Цифровизация ОРиТ, часть I

от

Отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРиТ) представляет собой специализированное медицинское подразделение, обеспечивающее высокотехнологичную помощь пациентам с критическими нарушениями жизненно важных функций организма. Основная миссия ОРиТ заключается в осуществлении комплекса реанимационных мероприятий и интенсивной терапии у больных с расстройствами кардиоваскулярных, респираторных, церебральных и ренальных функций до достижения стабилизации их состояния. Данная статья открывает серию статей по цифровизации ОРиТ, начиная от определения задач, решаемых ОРиТ, заканчивая референсной архитектурой ИТ-системы, лежащей в основе «Зоны КФС» HealthOS.

Определение ОРиТ

Спектр решаемых задач в ОРиТ охватывает широкий диапазон критических состояний. Ключевыми направлениями являются сердечно-легочная и церебральная реанимация при остановке кровообращения, непрерывный мониторинг витальных параметров, искусственное замещение функций органов при их обратимой недостаточности, послеоперационная интенсивная терапия, гемодинамическая стабилизация при шоковых состояниях. Дополнительно выполняются задачи профилактики и контроля нозокомиальных инфекций, нутритивной поддержки, седации и анальгезии, ранней мобилизации пациентов, безопасной внутригоспитальной транспортировки, кондиционирования доноров органов и психологической поддержки семей.

Арсенал применяемых медицинских методов включает базовые и расширенные реанимационные пособия, инвазивный и неинвазный мониторинг, искусственную вентиляцию легких, заместительную почечную терапию, экстракорпоральную мембранную оксигенацию, вазопрессорную и инотропную поддержку, энтеральное и парентеральное питание, седацию с титрованием препаратов, кинезотерапию. Современное техническое оснащение отделений предусматривает использование высокотехнологичного оборудования экспертного класса для поддержания жизнеобеспечения.

Ожидаемые результаты интенсивной терапии ориентированы на восстановление спонтанного кровообращения и адекватной вентиляции, раннее выявление декомпенсации состояния, поддержание оксигенации и элиминацию токсинов, предупреждение хирургических и соматических осложнений, достижение целевых гемодинамических параметров, минимизацию инфекционных осложнений, предотвращение катаболизма, купирование критических состояний с предупреждением полиорганной недостаточности.

Параллельно с терапевтическими возможностями существует спектр сопутствующих рисков. Неврологические повреждения, травмы грудной клетки и постреанимационная энцефалопатия сопровождают реанимационные мероприятия. Инвазивный мониторинг ассоциирован с кровотечениями, псевдоаневризмами и катетер-связанными инфекциями. Вентилятор-ассоциированная пневмония развивается у 5-70% пациентов на ИВЛ, баротравма и гипероксия создают дополнительные риски. Послеоперационные инфекции, тромбоэмболия, делирий и полинейропатия критических состояний относятся к частым осложнениям. Агрессивная вазопрессорная терапия может индуцировать аритмии и нарушения органной перфузии. Развитие полирезистентных штаммов с летальностью более 70% представляет серьезную угрозу. Внутригоспитальная транспортировка сопровождается до 25% осложнений, включая летальные.

Более подробно, основные характеристики ОРиТ определены в Таблице 1, указанной ниже.

Таблица 1.

