авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Гипобарическая гипероксигенация в комплексном лечении экспериментального острого гнойного пиелонефрита

1

На правах рукописи

Гончарова Юлия Михайловна

ГИПОБАРИЧЕСКАЯ ГИПЕРОКСИГЕНАЦИЯ

В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО

ОСТРОГО ГНОЙНОГО ПИЕЛОНЕФРИТА

14.01.23 - урология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Саратов – 2013

2

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Кузьменко Андрей Владимирович.

Официальные оппоненты:

Дерюгина Людмила Александровна – доктор медицинских наук;

ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, кафедра детской хирургии, профессор кафедры.

Неймарк Александр Израилевич – доктор медицинских наук, профессор;

ГБОУ ВПО Алтайский ГМУ Минздрава России, кафедра урологии и нефрологии, заведующий кафедрой.

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Защита диссертации состоится «» 2013 г. в _ часов на заседании диссертационного совета Д 208.094.01 при ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России по адресу:

410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России.

Автореферат разослан «» 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Маслякова Г.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Пиелонефрит занимает 2-е место по частоте встречаемости среди урологических заболеваний, составляя 14-22% всех заболеваний почек (Лопаткин H.A. и соавт., 2003;

Аляев Ю.Г. и соавт., 2007;

Коган М.И. и соавт., 2012). Частота встречаемости острого пиелонефрита в России, по расчетным данным, составляет 0,9-1,3 млн. случаев ежегодно или 100 больных на 100 тыс. человек (Перепанова Т.С. и соавт., 2006;

Аполихин О.И. и соавт., 2008;

Козлов В.А. и соавт., 2012). В настоящее время отмечается увеличение частоты гнойных форм пиелонефрита, которые выявляются у 1/ больных (Глыбочко П.В. и соавт., 2007;

Лоран О.Б. и соавт., 2008;

Naber К. et al., 2004). Частота нефрэктомии по поводу острого гнойного пиелонефрита достигает 50%, а показатели послеоперационной летальности – 28,4% (Синякова Л.А., 2002;

Неймарк А.И. и соавт., 2007;

Журавлев В.Н. и соавт., 2012;

O'Donnell J. et al., 2002). Острый гнойный пиелонефрит приводит к развитию таких осложнений, как бактериально-токсический шок (10,3%), острая почечно-печёночная недостаточность (6,4%), нарушение функции почек (40-44%), при развитии которых летальность может достигать 80% (Набер Г.К.

и соавт., 2008;

Кравченко Е.Н. и соавт., 2013;

Hooton Т.М. et al., 2003).

За последние 35 лет в урологических стационарах все большее применение находят эфферентные методы детоксикации, в частности, гипербарическая оксигенация (ГБО), которая заключается в активном проникновении кислорода в ишемизированные органы за счет расширения просвета капилляров, увеличения объемного и микроциркуляторного кровотока, снижения сосудистой проницаемости (Лазарев А.А., 2005), активации течения окислительных процессов в тканях, купировании тканевой гипоксии (Антонова В.Е. и соавт., 2007;

Чугаев В.В., 2008;

Веселова Е.В. и соавт., 2009).

Однако нежелательным при проведении гипербаротерапии является токсическое действие гипероксигенации на органы дыхания, вследствие чего повреждается эпителий верхних дыхательных путей;

центральную нервную систему и органы зрения, что приводит к развитию невритов, в том числе и зрительного нерва, судорожного синдрома и т.д. (Иванов А.П., 1995).

Наряду с ГБО, положительными эффектами обладает и гипобаротерапия, которая предусматривает снижение уровня насыщаемости тканей кислородом при сниженном давлении. Физиологические, биохимические и биофизические механизмы гипобаротерапии заключаются в: усилении легочной и альвеолярной вентиляции, шунтировании крови в легких, повышении содержания гемоглобина в крови и его сродства к кислороду, напряжении О2 в артериальной крови, улучшении микроциркуляции в тканях, повышении содержания миоглобина в сердечной и скелетных мышцах, увеличении количества митохондрий и их дыхательных ансамблей, активизации дыхательных ферментов и антиоксидантной системы, направленных на поддержание скорости поступления кислорода в легкие и альвеолы, на уменьшение артериальной гипоксемии, поддержание скорости транспорта О артериальной кровью, ее адекватности кислородному запросу тканей, на снабжение клеток необходимым количеством О2, повышение способности клеток утилизировать его (Колчинская А.З., 1993;

Леонов А.Н., 2006;

Зинякова Д.Н. и соавт., 2007).

Таким образом, несмотря на постоянное совершенствование методов диагностики и лечения, проблема острого гнойного пиелонефрита остается актуальной и в настоящее время.



Одним из возможных вспомогательных методов детоксикации и улучшения качества лечения больных данного профиля является применение метода гипобарической гипероксигенации, основанного на повышении процентного содержания кислорода в воздухе в условиях сниженного давления, что активизирует адаптационные реакции организма в условиях гнойного воспаления, которые заключаются в стимуляции функции сердечно-сосудистой системы, активизации симпато-адреналовой, гипофизарно-надпочечниковой систем и активации дыхательных ферментов (Лагутина A.A., 2004;

Борукаева И.Х. и соавт., 2005).

Цель исследования Повышение эффективности лечения острого гнойного пиелонефрита у экспериментальных животных путем применения гипобарической гипероксигенации.

Задачи исследования 1. Изучить влияние комплексного применения гипобаротерапии с гипероксигенацией у экспериментальных животных с острым гнойным пиелонефритом на динамику изменений гематологических и биохимических показателей, характеризующих активность воспалительной реакции, состояния процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты.

2. Разработать критерии оценки морфологических изменений паренхимы почки у экспериментальных животных с острым гнойным пиелонефритом.

3. Изучить динамику изменений морфологических показателей паренхимы почки при экспериментальном остром гнойном пиелонефрите в условиях гипобарической гипероксигенации.

4. На основании полученных данных определить оптимальный режим гипобаротерапии в условиях гипероксигенации в комплексном лечении острого гнойного пиелонефрита у экспериментальных животных.

5. На основании разработанных морфологических критериев активности воспалительных изменений паренхимы почки построить нейросетевую модель и разработать программный комплекс для прогнозирования течения и оценки эффективности методов лечения экспериментального острого гнойного пиелонефрита.

Научная новизна работы Впервые на экспериментальной модели острого гнойного пиелонефрита изучено влияние гипобарической гипероксигенации на течение воспалительного процесса, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты.

Впервые разработаны критерии морфологической оценки активности воспалительных изменений паренхимы почки при экспериментальном остром гнойном пиелонефрите.

Впервые изучено морфологическое строение паренхимы почки при экспериментальном остром гнойном пиелонефрите в условиях гипобарической гипероксигенации.

Впервые определен оптимальный режим гипобарической гипероксигенации (1500 метров над уровнем моря и одновременная подача 70 80%-ного увлажненного кислорода), оказывающий положительное влияние на динамику течения экспериментального острого гнойного пиелонефрита.

