Atlantis Las Brisas atlantislasbrisas.com;pdf

Алмаметов В.Б.(к.т.н., докторант), Граб И.Д.(аспирант),
Затылкин А.В.(к.т.н.), Юрков Н.К.(д.т.н., профессор)
МЕТОД ВАРИАЦИОННОЙ ПУЛЬСОМЕТРИИ В ОПРЕДЕЛЕНИИ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОБУЧАЕМОГО
Пенза, Пензенский филиал Российского государственного университета
инновационных технологий и предпринимательства, Пензенский
государственный университет
Известно, что в течение учебного периода центральная нервная
система (ЦНС) обучаемого испытывает чрезвычайно большую нагрузку.
Помимо учебной нагрузки сказывается также экологическое влияние
окружающей
среды
и
социально-бытовые
проблемы,
проблемы
межличностных отношений в быту и в учебной группе, постоянный
дефицит времени. Совокупность этих факторов воздействия на ЦНС
обучаемого, многие из которых можно определить как стрессовые, дает
основание классифицировать структуру его деятельности в учебный период
как
деятельность
человека-оператора.
Поэтому
крайне
необходимо
контролировать текущее функциональное состояние обучаемого в период
обучения.
Известно, что перегрузка отдельного органа или системы в процессе
адаптации
к
физическим
или
психо-эмоциональным
нагрузкам,
к
неблагоприятному изменению окружающей среды или патологическому
процессу,
всегда
компенсаторных
сопровождается
механизмов.
Эта
оперативной
реакция
реакцией
в
первую
защитноочередь
1
характеризуется ростом напряженности функционирования регуляторных
систем
(ЦНС,
вегетативной
нервной
системы,
нейро-эндокринной),
деятельность которых направлена на компенсацию возникших отклонений
от функционального оптимума.
Звеном, согласующим все адаптивные реакции на уровне органов
является система
кровообращения. Обладая совершенным аппаратом
управления и саморегуляции, эта система чутко реагирует на малейшие
изменения
потребностей
органов,
обеспечивая
их
адекватным
кровоснабжением и одновременно согласуя этот регионарный запрос с
гемодинамическими требованиями по жизнеобеспечению разнообразной
деятельности целостного организма. Все это дает основания рассматривать
систему
кровоснабжения
в
качестве
универсального
индикатора
адаптационно-приспособительной деятельности целостного организма.
В настоящее время одним наиболее информативных методов изучения
функционального состояния организма является метод вариационной
пульсометрии - анализа сердечного ритма. Метод основан на установлении
закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин.
Сердце, как компонент мультипараметрического взаимодействия,
реагирует на любые изменения гомеостаза, а его физиологические
показатели могут объективно отражать состояние организма.
Методика анализа сердечного ритма заключаются в том, чтобы на
основании изучения активности синусового узла по последовательности
кардиоинтервалов, по вариациям их длительности сделать заключение о
состоянии системы управления сердечным ритмом, как в целом, так и по
отдельным ее уровням. При этом синусовый узел рассматривается не только
в аспекте автоматизма сердечной деятельности, но и как индикатор
деятельности всего организма. Общий подход к оценке сердечного ритма
заключается в следующем:
во-первых, более высокие уровни управления рассматриваются как
ингибиторы активностей более низких уровней,
2
во-вторых, период колебаний сердечного ритма связан с уровнем
управления: чем выше период колебания, тем выше уровень управления.
При оптимальном регулировании управление происходит с минимальным
участием высших уровней, при неоптимальном регулировании необходима
активация
все
более
высоких
уровней
управления
(централизация
управления).
Источником
исходной
информации
для
метода
вариационной
пульсометрии являются сигналы устройств, позволяющих регистрировать
пульсовую волну в системе кровообращения человека. В частности, для
этой цели может подойти оптический пальцевой датчик, используемый для
методов пульсоксиметрии и/или фотоплетизмографии. В конкретном случае
интерес представляет информация о факте возникновения пульсовой волны.