№ Задача Описание задачи Медицинские методы Ожидаемый результат Сопутствующие риски
1 Сердечно-легочная и церебральная реанимация Восстановление витальных функций при остановке кровообращения, дыхания или критическом угнетении сознания Компрессия грудной клетки, дефибрилляция, введение вазопрессоров, интубация трахеи, ИВЛ, коррекция электролитных нарушений​ Восстановление спонтанного кровообращения, адекватной вентиляции, сознания, стабилизация гемодинамики ​ Неврологические повреждения, травмы грудной клетки, аспирация, постреанимационная энцефалопатия, сердечные аритмии
2 Мониторинг жизненно важных функций Непрерывное наблюдение за кардиоваскулярными, респираторными, церебральными и ренальными параметрами ЭКГ-мониторинг, телеметрия, инвазивное измерение АД, капнография, пульсоксиметрия, нейромониторинг (ШКГ, реакция зрачков), почасовой контроль диуреза Раннее выявление ухудшения состояния, своевременная коррекция нарушений, предупреждение декомпенсации Осложнения инвазивного мониторинга (кровотечения, псевдоаневризмы, артериовенозные фистулы, инсульт), инфекции катетер-ассоциированные
3 Искусственное замещение функций органов Протезирование обратимо нарушенных функций дыхания, почек, печени при критических состояниях ​ Искусственная вентиляция легких, заместительная почечная терапия (гемодиализ, гемофильтрация), экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) Поддержание оксигенации, элиминация токсинов, коррекция метаболических нарушений, выигрыш времени для восстановления органов ​ Вентилятор-ассоциированная пневмония (5-70%), баротравма, гипероксия с вазоконстрикцией, тромбоэмболические осложнения, кровотечения при антикоагуляции
4 Послеоперационная интенсивная терапия Предоперационная подготовка с коморбидностью и ведение пациентов после экстренных/плановых операций до стабилизации ​ Анальгезия, инфузионная терапия, профилактика тромбозов и стресс-язв, респираторная поддержка, антибактериальная профилактика Неосложненное течение послеоперационного периода, предупреждение хирургических и соматических осложнений, ранняя активизация ​ Послеоперационные инфекции, тромбоэмболия легочной артерии, нутритивные нарушения, делирий, полинейропатия критических состояний
5 Гемодинамическая стабилизация Коррекция шоковых состояний, поддержание адекватного артериального давления и органной перфузии ​ Инфузионная терапия, введение вазопрессоров (норадреналин, адреналин), инотропов, внутриаортальная баллонная контрпульсация ​ Достижение целевого АД (САД >65 мм рт.ст.), адекватной тканевой перфузии, нормализация лактата ​ Гипер/гипотензия, аритмии, вазоконстрикция с нарушением органной перфузии, гипоперфузия при агрессивной вазопрессорной терапии ​
6 Профилактика и контроль инфекций Предупреждение нозокомиальных инфекций у иммунокомпрометированных пациентов с инвазивными устройствами ​ Соблюдение протоколов асептики, антибиотикопрофилактика, деэскалационная антибиотикотерапия, микробиологический мониторинг, элевация головного конца, санация полости рта Минимизация частоты катетер-ассоциированных инфекций, вентилятор-ассоциированной пневмонии, сепсиса Развитие полирезистентных штаммов (летальность >70%), септический шок, полиорганная недостаточность, клостридиальная инфекция
7 Интенсивная терапия критических состояний Лечение острых жизнеугрожающих состояний (сепсис, ОРДС, ОНМК, травма, массивная кровопотеря) совместно с профильными специалистами ​ Целенаправленная терапия сепсиса, протективная вентиляция при ОРДС, тромболизис/тромбэкстракция при ОНМК, массивная трансфузия при кровопотере Купирование критического состояния, предупреждение полиорганной недостаточности, снижение летальности ​ Осложнения тромболитической терапии (кровотечения, геморрагическая трансформация инсульта), реперфузионные повреждения, трансфузионные реакции
8 Мультидисциплинарное взаимодействие Координация лечения основного заболевания с профильными специалистами, консультативная помощь другим отделениям ​ Мультидисциплинарные консилиумы, консультации узких специалистов (нейрохирург, кардиолог), преемственность при переводе ​ Оптимизация лечения основной патологии, улучшение исходов, рациональное использование ресурсов ОРиТ ​ Дефекты коммуникации с развитием медицинских ошибок, задержка перевода в профильное отделение с избыточной нагрузкой на ОРиТ