Впервые на основании разработанных морфологических параметров воспалительных изменений паренхимы почки построена нейросетевая модель и разработан программный комплекс динамической модели прогнозирования острого гнойного пиелонефрита и оценки результатов лечения, который зарегистрирован в Фонде алгоритмов и программ (ИКАП №50201250960 от 20.06.2012).

Практическая значимость Разработанные критерии морфологической оценки активности воспалительных изменений паренхимы почки могут быть использованы для анализа эффективности различных видов лечения острого гнойного пиелонефрита в эксперименте.

Доказано положительное воздействие гипобарической гипероксигенации на течение воспалительного процесса, что обосновало применение данного метода в комплексном лечении острого гнойного пиелонефрита.

Проведенные исследования позволили определить оптимальный режим гипобаротерапии (1500 метров над уровнем моря) в условиях стандартного режима гипероксигенации (подаче 70-80%-ного увлажненного кислорода).

Построенная нейросетевая модель и разработанный программный комплекс позволили прогнозировать течение острого гнойного пиелонефрита.

Данный программный комплекс может быть использован для обоснования выбора различных методов и оценки результатов лечения.

Положения, выносимые на защиту 1. Гипобарическая гипероксигенация оказывает положительное влияние на течение острого гнойного пиелонефрита у экспериментальных животных, что подтверждается ускорением темпов реакции неспецифического воспаления, снижением активности перекисного окисления липидов за счет снижения уровня малонового диальдегида и восстановлением антиоксидантного статуса за счет повышения уровня SH-групп, а также данными гистологического исследования: уменьшением объема воспалительных инфильтратов, увеличением объема клубочков, капилляров (p0,05).

2. Сравнительный анализ динамики показателей неспецифического воспаления, перекисного окисления липидов, антиоксидантной системы защиты, морфологических показателей в опытных группах с включением гипобарической гипероксигенации в комплекс лечения острого гнойного пиелонефрита позволил выделить режим гипобаротерапии 1500 метров над уровнем моря в условиях гипероксигенации как оптимальный для достижения лабораторного и клинически значимого эффекта.

3. На основании разработанных объективных морфологических критериев воспалительных изменений паренхимы почки в виде объемных показателей плотности клубочков, канальцев, капилляров, стромы, доли воспалительного компонента построена нейросетевая модель и разработан программный комплекс острого гнойного пиелонефрита, позволяющие оценить эффективность различных методов лечения данной патологии на 3-и, 6-е, 9-е сутки проводимого эксперимента.

Реализация результатов работы Результаты диссертации внедрены в работу Научно-исследовательского института экспериментальной биологии и медицины ГБОУ ВПО ВГМА им.

Н.Н. Бурденко Минздрава России. Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры урологии и кафедры урологии и андрологии ИДПО ГБОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Минздрава России.

Апробация работы и публикации Основные положения результатов диссертационной работы были представлены на VI Молодежном инновационном форуме (Воронеж, 2012);

VII Молодежном инновационном форуме (Воронеж, 2012);

II межрегиональной научно-практической конференции хирургов «Бурденковские чтения»

(Воронеж, 2012);

I Международной конференции «Морфоклинические аспекты безопасности жизнедеятельности» (Воронеж, 2012);

VII Международной научной конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2013);

VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Рациональная фармакотерапия в урологии – 2013» (Москва, 2013), VI Всероссийской конференции молодых ученых «Комплексный подход в диагностике, лечении и профилактике в медицине» (Воронеж, 2013).

Программный комплекс зарегистрирован в Фонде алгоритмов и программ ИКАП №50201250960 от 20.06.2012 г.

Научная работа выполнена при поддержке Фонда содействия развитию молодежной науки У.М.Н.И.К. (гос. контракт №11720р/17208 от 05.04.2013 г).

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста и состоит из введения;

обзора литературы;

главы, посвященной материалам и методам исследования;

двух глав собственных исследований;

главы нейросетевого моделирования экспериментального острого гнойного пиелонефрита;

выводов;

практических рекомендаций;

списка литературы. Указатель литературы включает 304 источника, в том числе 223 отечественных и 81 иностранный.

Работа иллюстрирована 10 таблицами и 63 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы Диссертационная работа выполнена в период с 2010 по 2013 годы на кафедре урологии и андрологии ИДПО ГБОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Минздрава России в экспериментальной лаборатории, расположенной на базе БУЗ ВО ВОКБ №1.

Экспериментальное исследование проводили на 60 беспородных собаках, которым проводилось моделирование острого гнойного пиелонефрита по методике О.Б. Лорана и соавт., 2006 (пат. РФ №2289852). Методика моделирования острого гнойного пиелонефрита в эксперименте на собаках заключалась в том, что при высоком сечении мочевого пузыря выполнялась резекция правого мочеточника вместе с устьем и пересадка его на кожу передней брюшной с формированием уретерокутанеостомы. В последующем с помощью катетера в лоханку вводился 1 мл взвеси Escherichia coli х105 КОЕ/ мл (в эксперименте использовались клинические штаммы E.coli, полученные из мочи больных хроническим пиелонефритом);





на устье мочеточника накладывался П-образный шов, который после удаления катетера затягивался.

На 3-и сутки у всех экспериментальных животных отмечали общее угнетение, повышение температуры, симптомы интоксикации, снижение аппетита и массы тела. На 3-и сутки уродинамику на стороне поражения восстанавливали путем снятия П-образного шва с устья мочеточника.

Всем животным с 3-х суток проводили антибактериальную терапию путем внутривенных инъекций цефотаксима.

Выделены контрольная и три опытные группы животных. В каждую группу были включены по 15 собак. В контрольной группе лечение пиелонефрита проводили только с использованием антибактериальной терапии. В опытных группах антибактериальная терапия сочеталась с гипобарической гипероксигенацией, которую проводили путём помещения животных в барокамеру, где создавалось пониженное давление с одновременной подачей 70-80%-ного увлажненного кислорода. Процедуру осуществляли в течении минут с 3-х до 9-х суток эксперимента ежедневно. Разделение животных на опытные группы проводилось в зависимости от режима гипобарической гипероксигенации: в I опытной группе в режиме 500 метров, во II опытной группе – 1500 метров, в III опытной группе – 3000 метров над уровнем моря при стандартном режиме гипероксигенации 70-80%-ным кислородом во всех группах.

Критериями оценки течения острого гнойного пиелонефрита у животных всех групп явилось изучение общесоматического статуса, гематологических показателей для оценки неспецифической воспалительной реакции, биохимических показателей для оценки перекисного окисления липидов (малоновый диальдегид), антиоксидантной системы защиты (SH-группы) и морфологических изменений в паренхиме почки.

Изучение указанных показателей проводилось на 3-и, 6-е и 9-е сутки эксперимента. Для оценки гематологических показателей использована методика Конопатова Ю.В., Рудакова В.В., 2000. Среди показателей процессов окислительного стресса оценивали перекисное окисление липидов по уровню малонового диальдегида (МДА) в тестах с тиобарбитуровой кислотой. Для определения количества SH-групп была использована стандартная кривая, полученная с глютатионом.

