Спосіб інтегральної оцінки поточного стану серцевосудинної системи людини

Предполагаемое изобретение относится к физиологии человека, а более точно к способам оценки текущего состояния сердечно-сосудистой системы человека и может быть использовано при массовых обследованиях населения, в том числе в процессе их трудовой деятельности. Известен способ оценки состояния сердечнососудистой системы человека, реализованный в традиционных электрокардиографических системах (Мурашко В.М., Струтынский А.В. Электрокардиография. - М.: Медицина, 1991. С.53 - 68), который состоит в том, что измеряют сигнал, несущий информацию об изменении во времени электрической активности сердца (электрокардиосигнал), оценивают полярности, амплитуды, продолжительности формы характерных сегментов и зубцов этого сигнала и на основании этих измерений производят оценку состояния сердечно-сосудистой системы исследуемого пациента. В то же время традиционный способ электрокардиографической оценки функционального состояния сердечнососудистой системы недостаточно оперативен и неудобен при частых массовых обследований населения. Известен также способ оценки текущего состояния организма человека, основанный на том, что регистрируют частоту сердечных сокращений в течение непрерывной серии ритмов сердца и анализируют вариабельность (изменения) этого ритма в период наблюдения, в том числе до и после дозированных нагрузок (Казначеев В.П., Баевский P.M., Берсенова А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. - Л.: Медицина, 1980. - С.54 - 66). Данный способ обладает высокой оперативностью и позволяет получить достаточно интегральную информацию о состоянии регуляторных систем организма испытуемого. В то же время анализ вариабельности ритма сердца не позволяет судить о состоянии семой сердечно-сосудистой системы, в частности, сердца как основного системообразующего органа. Среди известных способов оценки текущего состояния сердечно-сосудистой системы человека наиболее близким к заявляемому является способ, основанный на представлении электрокардиограммы в фазовом пространстве координат (Карамов К.С., Базиян Ж.А., Алехин К.П. К диагностике свежих очаговых поражений миокарда // Кардиология. - 1978. - №10. - С.109 112), Согласно этому способу для оценки состояния сердечно-сосудистой системы человека измеряют сигнал, несущий информацию об изменении во времени электрической активности сердца, определяют текущую скорость изменения этого сигнала, наблюдают в фазовом пространстве координат траекторию, отображающую зависимость текущей скорости изменения измеренного сигнала относительно текущего уровня этого сигнала в период наблюдения, измеряют углы наклонов касательных в точках максимума наблюдаемой траектории и по величинам этих углов проводят дифференциальную диагностику свежих ишемических поражения миокарда. Данный способ направлен на повышение чувствительность диагностики ранних очаговых поражений миокарда, однако в следствие его сложности и трудоемкости не может быть использован при массовых обследованиях населения. В основу изобретения поставлена задача создания способа для интегральной оценки текущего состояния сердечно-сосудистой системы человека, основанного на простых операциях анализа траекторий наблюдаемого сигнала в фазовом пространстве координат, обеспечивающих применимость этого способа при массовых донозологических обследований населения, в том числе операторов в процессе их трудовой деятельности и спортсменов при тренировках. Предлагаемый способ интегральной оценки текущего функционального состояния сердечнососудистой системы человека состоит в том, что измеряют сигнал, несущий информацию об изменении во времени электрической активности сердца, определяют текущую скорость изменения этого сигнала, наблюдают в фазовом пространстве координат траекторию, отображающую зависимость текущей скорости изменения измеренного сигнала относительно текущего уровня этого сигнала в период наблюдения, дополнительно определяют фазовый портрет испытуемого путем усреднения в фазовом пространстве координат траекторий, регистрируемых в течение нескольких последовательных сердечных циклов, запоминают эталонный фазовый портрет испытуемого в исходном состоянии, аналогичным образом определяют фазовый портрет испытуемого, соответствующий текущему состоянию его сердечно-сосудистой системы, измеряют отклонение текущего фазового портрета испытуемого от эталонного и оценивают текущее состояние сердечно-сосудистой системы путем сравнения измеренного отклонения с пороговым значением. Совокупность отличительных признаков предлагаемого способа (а именно наличие дополнительных операций, состоящих в определении фазового портрета конкретного испытуемого путем усреднения в фазовом пространстве координат