9 Нутритивная поддержка Обеспечение энергетических и пластических потребностей организма при невозможности естественного питания ​ Энтеральное питание через назогастральный зонд/гастростому, парентеральное питание (декстроза, аминокислоты, липидные эмульсии), иммунонутриенты Предотвращение катаболизма, сохранение барьерной функции ЖКТ, коррекция белково-энергетической недостаточности, ограничение негативного азотистого баланса ​ Аспирация, вентилятор-ассоциированная пневмония, нарушение моторики ЖКТ, метаболические осложнения парентерального питания, катетер-ассоциированная инфекция, транслокация бактерий ​
10 Седация и анальгезия Обеспечение комфорта пациента, устранение болевого синдрома, тревоги, возбуждения, синхронизация с ИВЛ ​ Титрование седативных препаратов (пропофол, мидазолам, дексмедетомидин), анальгетики, ингаляционные анестетики (севофлуран, изофлуран), оценка по шкалам (RASS, CPOT), ежедневные пробуждения ​ Достижение целевого уровня седации, купирование боли, предупреждение делирия, улучшение переносимости интубации и ИВЛ, снижение стрессовой реакции Пролонгированные седативные эффекты, делирий, синдром отмены, угнетение дыхания и гемодинамики, увеличение длительности ИВЛ, полинейропатия критических состояний ​
11 Ранняя мобилизация и реабилитация Предупреждение ПИТ-синдрома, сохранение мышечной массы и физической функции, ускорение восстановления ​ Пассивная/активная вертикализация, дыхательная гимнастика, электростимуляция мышц, начало мобилизации на 1-2 сутки от поступления, кинезотерапия Сокращение длительности ИВЛ, профилактика полимионейропатии, улучшение функциональных исходов при выписке, снижение финансовых затрат, ускорение восстановления органных функций ​ Гемодинамическая нестабильность во время мобилизации, риск падений, декомпенсация при нестабильном состоянии, неблагоприятные события при мобилизации позже 7 суток ​
12 Внутригоспитальная транспортировка Безопасное перемещение критических пациентов на диагностические/лечебные процедуры с сохранением жизнеобеспечения Оценка транспортабельности, непрерывный мониторинг (ЭКГ, SpO2, PetCO2, АД), портативная ИВЛ, инфузия вазопрессоров, сопровождение врачом-реаниматологом, стабилизация перед транспортировкой ​ Выполнение диагностических/лечебных процедур без декомпенсации состояния, возвращение в ОРиТ без осложнений Летальные осложнения (неадекватная вентиляция, случайная экстубация, гемодинамическая нестабильность), разгерметизация дыхательного контура, остановка инфузии вазоактивных препаратов, декомпенсация при истощенных резервах, до 25% осложнений
13 Кондиционирование доноров органов Коррекция нарушений гомеостаза у пациентов с констатированной смертью мозга для сохранения органов для трансплантации Гемодинамическая поддержка вазопрессорами, инфузионная терапия, коррекция электролитных нарушений, респираторная поддержка, гормональная терапия, поддержание температуры Получение качественных донорских органов, предотвращение органной дисфункции, увеличение числа изъятых органов (до 8 от одного донора), снижение потери органов из-за остановки кровообращения ​ Необратимая остановка кровообращения (потеря до 25% органов при ненадлежащем кондиционировании), необратимая органная дисфункция, декомпенсация грубых нарушений гомеостаза ​
14 Психологическая поддержка семьи Оказание психологической помощи родственникам критических пациентов, организация семейно-ориентированного подхода с допуском в ОРиТ ​ Психологическое консультирование, разъяснение состояния пациента, обучение участию в уходе, организация совместного пребывания, коммуникация команды с семьей, информирование о рисках Ускорение выздоровления пациента, психологический комфорт семьи и медперсонала, снижение социальной напряженности, улучшение адаптационных возможностей родственников, эффективная забота о пациенте Интенсивность переживаний родственников с нарушением адаптации, эмоциональное напряжение без психологической поддержки, неготовность находиться рядом с тяжелобольным ​