Образцы ткани почек для морфологического исследования брали на 3-и и 6-е сутки путем инцизионной биопсии. На девятые сутки производили нефрэктомию.

Гистологическое исследование проводили на базе кафедры патологической анатомии ГБОУ ВПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко Минздрава России. При изучении гистологических препаратов использовали окраску гематоксилином и эозином. Морфометрию и обработку цифровых фотографий проводили с использованием возможностей программы Adobe Photoshop CS3. Цифровые данные обрабатывались с помощью программы Microsoft Excel 2003.

На основе разработанных морфологических показателей течения острого гнойного пиелонефрита в паренхиме почки совместно с коллективом Воронежского государственного технического университета проведено создание нейросетевой модели экспериментального острого гнойного пиелонефрита. Для построения нейросетевой модели использовалась среда программирования Microsoft VisualStudio 2008. Для работы программы создана база данных в среде Microsoft Access. Для решения задачи отображения результатов моделирования выбрана графическая библиотека OpenGL.

Для обработки данных изучаемых показателей применяли компьютерный пакет прикладных программ STATISTICA (StatSoft, версия 6). В ходе выполнения исследований применяли одномерный и многомерный дисперсионный анализы, непараметрические методы оценки между анализировавшимися группами (критерий Вилкоксона и непараметрический дисперсионный анализ). Как критериальная статистика использовалась верхняя область 5% F-распределения, являющаяся более жесткой по сравнению с t распределением для обеспечения большей точности оценок (Поллард Дж., 1982).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Динамика клинико-лабораторных показателей животных с острым гнойным пиелонефритом на фоне применения гипобарической гипероксигенации При оценке общесоматического статуса у животных всех исследуемых групп на 3-и сутки эксперимента отмечали гипертермию, тахикардию, снижение аппетита, снижение массы тела, угнетение общего состояния в 100% случаев. Это позволило констатировать манифестацию острого пиелонефрита и начать дифференцированное лечение животных в контрольной и трех опытных группах.

К 6-м суткам наблюдения в контрольной группе гипертермию и угнетение общего состояния выявляли в 60%, тахикардию, снижение массы тела и аппетита в 53,3% случаев. В I и III опытных группах гипертермию и угнетение общего состояния животных наблюдали в 53,3%, тахикардию - в 46,6%, снижение массы тела и аппетита - в 40% случаев. Во II опытной группе гипертермию и угнетение общего состояния наблюдали в 40%, тахикардию - в 33,3%, снижение массы тела и аппетита - в 26,6% случаев.

На 9-е сутки исследования в контрольной группе гипертермию и угнетение общего состояния животных наблюдали в 46,6%, тахикардию - в 40%, снижение массы тела и аппетита - в 33,3% случаев. В I и III опытных группах гипертермия и угнетение общего состояния отмечены в 26,6%, тахикардия - в 20%, снижение массы тела и аппетита - в 13,3% случаев. Во II опытной группе ни один из перечисленных симптомов не наблюдался.

При оценке гематологических показателей в ходе проведения исследования достоверно отмечено, что наибольшим изменениям подверглись следующие показатели: гемоглобин, лейкоциты, палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы, лимфоциты и СОЭ (табл. 1).

На 3-и сутки во всех группах исследования было отмечено статистически достоверное снижение уровней гемоглобина, лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов за счет сдвига лейкоцитарной формулы влево;

увеличение уровней лейкоцитов в 2 раза, палочкоядерных нейтрофилов - в 7 раз, статистически достоверное увеличение СОЭ по сравнению с исходными показателями.

К 6-м суткам исследования во всех экспериментальных группах происходило повышение уровня гемоглобина: минимально в контрольной группе – 138,20±5,70 г/л, максимально во II опытной группе – 142,60±8,84 г/л (р0,05).

К 6-м суткам среднее значение лейкоцитов в контрольной группе составило 19,46±1,18x109/л;

в I опытной группе – 18,77±1,41x109/л, во II опытной – 15,72±0,97x109/л, в III опытной – 18,54±1,05x109/л. В лейкоцитарной формуле животных всех групп отмечалось повышение содержания сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов по сравнению с третьими сутками.

В контрольной группе данные показатели составили 64,60±2,03% и 15,87±0,84% соответственно, в I и III опытных группах наблюдалась практически аналогичная тенденция. Во II группе содержание сегментоядерных нейтрофилов (65,80±1,90), а также лимфоцитов (21,53±1,60) приблизилось к нормальным значениям.

На 6-е сутки исследования снижение количества палочкоядерных нейтрофилов у животных контрольной группы составило 8,87±1,51%. Во всех группах по данному показателю отмечали положительную динамику, которая была наиболее выражена во II группе (4,93±1,10%).

Во всех группах к 6-м суткам исследования отмечали повышение СОЭ. В контрольной группе этот показатель увеличился по сравнению с исходным уровнем более чем вчетверо и составил 29,27±2,87 мм/час. В I и III опытных группах отмечено достоверное снижение СОЭ как по сравнению с контрольной группой, так и с результатами 3-х суток – 25,87±1,55 и 25,40±1,68 мм/час соответственно. В II группе на 6-е сутки СОЭ приблизилась к исходному уровню и составила 15,53±1,19 мм/час.

