ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЦЕНАРИЕВ
Наибольший интерес в системе представляют различные сценарии патологических процессов. Технология моделирования позволяет создавать сценарии с такой детализацией происходящих процессов, которые не могут быть реализованы ни одним из существующих сегодня медицинских симуляторов. Каждый сценарий представляет собой специально организованную форму, в которой содержатся описание механизма возникновения данной патологии (с детализацией до клеточного уровня) и интерактивные окна с элементами управления этим механизмом. Также там приведены описание всех вариантов лечения данной патологии, а в базу данных системы внесены все необходимые лекарственные препараты и аппаратные методы воздействия.
Работа со сценариями предполагает несколько уровней. На первом из них (общем обучающем), после выбора конкретного патологического состояния в меню сценариев системы, работа симулятора приостанавливается и появляется окно с детальным описанием механизма патогенеза. Механизмы патогенеза в этом окне также представлены специальными схемами, которые в реальном масштабе времени показывают процессы возникновения и развития патологических процессов, характерных для данного состояния. На втором уровне (специальном обучающем), возможно изменение хода патологических процессов с помощью специальных интерактивных окон, которые также находятся в окне с описанием данного сценария. На третьем уровне (контрольном), после выбора соответствующего сценария, его форма сразу закрывается, после чего симулятор вновь продолжает свою работу, но уже с новыми параметрами, автоматически настроенными на данную патологию. Состояние монитора и самого экранного симулятора также будут соответствовать этой патологии. В строке выбора объектов исследования в главном меню появится название выбранной патологии. На этом уровне необходимо провести лечение с помощью препаратов и\или инструментальных методов. Окончанием работы будет являться восстановление всех параметров симулятора до нормального значения. С помощью левого клика на названии сценария в строке выбора объектов исследования главного меню можно в любой момент времени вернуться в окно сценария.
В качестве примера приведем сценарий желудочковой пароксизмальной тахикардии. После выбора данного сценария из списка появится окно, с описанием патогенеза (далее полностью показано окно сценария):
СЦЕНАРИЙ: ЖЕЛУДОЧКОВАЯ ПАРОКСИЗМАЛЬНАЯ ТАХИКАРДИЯ
В основе модели лежит патологический очаг в левом желудочке, состоящий из группы клеток с замедленной деполяризацией.
Такой очаг может образоваться при дистрофии миокарда или по периферии некроза сердечной мышцы вследствие различных заболеваний (инфарктов, миокардитов, миокардиопатий и т. д.). В этом случае, когда нормальный импульс приходит из предсердий в желудочки, он возбуждает как нормальные, так и измененные клетки левого желудочка (рис 1).
Рис.1
Стрелками красного цвета показан ход импульса возбуждения из предсердий в желудочки. Цифрой 1 показан патологический очаг в левом желудочке, а цифрой 2 показаны нормальные клетки рядом с патологическим очагом. При этом клетки в патологическом очаге возбуждаются медленнее, чем нормальные (рис.2).
Рис.2
Стрелки красного цвета показывают ход импульса из предсердий в желудочки, красные точки показывают распространение возбуждения по нормальным мышечным клеткам. Патологический очаг в левом желудочке состоит из 4 групп клеток с разными скоростями проведения импульса (меньшее количество неоднородностей не приводит к стабильности патологического процесса). Эти группы клеток на рисунке условно показаны в виде четырех зон, пронумерованных от 1 до 4. Зона 1 проводит импульс медленнее, чем нормальные клетки, зона 2 - медленнее, чем зона 1 и т. д. Когда импульс по медленным зонам очага достигает последней клетки, то к этому времени нормальные клетки выходят из рефрактерного периода и способны возбудиться от этого импульса. На рис 3, 4, 5 показана динамика этого процесса.
Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5
На рис.3 красными точками показаны возбужденные нормальные клетки и начало возбуждения в патологическом очаге. На рис.4 процесс возбуждения нормальных клеток уже завершается, а в очаге импульс возбуждения продолжает медленно распространяться. На рис.5 показано как импульс возбуждения выходит из второй зоны очага на нормальные клетки, у которых к этому времени уже закончился рефрактерный период. Как только нормальные клетки снова возбудятся, они в свою очередь могут возбудить патологические клетки в первой зоне очага, которые к этому времени тоже выходят из рефрактерного периода. После этого нормальные клетки снова могут возбудиться, но уже из четвертой зоны очага. Таким образом образуется очаг с повторным входом импульса (ry-entry), который с очень большой скоростью (в зависимости от временных характеристик рефрактерного периода патологических клеток) генерирует импульсы.
На четырех интерактивных графиках установлено замедление потенциала действия во всех четырех зонах патологического очага.
Синим цветом показан нормальный потенциал действия клеток левого желудочка миокарда. Красным цветом показан замедленный потенциал действия в клетках данной зоны патологического очага. Пользователь может изменять скорость потенциала действия в каждой зоне патологического очага при помощи коричневой вертикальной линии. Кроме того, можно изменять рефрактерный период клеток в каждой зоне очага при помощи зеленой вертикальной линии.
На интерактивной схеме, в реальном масштабе времени, показан процесс распространения волны возбуждения по проводящим путям сердца, в соответствии с моделируемой патологией. Соответственно этому происходят изменения в кардиограмме и графиках распространения биопотенциалов действия в режиме Heart основного меню системы.
Рис.6
На этом изучение сценария заканчивается (общий обучающий уровень). В самом сценарии пользователь может менять характеристики импульса во всех 4-х зонах патологического очага, управляя тем самым механизмом возникновения и развития данной патологии (специальный обучающий уровень).
Если закрыть окно данного сценария (контрольный уровень), то симулятор начнет работать с параметрами, показанными на рис.8.
Рис.8
Правильно проведенное лечение, например, дефибрилляция приведет к восстановлению всех параметров (рис. 9).
Рис.9