 

Автоматическая расшифровка сигналов в реальном времени

Автоматическая расшифровка сигналов в реальном времени — это совокупность методов сбора, обработки и интерпретации физиологических сигналов (электрокардиограмма, фотоплетизмограмма, капнограмма, кривая инвазивного артериального давления, баллистокардиограмма и др.) с использованием детерминированных и аудируемых алгоритмов обработки сигналов для моментального выявления клинически значимых паттернов и формирования сообщений о выявленных аномалиях. В ОРиТ такая технология меняет принципы наблюдения: вместо фрагментарной, интуитивной оценки врач и средний медицинский персонал получают непрерывные, аналитически обоснованные подсказки, позволяющие раньше распознать декомпенсацию, лучше координировать вмешательства, и точнее контролировать поддержку органов. Интеграция прозрачных, детерминированных алгоритмов иерархической обработки сигналов с многоуровневой оценкой рисков создает принципиально новую парадигму мониторинга критических состояний, где каждый сердечный, дыхательный и метаболический цикл становятся источником диагностической информации для раннего выявления декомпенсации.

Эта серия статей описывает технические основы, влияние на главные функции ОРиТ, преимущества, ограничения и рекомендации по внедрению, опираясь на современные клинические и технические данные.

Архитектура системы расшифровки физиологических сигналов, расчета рисков и терапевтических предложений базируется на последовательной обработке физиологических данных в конвейере из семи взаимосвязанных этапов. Захват сигнала осуществляется с использованием стандартных датчиков ЭКГ, пульсоксиметрии, капнографии с частотой дискретизации, обеспечивающей точное воспроизведение морфологии волн. Извлечение признаков каждого кардио-, респираторного и обменного цикла включает детекцию характерных точек (R-пик, ST-сегмент, амплитуда пульсовой волны, концентрация CO₂), расчет временных и амплитудных параметров, оценку вариабельности интервалов. Вычисление рисков на уровне индивидуального цикла позволяет выявлять транзиторные нарушения ритма, эпизоды ишемии, респираторные аритмии до их манифестации на уровне интегральных показателей.

Скользящие агрегации признаков за окна продолжительностью 1–3–5–9–15 минут обеспечивают многоуровневую темпоральную оценку состояния пациента. Краткосрочные окна 1-3 минуты выявляют острые гемодинамические изменения и аритмические события, средние окна 5-9 минут отслеживают тренды вазопрессорной реакции и респираторной механики, долгосрочные 15-минутные окна идентифицируют медленно прогрессирующую органную дисфункцию и метаболические нарушения. Оценка рисков по окнам включает статистический анализ распределений признаков, детекцию аномальных паттернов, прогнозирование вероятности критических событий с формированием ранжированных терапевтических предложений.

В ОРиТ каждый потерянный или выигранный квант времени критичен. Автоматический анализ физиологических сигналов ускоряет детекцию жизнеугрожающих состояний (фибрилляция, тахикардия без пульса, асистолия и др.), что позволяет:

  • уменьшить время до дефибрилляции и начала целенаправленных реанимационных мер;
  • обеспечить согласованную обратную связь по качеству компрессий (частота, глубина, прерывания) при наличии датчиков;
  • снижать интервал между клиническим событием и назначением вазопрессоров или ИВЛ‑манёвров при ранней идентификации тенденций к коллапсу.

Клинические исследования показывают, что более быстрое обнаружение и адекватная реакция повышают вероятность восстановления спонтанного кровообращения и улучшают неврологические исходы, если алгоритмы обладают приемлемым уровнем качества контроля ложных тревог и пропусков.

Рассмотрим некоторые конкретные примеры, иллюстрирующие, как непрерывная мультисигнальная расшифровка превращает пассивный мониторинг в активную систему раннего оповещения в ОРиТ.

Раннее выявление сепсиса

  • Сигналы: ЭКГ, снижение вариабельности сердечного ритма, повышение температуры, падение артериального давления, растущий уровень дыхания/PetCO2.
  • Механизм: алгоритм сочетает тренды нескольких каналов и распознаёт паттерн «септического ухудшения» раньше, чем отдельные пороги превысятся.
  • Проявление: автоматическое оповещение с рекомендацией обследования (лактат, посевы) и ранней антибиотикотерапии.
  • Результат: снижение времени до терапии.