Таблица Динамика показателей периферической крови и перекисного окисления липидов у собак контрольной и опытных групп Сутки Группа Гемогло- Лейко- Лимфо- СОЭ, Нейтрофилы, % МДА, SH-груп экспери- исследо- бин, г/л циты, циты, мм/ч нмоль/л пы, мг% палочко- сегменто 109/л мента вания % ядерные ядерные Контрольная 148,00±9,10 10,28±2,06 23,13±1,51 6,33±1,40 2,13±0,64 66,47±2,07 6,40±0,15 132,31±2, Исходный I опытная 148,47±9,33 10,39±1,99 23,33±1,88 6,27±1,49 2,27±0,80 66,27±2,15 6,60±0,20 132,50±2, уровень II опытная 148,53±9,34 10,72±2,17 23,33±1,80 6,33±1,72 2,20±0,77 66,40±2,16 6,50±0,15 132,45±3, III опытная 148,60±9,47 10,30±2,21 23,27±1,53 6,47±1,36 2,33±0,72 66,33±2,16 6,60±0,21 132,50±2, Контрольная 133,33±6,08 27,05±2,28 12,47±1,55 34,40±3,09 14,60±1,72 62,87±2,17 13,61±0,23 134,51±1, I опытная 133,60± 27,07± 12,73± 33,53± 14,87± 62,33± 13,5± 139,97± 2,371, 8,02 2,25 1,67 3,56 1,60 2,38 0, 3-и сутки 13,70±0,25 145,37±1,891,2, II опытная 133,93±9,40 26,92±1,86 12,73±1,79 33,80±3,36 14,80±1,47 62,53±2, III опытная 133,80± 27,77± 12,67± 33,07± 14,73± 62,47± 13,40± 139,29± 1,611, 9,99 1,4 1,54 3,43 1,49 2,39 0, Контрольная 138,20±5,70 19,46±1,18 15,87±0,84 29,27±2,87 8,87±1,51 64,60±2,03 11,21±0,24 132,91±2, I опытная 140,13± 18,77± 17,33± 25,87± 7,47± 65,07± 10,91± 137,62± 2 1,2 2 7,82 1,41 0,82 1,55 1,46 2,12 0,28 2, 6-е сутки II опытная 142,60± 15,72± 21,53± 15,53± 4,93± 65,80± 9,80± 139,88± 1,2,3 1,2,3 1,2,3 1,2, 8,84 0,97 1,60 1,19 1,10 1,90 0,27 2, III опытная 140,47± 18,54± 17,27± 25,40± 7,60± 65,13± 10,81± 137,17± 3 3 3 9,69 1,05 0,80 1,68 1,24 2,26 0,28 1, Контрольная 143,53±7,83 14,53±1,32 21,33±1,54 20,73±1,62 4,80±1,37 65,07±2,09 10,03±0,19 131,63±1, I опытная 145,13± 13,01± 22,13± 16,40± 3,67± 65,67± 8,61± 132,83± 2 1,2 2 1, 7,24 1,40 1,96 1,30 0,72 2,02 0,22 2, 9-е сутки II опытная 147,93± 11,19± 23,27± 7,13± 2,33± 66,33± 7,00± 133,25± 1,2,3 1,2,3 1,2,3 1,2, 8,92 1,70 1,67 0,84 0,62 2,06 0,23 1, III опытная 145,40± 13,03± 22,00± 16,33± 3,73± 65,73± 8,51± 132,57± 3 13 3 1, 9,75 1,10 1,56 1,35, 0,71 2,31 0,22 1, Примечание: 1 – статически достоверные отличия по сравнению с контролем, 2 – статически достоверные отличия между I и II группами, 3 – статически достоверные отличия между II и III группами К 9-м суткам исследования происходило дальнейшее повышение уровня гемоглобина как в контрольной, так и в опытных группах. В контрольной группе данный показатель составил 143,53±7,83 г/л. В I и III опытных группах гемоглобин составил 145,13±7,24 г/л и 145,40±9,75 г/л соответственно. Во II опытной группе он соответствовал исходному уровню и был равен 147,93±8,92 г/л.

На 9-е сутки в контрольной группе наблюдали более выраженный лейкоцитоз (14,53±1,32х109/л), чем в I и III опытных группах. В I и III опытных группах изучаемый показатель был равен 13,01±1,40х109/л и 13,03±1,10х109/л соответственно. У лабораторных животных II опытной группы данный показатель соответствовал исходным значениям (11,19±1,70х109/л).

В лейкоцитарной формуле животных контрольной группы отмечали умеренную лимфопению (21,33±1,54%), снижение содержания палочкоядерных и умеренное повышение сегментоядерных нейтрофилов, процентное содержание которых составило 4,80±1,37 и 65,07±2,09%. Наиболее выраженная положительная динамика в отношении показателей лейкоцитарной формулы была констатирована во II опытной группе.

Содержание палочкоядерных и сегментоядерных форм нейтрофилов в этой группе соответствовало исходному уровню и составило 2,33±0,62% и 66,33±2,06% соответственно, что свидетельствовало о нормализации процентного содержания лимфоцитов (23,27±1,67%). В контрольной, I и III опытных группах к 9-м суткам сохранялось повышение СОЭ. Во II опытной группе данный показатель приближался к исходному значению (7,13±0, мм/час).

При изучении показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты были получены следующие результаты.

Исходный уровень МДА составил в контрольной группе 6,40±0,15 нмоль/л, в I опытной – 6,60±0,20 нмоль/л, во II опытной – 6,50±0,15 нмоль/л, в III опытной – 6,60±0,21 нмоль/л.

На 3-и сутки эксперимента в контрольной группе уровень МДА был равен 13,61±0,23 нмоль/л, более чем в 2 раза превысив физиологическую норму. Во всех опытных группах к 3-м суткам эксперимента произошла статистически достоверная (p0,05) активация процесса перекисного окисления липидов:

уровень МДА в I опытной группе составил 13,50±0,25 нмоль/л;

во II опытной группе – 13,70±0,25 нмоль/л, в III опытной группе – 13,40±0,25 нмоль/л.

К 6-м суткам в контрольной группе уровень МДА был равен 11,21±0, нмоль/л, в 1,75 раза превысив уровень физиологической нормы. На данный срок в I опытной группе изучаемый показатель был ниже, чем в контрольной группе (10,91±0,28 нмоль/л), но указанное снижение не было статистически значимым.

Во II опытной группе к 6-м суткам содержание МДА составило 9,80±0, нмоль/л, в III опытной группе – 10,81±0,28 нмоль/л.

На 9-е сутки в контрольной группе сохранялась высокая активность процессов перекисного окисления липидов. Уровень МДА составил 10,03±0, нмоль/л. К данному сроку в I опытной группе отмечалась положительная динамика, однако уровень МДА не пришел к физиологической норме, превысив ее в 1,3 раза (8,61±0,22 нмоль/л). Во II опытной группе на 9-е сутки исследования происходило купирование воспалительного процесса, что подтверждалось снижением активности процессов свободнорадикального окисления, уровень МДА составил 7,00±0,23 нмоль/л. В III опытной группе отмечалась динамика, аналогичная динамике показателя в I опытной группе, уровень МДА составил 8,51±0,22 нмоль/л.

При оценке показателя неферментативного звена антиоксидантной системы защиты - сульфгидрильных групп (SH-группы) получены следующие результаты.

К 3-м суткам исследования отмечали повышение уровня SH-групп в контрольной группе (134,51±1,66 мг%), но данная активация была недостаточной для ингибирования свободнорадикальных процессов. В опытных группах в ответ на активацию процессов ПОЛ происходило адекватное повышение неферментативного звена антиоксидантной системы защиты: в I опытной группе - до уровня 139,97±2,37 мг%, во II опытной группе – до 145,37±1,89 мг%, в III опытной группе – до 139,29±1,61 мг%.

На 6-е сутки эксперимента в контрольной группе происходило снижение содержания SH-групп. Уровень данного показателя в контрольной группе составил 132,91±2,75 мг%, в I опытной группе – 137,62±2,02 мг%, во II опытной – 139,88±2,30 мг%, в III опытной – 137,17±1,38 мг%.

На 9-е сутки исследования дальнейшее снижение уровня SH-групп в контрольных группах ассоциировалось с сохраняющимся повышением уровня перекисного окисления липидов вследствие истощения резервных возможностей организма и нарушений метаболизма с гиперкатаболической направленностью. Содержание SH-групп составило в контрольной группе 131,63±1,78 мг%. В опытных группах происходило снижение уровня SH-групп по сравнению с 6-ми сутками эксперимента. В I опытной группе уровень SH групп составил 132,83±2,37 мг%, во II опытной – 133,25±1,55 мг%, в III опытной – 132,57±1,69 мг%.

