G. (2000), Bioimpedance and electricity basics, Academic Press, 471 p.

Lukaski, H.C., Bolonechuk, W.W., Hall, C.B. and Siders W.A. (1987), “Validation of the bioelectrical impedance method to assesshuman body composition”, J Appl Physiol, No. 60, pp. 1327-1332.

Matthie, J.R. (2008), “Bioimpedance measurements of human body composition: critical analysis and outlook”, Expert Review of Medical Devices, March 2008, Vol. 5, No. 2, pp. 239-261.

Sun, S.S, Chumlea, W.C., Heymsfield, S.B., Lukaski, Henry C., Schoeller, Dale, Friedl, Karl, Kuczmarski and Hubbard Van S. (2003), “Development of bioelectric impedance analysis prediction equations for body composition with the use of a multicomponent model for use in epidemiologic surveys”, The American Journal of Clinical Nutrition, No. 77, pp. 331-340.

Nikolaev, D.V., Pushkin, S.V., Gvozdikova, E.A. and Smirnov A.V. (2004), “Polysegment methods in BIA. Review on the materials of foreign publications”, Sixth Scientific and Practical Conference, Main Clinical Hospital of the Ministry of Internal Affairs of Russia, Moscow, pp. 115-127.

Heymsfield, S.B., Wang, Z.M. and Withers R.T. (1996), “Multicomponent molecular level models of body composition analysis”, Champaign, Human Kinetics, pp. 129-148.

Matthie, J.R. (2005), “Second generation mixture theory equation for estimating intracellular water using bioimpedance spectroscopy”, J. Appl. Physiol, No. 99, pp. 780-781.

Jaffrin, M.Y., Fenech, М., Moreno, M.V. and Kieffer, R. (2006), “Total body water measurement by a modification of the bioimpédance spectroscopy method”, MedBioEng Comput, No. 44, pp. 873-882.

Hannan, W.J., Cowen, S.J., Fearon, K.C., Plester, C.E. J.S. and Richardson R.A. (1994), “Evaluation of multi-frequency bioimpedance analysis for the assessment of extracellular and total body water in surgical patients”, Clin Sci., No. 86, pp. 479-485.

Seoane, Fernando, Shirin, Abtahi and Farhad, Abtahi (2015), “Mean Expected Error in Prediction of Total Body Water. A True Accuracy Comparison between Bioimpedance Spectroscopy and Single Frequency Regression Equations”, BioMed Research International, No. 11.

Zink, M.D., Weyer, S., Pauly, K. and Napp A. (2015), “Feasibility of bioelectrical impedance spectroscopy measurement before and after thoracentesis”, BioMed Research International, p. 9.

Ward, L.C., Czerniec, S. and Kilbreath S.L. (2009), “Quantitative bioimpedance spectroscopy for the assessment of lymphedema”, Breast Cancer Res treat, No. 117, pp. 541-547.

Ward, L.C. (2006), “Bioelectrical impedance analysis: proven utility in lymphedema risk assessment and therapeutic monitoring”, Lymphat Res Biol, No 4, pp. 51-56.

Ward, L.C., Czerniec, S. and Kilbreath S.L. (2009), “Operational equivalence of bioimpedance indices and perometry for the assessment of unilateral arm lymphedema”, Lymphat Res Biol, No. 7, pp. 81-85.

King, R.J., Clamp, J.A., Hutchinson, J.W. and Moran C.G. (2007), “Bioelectrical impedance: a new method for measuring post-traumatic swelling”, J Orthop Trauma, No. 21, pp. 462-468.

Halter, R.J., Hartov, A., Heaney, J.A., Paulsen, K.D. and Schned, A.R. (2007), “Electrical impedance spectroscopy of the human prostate”, IEEE Trans Biomed Eng., No. 54 (7), pp. 1321-1327.

Pekker, Ya.S., Brasilovsky, K.S. and Usov, V.Yu. (2004), Electrical Impedance Tomography, NTL, Tomsk 2004, 192 p.

Danilov, A.A., Nikolaev, D.V., Rudnev, S.G., Salamatova, V.Yu. and Vassilevski, Yu.V (2012), “Modelling of bioimpedance measurements: unstructured mesh application to real human anatomy”, Numer. Anal. Math. Modelling, Vol. 27, No. 5, pp. 431-440.

Martinsen, O.G., Nordbotten, B., Grimnes, S., Fossan, H. and Eilevstjønn J. (2014), “Bioimpedance-Based Respiration Monitoring With a Defibrillator”, Biomedical Engineering, IEEE Transactions, pp. 1858-1862.

Danilov, A.A., Kramarenko, V.K., Nikolaev, D.V., Rudnev and Vassilevski, Yu.V. (2013), “Sensitivity field distributions for segmental bioelectrical impedance analysis based on real human anatomy”, J. Phys., Conf. Series, pp.434-437.

Deurenberg, P., Tagliabue, A.and Schouten F.J.M. (1995), “Multifrequency impedance for the prediction of extracellular water and total body water”, Brit. J. Nutr., No. 3, pp. 349-358.

Hanai, T. (1960), “Theory of the dielectric dispersion due to the interfacial polarization and its application to emulsions”, Kolloid-Zeitschrift 171, pр. 23-31.

Nikolaev, D.V., Smirnov, A.V., Bobrinskaya, I.G. and Rudnev, S.G. (2009), Bioimpedance analysis of human body composition, Nauka, Moscow, 392 p.

Shchapov, P.F., Tomashevsky, R.S., Tkachuk, B.V. and Pavlyuk V.M. (2018), “Information technology of statistical control of the procedure of ultrafiltration in software hemodialysis”, Control, navigation and communication systems [Systemy upravlinnya, navihatsiyi ta zvyazku], PNTU, Poltava, No. 1 (47), pp. 153-159.

Merry, R.J.E., Steinbuch, M. and van de Molengraft, M.J.G. (2005), Wavelet Theory and Applications a literature study, Eindhoven Univer of Technol. Dep. of Mechanical Engin. Control Systems Technol. Group, 41 p.

Lee, D.T.L. and Yamamoto, A. (1994), Wavelet analysis theory and application, Hewlett-Packard Company, pp. 44-52.

Voskoboynikov, Yu.E., Gochakov, A.V. and Kolker, A.B. (2010), Filtratsii signalov i izobrazheniy: Fure i veyvlet algoritmyi (s primerami v Mathcad) [Filtering signals and images: Fourier and wavelet algorithms], NGASU (Sibstrin), 188 p.

Pollard, J. (1982), Handbook of Computational Statistics, Finance and Statistics, Moscow, 344 p.

Johnson, N. and Lyon, F. (1981), Statistics and experiment planning, Mir, Moscow, 520 p.




Copyright (c) 2020 Roman Tomashevskyi, Tatiana Sokol, Zinaida Dotsenko