Прогноз гемодинамической нестабильности 

  • Сигналы: вариабельность пульсовой волны (анализ пульсовой волны по инвазивному арт. давлению или фотоплетизмограмме), изменения ударного объёма, тренды САД/ЧСС.
  • Механизм: система прогнозирует вероятность положительного ответа на болюс/кровезаменитель.
  • Проявление: целенаправленное назначение объёмной терапии.
  • Результат: уменьшение ненужных инфузий и риска перегрузки.

Детекция предшоковых аритмий и остановки сердца

  • Сигналы: ЭКГ, капнография, SpO2.
  • Механизм: алгоритм распознаёт прогрессирующую деградацию ритма (например, переход от желудочковой экстрасистолии к фибрилляции) и одновременно фиксирует падение PetCO2 и SpO2.
  • Проявление: немедленное визуально‑звуковое оповещение.
  • Результат: подготовка команды, сокращение времени до дефибрилляции/СЛР.

Снижение ложных тревог при вентиляционной поддержке

  • Сигналы: капнография, поток/объём ИВЛ, SpO2, акселерометр (движение пациента).
  • Механизм: агрегирование данных отличает истинную десатурацию (реальная гипоксемия) от артефактной потери сигнала (например, нарушение датчика) и от временной асинхронии с ИВЛ.
  • Проявление: уменьшение числа ложных тревог.
  • Результат: снижение «усталости» персонала, концентрация внимания на реальных событиях.

Оценка глубины седации и готовности к пробуждению

  • Сигналы: интеграция упрощённой ЭЭГ (индексы глубины анестезии), вариабельность сердечного ритма, реакция на болевые стимулы.
  • Механизм: алгоритм определяет неудовлетворительную глубину седации или чрезмерную седацию и сообщает о готовности к безопасному пробуждению.
  • Проявление: оптимизация доз седативных препаратов.
  • Результат: сокращение времени на ИВЛ и риска делирия.

Прогнозирование отказа дыхательной функции при переводе с ИВЛ на спонтанное дыхание

  • Сигналы: тренды PetCO2, динамика частоты дыхания, вариабельность сердечного ритма, SpO2, параметры механической вентиляции.
  • Механизм: модель оценивает вероятность неудачи экстубации и предупреждает команду заранее.
  • Проявление: принятие решения о дополнительной подготовке/репетите или отложении экстубации
  • Результат: снижение реинтубаций.

Безопасность при внутрибольничной транспортировке

  • Сигналы: мобильная мультисигнальная запись (ЭКГ, SpO2, PetCO2, АД) с аналитикой на больничном сервере.
  • Механизм: при появлении ранних отклонений система отправляет оповещение сопровождающему персоналу и мониторной службе; при критическом событии формируется пошаговый протокол действий.
  • Проявление: уменьшение времени начала реанимационных мер.
  • Результат: уменьшение инцидентов декомпенсации в пути.

Каждый пример показывает общий подход: выявление паттернов в нескольких физиологических сигналах плюс анализ трендов с выявленными паттернами дают возможность сформировать раннюю, более специфичную сигнализацию реальных клинических угроз и предложений, что повышает точность решений и уменьшает нагрузку на лечебный персонал.

Безусловно, такой подход требует строгой клинической калибровки, согласования с научной основой, нормативной базой и клиническими рекомендациями. Надёжность работы алгоритмов определяется качеством исходных сигналов и системой контроля рисков искажения информации, которая должна быть встроена в каждый этап конвейера, обеспечивая прозрачность и возможность полного аудита любой трассы преобразования и интерпретации данных.