Таким образом, в изучаемые сроки проводимая терапия способствовала наиболее быстрому восстановлению нарушенного окислительно восстановительного гомеостаза во II опытной группе.

При моделировании динамики изменений тимоловой пробы как биохимического маркера воспалительного процесса в сопоставлении с традиционными данными периферической крови (уровня лейкоцитов;

палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилов) было установлено, что при высоком уровне лейкоцитоза выявляли одновременное уменьшение числа палочкоядерных нейтрофилов. При проведении гипобарической гипероксигенации во II опытной группе - в режиме 1500 м над уровнем моря достигалось соотношение некого оптимума, выражавшегося в умеренно выраженном лейкоцитозе, незначительном повышении уровня нейтрофилов при высоких значениях тимоловой пробы, которые в данном случае мы расценили как проявление адекватного ответа антиоксидантных систем на выбранный нами режим оксигенотерапии.

а) б) в) г) Рис. 1. График зависимости изменения значений тимоловой пробы (х), лейкоцитов (у) и палочкоядерных нейтрофилов (ху) в контрольной (а), I (б), II (в) и III (г) опытных группах.

Конечным результатом проведенного моделирования явилось графическое представление указанных данных в виде результирующей квадратичной поверхности. Сравнение полученных математических моделей демонстрирует в случае II опытной группы оптимальное соотношение цитологических маркеров воспаления в периферической крови, а также биохимических показателей, что проявляется в виде классической колоколообразной формы результирующих поверхностей, при этом зона оптимальных соотношений параметров антиоксидантной системы и показателей белой крови отражена на наших графиках в виде области, имеющей максимальную интенсивность красно-коричневой окраски (рис. 1).

Морфологическое обоснование применения гипобарической гипероксигенации при остром гнойном пиелонефрите в эксперименте Оценка морфологических изменений в паренхиме почки проведена как с учетом описательных методов, так и с помощью разработанных объективных критериев течения воспалительного процесса.

Разработаны следующие объективные методы оценки морфологических изменений паренхимы почки: пространственное соотношение клубочков, канальцев, капилляров, стромы и доли воспалительного компонента.

Микроскопически в контрольной группе на 3-и сутки эксперимента в ткани почки преобладают альтеративно-экссудативные изменения. В слизистой оболочке лоханки определялись гиперемия, кровоизлияния, лейкоцитарная инфильтрация с некрозами и слущиванием эпителия. В межуточной ткани почки отмечаются отёк, сосудистое полнокровие, очаги кровоизлияний, многочисленные периваскулярные лейкоцитарные инфильтраты с тенденцией к образованию микроабсцессов. Эпителий канальцев - с выраженной белковой дистрофией, в просвете белковые цилиндры (рис. 2).

3-и сутки. Гнойный 6-е сутки. Белковая 9-е сутки.

пиелонефрит, дистрофия эпителия Лимфоплазмоцитарны инфильтрат лоханки. канальцев. й инфильтрат Увеличение x400 Лимфоплазмоцитарный интерстиция.

инфильтрат с примесью Увеличение x лейкоцитов. Увеличение x Рис. 2. Морфологические изменения в препаратах почек собак контрольной группы. Окраска гематоксилином и эозином Морфометрические данные контрольной группы на 3-и сутки эксперимента: средний диаметр клубочка составил 108,2±7,6 мкм, канальцев – 31,8±1,5 мкм, капилляров – 28,9±1,3 мкм. Объемная плотность клубочков соответствовала 2,36±0,11%, канальцев – 42,9±2,12%. Пространственное соотношение сосудов составило 5,77±0,27%, соединительнотканного компонента – 35,01±3,21%. Доля воспалительного компонента была равна 13,97±1,1% (табл. 2).

Микроскопически в контрольной группе на 6-е сутки эксперимента канальцы - в состоянии белковой дистрофии, в просветах - белковые массы.

Интерстиций с явлениями отека, полнокровия сосудов, очаговыми кровоизлияниями. В корковом и мозговом веществе встречаются крупные инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов, редко - с примесью небольшого количества нейтрофилов. Лейкоцитарные инфильтраты единичные встречаются в дистальных канальцах и под эпителием лоханки. Средний диаметр клубочка – 106,8±3,8 мкм, канальцев – 34,2±2,1 мкм, капилляров – 31,6±2,5 мкм. Объемная плотность клубочков составила 2,515±0,11%, канальцев – 41,37±1,16%.

Пространственное соотношение сосудов было равно 6,92±0,11%, соединительнотканного компонента – 39,42±2,28%. Доля воспалительного компонента составила 9,78±1,3%.

Таблица 2.

Динамика морфометрических показателей у животных контрольной и опытных групп Группы Сут- Dкл, Dкан, Dкап, Vvкл, % Vvкан, % Vvкап, % Vvстр, % Vvвосп, % ки мкм мкм мкм Контрольная 108,2± 31,8± 28,9± 2,36± 42,9± 5,77± 35,01± 13,97± 7,6 1,5 1,3 0,11 2,12 0,27 3,21 1, 106,8± 34,2± 31,6± 2,515± 41,37± 6,92± 39,42± 9,78± 3,8 2,1 2,5 0,11 1,16 0,11 2,28 1, 96,5± 28,8± 29,3± 2,105± 38,21± 6,73± 49,49± 3,48± 2,1 1,1 1,8 0,08 1,1 0,15 1,16 0, I опытная 107,4± 30,4± 29,4± 2,3± 41,5± 6,47± 35,48± 14,25± 2,2 0,331,2,4 5, 8,2 1,7 1,9 0,18 1, 109,7± 31,8± 29,7± 2,35± 42,52± 6,52± 38,56± 10,05± 1,7 0,131,2 2, 2,9 1,9 1,2 0,05 2, 103,4± 27,8± 31,2± 2,24± 36,84± 7,31± 50,26± 3,35± 1,7 1 2,1 0,111,2,4 1, 1,3 1,5 0,1 0, 106,2± 30,4± 27,4± 2,29± 42,3± 4,96± 36,16± 14,29± 1,5 0,131,2,3 3, II опытная 5,5 1,7 1,7 0,18 1, 110,3± 30,7± 28,9± 2,43± 42,05± 5,23± 42,9± 7,39± 1,2 0,121,2 1, 1,9 1,4 1,5 0,13 1, 107,2± 28,6± 30,5± 2,39± 41,45± 5,55± 48,38± 2,23± 1,3 1,2 1,1 1,1 0,15 1 1,7 1,2 0,121,2,3 1,32 0,211,2, III опытная 107,6± 31,2± 27,7± 2,35± 42,8± 4,53± 36,12± 14,2± 1,1 0,191,2,3 4, 5,3 1,7 1,5 0,07 1, 110,2± 32,8± 28,3± 2,44± 43,43± 5,36± 39,75± 9,02± 0,21, 2,8 1,8 1,3 0,05 1,2 2,1 1, 111,7± 28,4± 30,1± 2,45± 40,51± 6,45± 47,36± 3,23± 2,0 1,4 1,1 0,93 0,02 1,4 0,511 0,123,4 1,3 0, Примечание: 1 – статически достоверные отличия по сравнению с контролем, 2 – статически достоверные отличия между I и II группами, 3 – статически достоверные отличия между II и III группами, 4 – статистически достоверные отличия между I и III группами На 9-е сутки микроскопически проксимальные канальцы - в состоянии умеренной белковой дистрофии, дистальные канальцы - без патологических изменений. Интерстиций с явлениями отека, сосудистого полнокровия. В корковом и мозговом веществе встречаются единичные инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов. Морфометрически средний диаметр клубочка составил 96,5±2,1 мкм, канальцев – 28,8±1,1 мкм, капилляров – 29,3±1,8 мкм.