Сущность вариационной пульсометрии заключается в получении
закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин. Для этого
строится кривая распределения - гистограмма. На рис. 1 представлена
гистограмма распределения кардиоинтервалов с обозначенными на ней
основными параметрами вариационной пульсометрии: Мо – мода, АМо –
амплитуда моды, MxDMn – вариационный размах (Difference between
Maximal and Minimal value).
Рис. 1. Гистограмма распределения кардиоинтервалов.
3
Мода (Мо) – наиболее часто встречающееся в данном динамическом
ряде значение кардиоинтервала. В физиологическом смысле – это наиболее
вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы. При
нормальном
распределении и высокой стационарности исследуемого
процесса Мо мало отличается от математического ожидания.
Амплитуда
моды
(АМо)
-
это
число
кардиоинтервалов,
соответствующих значению моды, в процентах к объему выборки. Этот
показатель отражает стабилизирующий эффект централизации управления
ритмом сердца, который обусловлен, в основном, степенью активации
симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Вариационный размах (MxDMn) отражает степень вариабельности
значений
кардиоинтервалов
вычисляется
по
разности
в
исследуемом
максимального
и
динамическом
минимального
ряде.
Он
значений
кардиоинтервалов. Следует отметить, что при аритмиях или артефактах
могут быть допущены ошибки вычисления
этого
показателя,
если
динамический ряд кардиоинтервалов не подвергся предварительному
редактированию. При вычислении MxDMn следует отбрасывать крайние
значения кардиоинтервалов, если они составляют менее 3 процентов от
общего объема анализируемой выборки.
При обработке динамического ряда кардиоинтервалов можно с
высокой
долей
достоверности
непрерывно
определять
адекватность
эмоциональной и физической нагрузки состоянию организма, как
П АН =
k*M0
N *σ
где ПАН- показатель адекватности; к- коэффициент,учитывающий
индивидуальные особенности состояния организма в области больших
уровней напряженности систем организма (К=1,0 - 1,25 с); М0 - мода
динамического ряда кардиоинтервалов; N- объем выборки динамического
ряда; σ = D - среднеквадратичное отклонение динамического ряда; D дисперсия динамического ряда.
4
Для оценки состояния организма в данный момент можно также
использовать индекс напряженности регуляторных систем Баевского [1, 2]
Ин =
AM 0
2 * M 0 * MxDMn
Величина Ин в норме колеблется в пределах от 50 до 150 условных
единиц. При эмоциональном стрессе и физической работе у здоровых
людей значения Ин увеличиваются до 300 - 500 единиц, а у людей старшего
возраста со сниженными резервами такие значения наблюдаются даже в
покое. При наличии стенокардии Ин достигает 600-700 единиц, а в
предынфарктном состоянии даже 900-1100 единиц. эмоциональном стрессе
и физической работе у здоровых людей значения Ин увеличиваются до 300
-500 единиц, а у людей старшего возраста со сниженными резервами такие
значения наблюдаются даже в покое. При наличии стенокардии Ин
достигает 600-700 единиц, а в предынфарктном состоянии даже 900-1100
единиц.
Методы
анализа
вариабельности
сердечного
ритма
могут
использоваться для оценки состояния человека в различных условиях
трудовой деятельности, физической нагрузки, уровня стресса и т.д. В
настоящее
время
особый
интерес
для
исследователей
представляет
изучение медленных волн второго порядка и компонент спектра колебаний
с частотами менее 0.01 Гц, включая минутные и часовые волны, а также
разработка новых методов анализа вариабельности сердечного ритма,
учитывающих сложный нестационарный характер динамики сердечнососудистой системы.
5
Список литературы.
1. Баевский
Р.М.,
Берсенева
А.П.
Оценка
адаптационных
возможностей организма и риска развития заболеваний Москва 1997 год
2. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма:
теоретические аспекты и возможности клинического применения Москва
2000 год
3. Иванов Г.Г Электрокардиография высокого разрешения Москва
1999 год
4. Михаилов В.М.Вариабельность ритма сердца. Иваново.2000 год
6