Влияние технологии непрерывной расшифровки сигналов на задачи ОРиТ проявляется в усилении функций непрерывного мониторинга витальных параметров, раннего выявления декомпенсации, предупреждения осложнений искусственной вентиляции, гемодинамической нестабильности, аритмических событий. Методы интенсивной терапии дополняются инструментами прогностической аналитики для индивидуализации вазопрессорной поддержки, параметров ИВЛ, седации на основе объективных и аудируемых данных по каждому циклу. Ожидаемые результаты включают сокращение времени от начала декомпенсации до терапевтического вмешательства, снижение частоты вентилятор-ассоциированных осложнений, аритмических событий, ишемических эпизодов, оптимизацию ресурсов медицинского персонала. Сопутствующие риски связаны с ложноположительными срабатываниями алгоритмов при артефактах сигнала, избыточной алармизацией с десенсибилизацией персонала, зависимостью от качества захвата данных, потенциальными ошибками интерпретации при нетипичных клинических сценариях.

Архитектура системы

Рассмотрим логику работы системы расшифровки сигналов. Архитектура системы представляет собой семи этапный конвейер преобразования волновых физиологических сигналов в клинически значимые маркеры рисков с многоуровневой темпоральной агрегацией с последующей выработкой терапевтических предложений. Логика работы базируется на последовательной трансформации волновых данных сигнала через цепочку специализированных операций, где каждый этап обеспечивает детерминированную обработку входного потока с формированием выходных признаков для последующего анализа. Архитектура обеспечивает непрерывную обработку данных в реальном времени с минимальной латентностью между регистрацией сигнала и идентификацией критических событий. Система обеспечивает полную прозрачность, включая аудит трасс преобразований каждого кванта сигнала и выработки каждого клинического решения.

С целью облегчения понимания, выполним упрощение описания системы с точки зрения медицины, для этого рассмотрим только один физиологический сигнал — многоканальное ЭКГ. Остальные сигналы с технической точки зрения обрабатываются в аналогичной логике, по этому данное упрощение не изменяет концепцию и архитектуру системы в целом.

Конвейер обработки физиологических сигналов

Конвейер обработки физиологических сигналов пациента и формирования терапевтических предложений состоит из следующих этапов:

  1. Захват сигнала. На этапе осуществляется непрерывный прием данных с медицинского оборудования. В случае ЭКГ — это прикроватный монитор, например, мониторинговая система Philips IntelliVue. Прикроватные мониторы обеспечивают непрерывную регистрацию биоэлектрических потенциалов в конфигурации 3, 5 или 12 отведений ЭКГ (стандартная методика, EASI с 5 электродами или полная 12-отведенная с 10 электродами). Применительно к системе Philips IntelliVue, этап включает экстракцию цифрового потока ЭКГ-данных из MLLP-кадров (Minimal Lower Layer Protocol) протокола IntelliVue с частотой дискретизации 250-500 Гц, которая позволяет сохранить морфологию комплексов кардиоцикла ЭКГ, извлечение временных меток с точностью до миллисекунды, идентификаторов активных отведений, метаданных качества сигнала (индикаторы электродного контакта, артефактов движения, мышечной активности) и встроенных оценок аритмий и ST-сегмента.
  2. Нормализации сигнала.  На этапе выполняется проверка структурной целостности MLLP-кадров, валидация формата HL7-сообщений и переупаковка данных с учетом требований последующих этапов обработки. Этап включает верификацию MLLP-кадров, проверку корректности заголовков HL7-сегментов, валидацию временных меток, идентификатора трассы, контроль непрерывности последовательности кадров с детекцией пропущенных фрагментов. Переупаковка данных включает извлечение ЭКГ из сегментов OBX, нормализацию форматов представления чисел, приведение временных меток к единому стандарту с микросекундной точностью, агрегацию фрагментированных сообщений в непрерывные потоки отведений и формирование буферов данных с фиксированным размером окна для последующей обработки. Этап критичен для обеспечения робастности детекции характерных точек кардиоцикла при вариабельности условий передачи данных по сети и предотвращения потери информации при сетевых задержках.
  3. Расчет признаков биологического цикла. На этапе выполняется детекция R-пиков с применением градиентных алгоритмов и пороговой классификации, сегментация PQ-QRS-ST-T интервалов, экстракция временных параметров (RR-интервал, QRS-длительность, QT-интервал), амплитудных характеристик признаков, расчет морфологических дескрипторов признаков у каждого сердечного сокращения. Для каждого отведения на этапе генерируется вектор полностью интерпретируемых признаков размерностью 20-50 параметров на каждый кардиоцикл с временной привязкой к моменту R-пика.
  4. Идентификация рисков уровня биологического цикла. На этапе применяются пороговые правила и классификационные алгоритмы для выявления аритмических событий (желудочковая экстрасистолия, паузы ритма, фибрилляция предсердий), ишемических эпизодов (элевация/депрессия ST-сегмента), нарушений проводимости (AV-блокады, блокады ножек пучка Гиса) на уровне индивидуальных сокращений. Этап генерирует бинарные флаги рисков и количественные метрики отклонений от референсных значений для каждого цикла.
  5. Расчет признаков по окнам 1–3–5–9–15 мин. На этапе осуществляется скользящая агрегация покардиоцикловых параметров с вычислением статистических моментов (среднее, стандартное отклонение, медиана, процентили), трендовых характеристик, вариабельности RR-интервалов, плотности аритмических событий и спектральных дескрипторов для каждого временного окна. Многоуровневая темпоральная структура обеспечивает одновременный мониторинг острых (1-3 мин), субострых (5-9 мин) и пролонгированных (15 мин) изменений состояния.
  6. Идентификация рисков по окнам 1–3–5–9–15 мин. На этапе интегрируются агрегированные признаки и покардиоцикловые маркеры риска для выявления паттернов прогрессирующей декомпенсации, трендов гемодинамической нестабильности, эпизодов транзиторной ишемии и предикторов жизнеугрожающих аритмий с формированием ранжированного списка рисков и терапевтических предложений для каждого временного горизонта.
  7. Формирование терапевтических предложений. На этапе осуществляется систематизация результатов идентификации рисков на уровне кардиоциклов и временных окон, которые используются как основа для генерации структурированных клинических рекомендаций с учетом приоритетности и срочности вмешательств. Этап включает категоризацию выявленных рисков по степени критичности (жизнеугрожающие, требующие неотложной коррекции, подлежащие плановой коррекции), сопоставление паттернов рисков с клиническими сценариями интенсивной терапии (острый коронарный синдром, нестабильная гемодинамика, проаритмогенные состояния), формирование протокол-ориентированных предложений по модификации вазопрессорной поддержки, антиаритмической терапии, параметров респираторной поддержки. Алгоритм генерирует приоритизированный список интервенций с указанием целевых параметров (ЧСС, ST-сегмент, длительность QT, вариабельность RR), временного окна для реализации (немедленно, в течение 5 минут, в течение 15 минут), ожидаемого эффекта от коррекции и индикаторов эффективности вмешательства для валидации терапевтического ответа. Формат выходных данных включает структурированные сообщения с кодами приоритета, описанием клинической ситуации, перечнем альтернативных тактик и ссылками на протоколы интенсивной терапии для обеспечения информационной поддержки принятия решений медицинским персоналом ОРиТ.

Варианты технической реализации

Указанная ранее семи этапная логика работы конвейера обработки сигналов может быть реализована тремя различными архитектурными вариантами. Рассмотрим их.