Объемная плотность клубочков была равна 2,105±0,08%, канальцев – 38,21±1,1%. Пространственное соотношение сосудов составило 6,73±0,15%, соединительнотканного компонента – 49,49±1,16%. Доля воспалительного компонента была равна 3,48±0,25%.

В I опытной группе на 3-и сутки эксперимента в ткани почки преобладали альтеративно-экссудативные изменения (рис. 3). В слизистой оболочке лоханки определялись гиперемия, кровоизлияния, лейкоцитарная инфильтрация с некрозом и слущиванием эпителия. В межуточной ткани всех слоёв почки отёк, сосудистое полнокровие, очаги кровоизлияний, многочисленные периваскулярные лейкоцитарные инфильтраты с тенденцией к образованию абсцессов, местами - с микроабсцессами. Эпителий проксимальных и дистальных канальцев - с выраженной белковой дистрофией. В просвете некоторых канальцев белковые цилиндры. В исследованной почке на 3-и сутки эксперимента средний диаметр клубочка составил 107,4±8,2 мкм, канальцев – 30,4±1,7 мкм;

капилляров – 29,4±1,9 мкм. Объемная плотность клубочков была равна 2,3±0,18%, канальцев – 41,5±2,2%. Пространственное соотношение сосудов составило 6,47±0,33%, соединительнотканного компонента – 35,48±5,1%. Доля воспалительного компонента соответствовала 14,25±1,1%.

3-е сутки. Диффузная 6-е сутки. 9-е сутки.

лейкоцитарная Инфильтрат лоханки. Лимфоплазмоцитарный инфильтрация Увеличение x200 инфильтрат. Увеличение интерстиция. Увеличение x x Рис. 3. Морфологические изменения в препаратах почек собак I опытной группы. Окраска гематоксилином и эозином На 6-е сутки в I опытной группе канальцы - в состоянии белковой дистрофии, в просветах - белковые массы. Умеренные экссудативные изменения и начальная стадия пролиферации воспалительного процесса. В интерстиции наблюдаются явления отека, полнокровия сосудов, очаговые кровоизлияния. В корковом и мозговом веществе встречаются инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов, редко - с примесью небольшого количества нейтрофилов. Лейкоцитарные инфильтраты - единичные, мелкие;

встречаются в дистальных канальцах и под эпителием лоханки. Средний диаметр клубочка составил 109,7±2,9 мкм, канальцев – 31,8±1,9 мкм, капилляров – 29,7±1,2 мкм.

Объемная плотность клубочков была равна 2,35±0,05%, канальцев – 42,52±1,7%. Пространственное соотношение сосудов составило 6,52±0,13%, соединительнотканного компонента – 38,56±2,7%. Доля воспалительного компонента соответствовала 10,05±2,2%.

На 9-е сутки в I опытной группе проксимальные канальцы - в состоянии умеренной белковой дистрофии, дистальные канальцы без патологических изменений. Интерстиций - с явлениями отека, сосудистого полнокровия. В корковом и мозговом веществе встречались единичные инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов. Морфометрически средний диаметр клубочка – 103,4±1,7 мкм, канальцев – 27,8±1,3 мкм, капилляров – 31,2±1,5 мкм. Объемная плотность клубочков составила 2,24±0,1%, канальцев – 36,84±2,1%.

Пространственное соотношение сосудов составило 7,31±0,11%, соединительнотканного компонента – 50,26±1,9%. Доля воспалительного компонента была равна 3,35±0,27%.

3-и сутки. Множественные 6-е сутки. Белковая 9-е сутки. Мелкие лимфо абсцессы интерстиция с дистрофия. Мелкие плазмоцитарные разрушением канальцев. кровоизлияния. инфильтраты. Увеличение Увеличение x100 Увеличение x 400 x Рис. 4. Морфологические изменения в препаратах почек собак II опытной группы. Окраска гематоксилином и эозином На 3-и сутки во II опытной группе в ткани почки видны множественные очаговые, местами диффузные, лейкоцитарные инфильтраты, местами с формированием микроабсцессов (рис. 4). В этих очагах определяется разрушение канальцев. Интерстиций с отеком, полнокровием сосудов, очаговыми кровоизлияниями, с переполнением микроциркуляторного русла эритроцитарными сладжами в капиллярной системе. Эпителий как дистальных, так и проксимальных канальцев с явлениями выраженной гидропической и гиалиново-капельной дистрофии. В просвете отдельных канальцев видны белковые цилиндры. Встречаются многочисленные очаговые некрозы.

Морфометрически в исследованной почке на 3-и сутки эксперимента средний диаметр клубочка составил 106,2±5,5 мкм, канальцев – 30,4±1,7 мкм;

капилляров – 27,4±1,7 мкм. Объемная плотность клубочков соответствовала 2,29±0,18%, канальцев – 42,3±1,5%. Пространственное соотношение сосудов составило 4,96±0,13%, соединительнотканного компонента – 36,16±3,21%. Доля воспалительного компонента составила 14,29±1,12%.

На 6-е сутки во II опытной группе альтеративно-экссудативные изменения в почке уменьшаются, однако остаются белковая дистрофия эпителия канальцев и наличие белковых масс в просветах отдельных канальцев.

В интерстиции уменьшение отека по сравнению с остальными экспериментальными группами. Полнокровие и мелкоочаговые кровоизлияния.

Инфильтраты располагаются в корковом и мозговом веществе, но количество нейтрофилов значительно снижено по сравнению с 3-ми сутками эксперимента.

Средний диаметр клубочка составил 110,3±1,9 мкм, канальцев – 30,7±1,4 мкм, капилляров – 28,9±1,5 мкм. Объемная плотность клубочков была равна 2,43±0,13%, канальцев – 42,05±1,2%. Пространственное соотношение сосудов составило 5,23±0,12%, соединительнотканного компонента – 42,9±1,98%. Доля воспалительного компонента составила 7,39±1,18%.