  1. Стратегия Push (HL7 v2/MLLP, IHE PCD‑01)
    • Как работает: устройство (например, прикроватной монитор) публикует MLLP-сообщения с фрагментом цифровой волны ЭКГ (PCD‑01) и получает синхронное подтверждение доставки в рамках LLP‑кадра.
    • Плюсы: субсекундная задержка, подтверждение доставки ACK, де‑факто стандарт для медицинских устройств, готовые шаблорны интеграции с устройствами (device → HL7 ORU).
    • Минусы: большой трафик, постоянные входящие соединения, ACL правила, горизонтальное масштабирование приемников сложнее без промежуточного слоя.
    • Когда выбирать: непрерывные клинические потоки ЭКГ для минимальных задержек расшифровки сигнала и расчета рисков на уровне кардиоцикла, совместимость с IHE PCD‑01 без промежуточных преобразований.
  2. Стратегия Pull (Polling/FHIR + Subscriptions)
    • Как работает: система периодически опрашивает API устройства или подписывается на события (FHIR Subscriptions) вместо постоянного MLLP‑канала.
    • Плюсы: простая клиентская логика при polling, если доступна событийная модель подписки уменьшают нагрузку и избегают постоянных запросов.
    • Минусы: polling ресурсозатратен, даёт задержки и затраты обеспечивают держатели системы; подписки требуют событийной инфраструктуры, по этому не везде доступны.
    • Когда выбирать: когда система поддерживает FHIR‑подписки с уведомлениями о новых наблюдениях/рекомандациях/рисках/записях ЭКГ, либо система поставляет «on‑demand» выборки.
  3. Стратегия общей шины (MQTT/Kafka с HL7‑шлюзом)
    • Как работает: шлюз общей шины принимает данные от устройства в формате HL7 v2/MLLP (PCD‑01/ACM), преобразует и публикует в общую шину (темы/партиции), обеспечивая доставку, обработку ошибок и буферизацию потока данных.
    • Плюсы: масштабируемость, разделение поставщиков/потребителей, управление качеством (QoS), отложенная доставка; в IoT MQTT показала эффективность на потоках ЭКГ.
    • Минусы: дополнительная инфраструктура и семантический маппинг (HL7 → темы/схемы), нужна тщательная настройка QoS, безопасности, обработки ошибок.
    • Когда выбирать: одновременный анализ ЭКГ несколькими компонентами в реальном времени, архивирование и аналитика, когда push‑канал остаётся у входа, а общая шина обеспечивает распределение данных и устойчивость всей системы.

Конец первой части.

Литература

При написании данного материала использовались следующие источники:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459388/
  2. https://academic.oup.com/eurheartj/article/39/2/119/4095042
  3. https://pydicom.github.io/pydicom/dev/tutorials/waveforms.html
  4. https://neuropsychology.github.io/NeuroKit/functions/ecg.html
  5. https://neuropsychology.github.io/NeuroKit/_modules/neurokit2/ecg/ecg_delineate.html
  6. https://rpanderson-neurokit2.readthedocs.io/en/latest/_modules/neurokit2/hrv/hrv_time.html
  7. https://rpanderson-neurokit2.readthedocs.io/en/latest/_modules/neurokit2/hrv/hrv_frequency.html
  8. https://www.w3.org/TR/vocab-ssn/
  9. https://qudt.org/vocab/unit/BEAT-PER-MIN
  10. https://www.w3.org/TR/shacl/
  11. https://physionet.org/content/wfdb-python/
  12. https://d-nb.info/1112944567/34
  13. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/circulationaha.109.192704
  14. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532281/
  15. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5624990/
  16. https://aaamedicines.org.uk/media/m13hdonk/guideline-on-drug-induced-qt-prolongation.pdf
  17. https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/ich-e-14-clinical-evaluation-qtqts-interval-prolongation-and-proarrhythmic-potential-non-antiarrhythmic-drugs-step-5_en.pdf
  18. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/01.cir.98.15.1510
  19. https://www.findacode.com/loinc/8867-4—heart-rate.html
  20. https://build.fhir.org/rdf.html
  21. https://rml.io/specs/rml/
  22. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6702465/
  23. https://www.powerfulmedical.com/blog/stemi-ecg-criteria/
  24. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/1357296
  25. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149763422003967
  26. https://www.chop.edu/clinical-pathway/prolonged-qtc-prevention-torsades-de-pointes-clinical-pathway
  27. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5842851/
  28. https://www.england.nhs.uk/north/wp-content/uploads/sites/5/2018/12/QTc-flow-diagram-with-medications-final-Dec-17-A3-with-logos.pdf
  29. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIR.0000000000001309
  30. https://www.sps.nhs.uk/articles/identifying-risk-factors-for-developing-a-long-qt-interval/
  31. https://www.droracle.ai/articles/39336/stemi-criteria-
  32. https://www.midus.wisc.edu/findings/pdfs/2584.pdf
  33. https://bestpractice.bmj.com/topics/en-gb/150