На 9-е сутки во II опытной группе проксимальные канальцы с нерезко выраженной белковой дистрофией, дистальные канальцы без патологических изменений. Интерстиций с незначительным отеком, с неравномерным полнокровием. Единичные мелкие лимфо-плазмоцитарные инфильтраты.

Средний диаметр клубочка составил 107,2±1,3 мкм, канальцев – 28,6±1,1 мкм, капилляров – 30,5±1,1 мкм. Объемная плотность клубочков – 2,39±0,15%, канальцев – 41,45±1,7%. Пространственное соотношение сосудов было равно 5,55±0,12%, соединительнотканного компонента – 48,38±1,32%. Доля воспалительного компонента составила 2,23±0,21%.

3-и сутки. Абсцесс. 6-е сутки. Лимфо- 9-е сутки. Белковая Увеличение x 200 плазмоцитарный дистрофия. Умеренный инфильтрат лоханки. отек.

Увеличение x 100 Увеличение x Рис. 5. Морфологические изменения в препаратах почек собак III опытной группы. Окраска гематоксилином и эозином На 3-и сутки в III опытной группе в ткани почки преобладают альтеративно-экссудативные изменения (рис. 5). В слизистой оболочке лоханки определяются гиперемия, кровоизлияния, лейкоцитарная инфильтрация с некрозом и слущиванием эпителия. В межуточной ткани всех слоёв почки отёк, сосудистое полнокровие, очаги кровоизлияний, многочисленные периваскулярные лейкоцитарные инфильтраты с образованием абсцессов.

Эпителий проксимальных и дистальных канальцев - с выраженной белковой дистрофией. В просвете некоторых канальцев белковые цилиндры.

Морфометрически на 3-и сутки эксперимента средний диаметр клубочка составил 107,6±5,3 мкм, канальцев – 31,2±1,7 мкм;

капилляров – 27,7±1,5 мкм.

Объемная плотность клубочков составила 2,35±0,07%, канальцев – 42,8±1,1%.

Пространственное соотношение сосудов соответствовало 4,53±0,19%, соединительнотканного компонента – 36,12±4,9%. Доля воспалительного компонента составила 14,2±1,3%.

На 6-е сутки в III опытной группе канальцы - в состоянии белковой дистрофии, в просветах - белковые массы. Интерстиций - с явлениями отека, полнокровия сосудов, очаговыми кровоизлияниями. Начало проявления пролиферативных изменений. В корковом и мозговом веществе встречаются крупные инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов, редко с примесью небольшого количества нейтрофилов. Лейкоцитарные инфильтраты единичные встречаются в дистальных канальцах и под эпителием лоханки. Средний диаметр клубочка составил 110,2±2,8 мкм, канальцев – 32,8±1,8 мкм, капилляров – 28,3±1,3 мкм. Объемная плотность клубочков была равна 2,44±0,05%, канальцев – 43,43±1,2%. Пространственное соотношение сосудов соответствовало 5,36±0,2%, соединительнотканного компонента – 39,75±2,1%.

Доля воспалительного компонента составила 9,02±1,7%.

На 9-е сутки в III опытной группе проксимальные канальцы - в состоянии умеренной белковой дистрофии, дистальные канальцы без патологических изменений. Интерстиций с явлениями отека, сосудистого полнокровия. В корковом и мозговом веществе встречаются единичные инфильтраты из лимфоцитов, плазмоцитов. Средний диаметр клубочка составил 111,7±2,0 мкм, канальцев – 28,4±1,1 мкм, капилляров – 30,1±0,93 мкм. Объемная плотность клубочков была равна 2,45±0,02%, канальцев – 40,51±0,51%. Пространственное соотношение сосудов составило 6,45±0,12%, соединительнотканного компонента – 47,36±1,3%. Доля воспалительного компонента составила 3,23±0,11%.

Таким образом, морфологические и морфометрические показатели достоверно свидетельствовали о том, что во II опытной группе произошло уменьшение интерстициального отека, лимфо-плазмоцитарной инфильтрации, снижение доли воспалительного компонента по сравнению с контрольной, I и III опытными группами.

Разработанные объективные морфологические показатели течения воспалительного процесса в паренхиме почки (процентное соотношение клубочков, канальцев, сосудов, стромы и доли воспалительного компонента) легли в основу создания математической имитационной модели острого гнойного пиелонефрита.

Нейросетевое моделирование экспериментального острого гнойного пиелонефрита Задачей настоящего этапа исследования явилось создание математической модели имитации острого гнойного пиелонефрита, которая может объективизировать и описать патологический процесс так, как он мог бы протекать в действительности (Свидетельство о регистрации ИКАП.

Программный комплекс «Комплекс моделирования и анализа динамики острого пиелонефрита на основе нейронной сети» / Гончарова Ю.М., Пьяников А.Е., Филин А.А., Бурковский В.Л. – № 50201250960 от 20.06.2012).

При построении модели острого пиелонефрита были выделены следующие проблемы: большое количество случайных или трудно формализуемых факторов;

отсутствие формальной модели течения процесса;

жесткая корреляция между физиологическими параметрами, влияющими на процесс течения патологии;

необходимость проведения процесса диагностики на основе реально фиксируемых данных. С учетом указанных данных был выбран метод нейросетевого моделирования, который предполагает определение связей между набором входных параметров и зависимой переменной. Метод расценен как наиболее эффективный, т.к. обладает свойством определять скрытые закономерности, возможностью переобучения с учетом новых данных.

В качестве набора входных параметров были представлены объективные морфологические параметры, отражающие течение воспалительного процесса в паренхиме почке в динамике течения острого гнойного пиелонефрита. Входные параметры представляли собой: процентные соотношения клубочков, канальцев, сосудов, стромы и доли воспалительного компонента.

Так как для построения нейронной сети мы использовали морфологические данные на 3-и, 6-е, 9-е сутки эксперимента, полученные при применении различных видов лечения в четырех исследуемых группах (контрольной и трех опытных групп), то основной целью построения нейросетевой модели мы имели оценку эффективности применения гипобаротерапии в условиях гипероксигенации (в режимах 500, 1500, метров над уровнем моря с одновременной подачей 70-80%-ного увлажнённого кислорода).

В процессе создания нейронной сети последовательность шагов моделирования и обучения сети строилась с учетом алгоритма обучения нейронной сети.

Алгоритм обучения нейронной сети (НС) с помощью процедуры обратного распространения строится так:

1. Подать на входы сети один из возможных образов и в режиме обычного функционирования НС, когда сигналы распространяются от входов к выходам;

рассчитать значения последних.

2. Рассчитать ошибку каждого нейрона для выходного слоя. Рассчитать изменения весов выходного слоя.

3. Рассчитать ошибку каждого нейрона и изменение весов для всех остальных слоев.

4. Скорректировать все веса в НС.

5. Если ошибка сети существенна, перейти на шаг 1. В противном случае – конец.

Структура программного комплекса. Программа имеет следующую модульную структуру: интерфейс программы;

база данных;

модуль обучения НС;

модуль НС;

модуль создания трехмерной модели. Для хранения основной информации используется база данных, основой которой была выбрана СУБД MSAccess. Выбор был остановлен на данной СУБД, так как в ней легко редактировать, создавать и изменять данные. Она входит в комплекс программ MSOffice.

Разработка программы динамической модели прогнозирования острого гнойного пиелонефрита в эксперименте и вывод результата в виде трехмерного изображения позволили упростить выбор стратегии лечения и как следствие повысить качество лечения. К функциональным возможностям продукта можно отнести следующие: проведение моделирования при выбранных параметрах;

просмотр результатов в удобной для восприятия форме;

повторное обучение при появлении новых данных;

информационная поддержка принятия решения.

Отличительной особенностью программного средства является простота его реализации и адаптации к дополнительным условиям.

Выводы 1. Отмечено патогенетическое влияние гипобарической гипероксигенации на течение острого гнойного пиелонефрита у экспериментальных животных за счет ускорения темпов реакции неспецифического воспаления, снижения активности перекисного окисления липидов и восстановления антиоксидантного статуса.

2. Разработаны морфологические показатели изменений паренхимы почек в виде объемных показателей плотности клубочков, канальцев, капилляров, стромы и доли воспалительного компонента у экспериментальных животных с острым гнойным пиелонефритом, которые легли в основу объективной количественной оценки воспалительных изменений паренхимы почки и явились входными параметрами для построения нейросетевой модели течения острого гнойного пиелонефрита.

3. Динамика изменений морфологических показателей паренхимы почек при остром гнойном пиелонефрите у экспериментальных животных в условиях гипобарической гипероксигенации констатирует уменьшение площади воспалительных инфильтратов в почке, что свидетельствует о признаках купирования воспалительного процесса.

4. На основании полученных данных определен оптимальный режим гипобарической гипероксигенации (1500 метров над уровнем моря и одновременная подача 70-80%-ного увлажненного кислорода) в комплексном лечении экспериментального острого гнойного пиелонефрита.

5. С учетом разработанных морфологических критериев изменений паренхимы почки построена нейросетевая модель и разработан программный комплекс для прогнозирования течения и оценки эффективности методов лечения экспериментального острого гнойного пиелонефрита.

Практические рекомендации 1. В комплекс лечения острого гнойного пиелонефрита рекомендуется включать гипобарическую гипероксигенацию в режиме 1500 м над уровнем моря.

2. Для своевременной коррекции метаболических нарушений при остром гнойном пиелонефрите целесообразно исследовать показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты.

3. Разработанный программный комплекс динамической модели прогнозирования острого гнойного пиелонефрита позволяет на ранних сроках произвести коррекцию лечения данной патологии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Гончарова Ю.М., Пьяников А.Е., Бурковский В.Л. Нейросетевое моделирование динамики развития острого пиелонефрита // Современные проблемы прикладной математики, теории управления и математического моделирования : Материалы V Международной конференции.– Воронеж, 2012.

– С. 93–95.

2. Гончарова Ю.М., Шабанов В.Г., Пьяников А.Е. Разработка динамической модели прогнозирования острого пиелонефрита // Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок – прорыв в будущее: сборник докладов.– Воронеж, 2012. – С. 68–70.

3. Моделирование экспериментального острого гнойного пиелонефрита / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко, Н.В.Курносова // Морфоклинические аспекты безопасности жизнедеятельности: Материалы I Международной конференции.– Воронеж, 2012. – С. 50–51.

4. Гончарова Ю.М., Кузьменко В.В., Кузьменко А.В. Перспективные направления в лечении острого пиелонефрита (обзор литературы) // Вестник новых медицинских технологий. – 2012. – Т. XIX, № 2. – С. 291–296.

5. Современное состояние проблемы лечения острого пиелонефрита / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко, Н.В.Курносова // Современные возможности диагностики и лечения в урологии: Материалы конференции, посвященной 50-летию Воронежского общества урологов. – Воронеж, 2012. – С. 50–56.

6. Моделирование острого гнойного пиелонефрита на экспериментальных животных / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко, Н.В.Курносова // Современные возможности диагностики и лечения в урологии: Материалы конференции, посвященной 50-летию Воронежского общества урологов. – Воронеж, 2012. – С. 56–59.

7. Создание динамической модели прогнозирования острого пиелонефрита / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко и др.// Современные возможности диагностики и лечения в урологии: Материалы конференции, посвященной 50-летию Воронежского общества урологов. – Воронеж, 2012. – С. 60–65.

8. Современные тенденции в лечении острого пиелонефрита / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко и др. // Материалы научно практической деятельности сотрудников института дополнительного профессионального образования. – Воронеж, 2012. – С. 248–252.

9. Создание нейросетевой модели развития острого пиелонефрита / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко и др.// Материалы научно практической деятельности сотрудников института дополнительного профессионального образования. – Воронеж, 2012. – С. 245–248.

Гончарова Ю.М., Пьяников А.Е., Бурковский 10.

В.Л.Нейросетевое моделирование острого пиелонефрита в эксперименте // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2012. – Т.8, № 7.1 – С. 54–57.

11. Применение гипобарической гипероксигенации в лечении острого гнойного экспериментального пиелонефрита с последующей разработкой динамической модели прогнозирования на основании морфологических данных /Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В.Кузьменко и др. // Рациональная фармакотерапия в урологии – 2013: Материалы VII Всероссийской научно практической конференции с международным участием.– Москва, 2013. – С.

61–62.

12. Гончарова Ю.М., Аносова Ю.А., Курносова Н.В.Оценка эффективности применения гипобарической гипероксигенации в комплексном лечении острого гнойного экспериментального пиелонефрита // Материалы VII Международной научной конференции молодых ученых-медиков.– Курск, 2013.

– Т. 1. – С. 296–301.

Морфологические изменения острого гнойного 13.

экспериментального пиелонефрита при использовании различных режимов гипобарической гипероксигенации / Ю.М.Гончарова, В.В.Кузьменко, А.В Кузьменко, Ю.А. Аносова // Вестник новых медицинских технологий. – 2013. – Т. XX, № 2. – С. 86–92.

Гончарова Ю.М., Кузьменко В.В., Кузьменко А.В. Оценка 14.

эффективности применения различных режимов гипобарической гипероксигенации в комплексном лечении острого гнойного экспериментального пиелонефрита на основании лабораторных показателей// Вестник новых медицинских технологий. – 2013. – Т. XX, № 2.

– С. 33–37.

Свидетельство о регистрации ИКАП. Программный комплекс «Комплекс моделирования и анализа динамики острого пиелонефрита на основе нейронной сети» / Гончарова Ю.М., Пьяников А.Е., Филин А.А., Бурковский В.Л. – № 50201250960 от 20.06.2012.

Подписано в печать 28.10.2013. Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л. 1,4.

Тираж 100 экз. Заказ № 1115.

Отпечатано с готового оригинал-макета В типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета.

394000, Воронеж, ул. Пушкинская,

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.