траекторий, регистрируемых в течение нескольких последовательных сердечных циклов, запоминании эталонного фазового портрета испытуемого в исходном состоянии, определении фазового портрета испытуемого, соответствующего текущему состоянию его сердечно-сосудистой системы, измерении отклонения текущего фазового портрета испытуемого от эталонного и оценивании текущего состояния сердечно-сосудистой системы путем сравнения измеренного отклонения с пороговым значением) совместно с известными признаками позволяет при массовых обследованиях населения упростить процедуру оценки текущего функционального состояния сердечно-сосудистой системы испытуемого и повысить оперативность такой оценки. На фиг.1 представлена схема, которая иллюстрирует последовательность операций, обеспечивающих реализацию предлагаемого способа. На фиг.1 введены следующие обозначения: x(t) - сигнал, который несет информацию об изменении во времени электрической активности сердца; dx/dt - сигнал, который несет информацию о текущей скорости изменения сигнала x(t); 1 - устройство для определения текущей скорости изменения сигнала x(t); 2 - устройство для отображения траекторий изменения сигналов x(t) и dx/dt в фазовом пространстве координат и построения фазового портрета испытуемого; ФТ - фазовые траектории, зарегистрированные для нескольких последовательных сердечных циклов; ФП фазовый портрет испытуемого, полученный путем усреднения последовательности фазовых траекторий ФТ для нескольких сердечных циклов. На фиг.2 показаны примеры изменения фазового портрета ФП конкретного испытуемого в результате дозированной физической нагрузки. При этом на фиг.2,а показан эталонный фазовый портрет ФП0 испытуемого, который определен путем усреднения фазовых траекторий ФТ до нагрузки, на фиг.2,б показан фазовый портрет ФПt этого же испытуемого, который определен аналогичным образом после дозированной физической нагрузки, а на фиг.2,в приведен результат измерения отклонения этих фазовых портретов в виде площади S(ФП0, ФПt) между портретами ФП0 и ФПt. Суть предлагаемого способа для интегральной оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека состоит в следующем. Измеряют электрический сигнал x(t), который возникает на поверхности тела испытуемого и несет информацию об изменении во времени электрической активности сердца испытуемого. Такой сигнал получают с помощью применяемых в кардиологической практике электродов, которые устанавливают на одно из стандартных отведений тела человека, например, 1 стандартное отведение (левая рука - правая рука). Далее с помощью устройства 1 (см. фиг.1) определяют текущую скорость dx/dt изменения сигнала x(t). В качестве устройства 1 для определения скорости изменения сигнала x(t) используется аналоговое или цифровое устройство дифференцирования сигнала. Наблюдение за сигналами x(t) и dx/dt в фазовом пространстве координат осуществляют с помощью устройства 2 для отображения траекторий (см. фиг.1). В качестве устройства для отображения фазовых траекторий ФТ используют монитор цифрового компьютера, на вход которого подают дискретные значения сигналов x(t) dx/dt. В каждый момент времени наблюдения уровень измеренного сигнала x(t), несущего информацию об электрической активности сердца, и уровень сигнала dx/dt с выхода устройства 1, который несет информацию о текущей скорости изменения сигнала x(t), отображается в виде точки в двумерном пространстве координат, одна координата которого соответствует текущему уровню сигнала x(t), а вторая координата - соответствующему значению сигнала dx/dt. Последовательность таких точек в период наблюдения порождает в фазовом пространстве координат характерные фазовые траектории ФТ (годографы), которые, в силу цикличности (повторяемости во времени) сигнала x(t), имеют пространственную повторяемость (см. фиг.1). Далее осуществляют определение фазового портрета ФП испытуемого путем усреднения в фазовом пространстве координат точек, лежащих на фазовых траекториях ФТ, зарегистрированных для нескольких последовательных сердечных циклов (см. фиг.1). Такое усреднение осуществляется с помощью программы, реализующей на цифровом компьютере алгоритм обработки точек, лежащих на регистрируемых фазовых траекториях ФТ. В соответствии с предлагаемым способом интегральную оценку текущего функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека осуществляют по результатам сравнения текущего фазового портрета испытуемого с эталонным. С этой целью в памяти компьютера запоминают эталонный фазовый портрет испытуемого ФП0, соответствующий его нормальному функциональному состоянию. Затем по истечению определенного промежутка времени либо после дозированных нагрузок регистрируют текущий фазовый портрет испытуемого ФПt. В качестве дозированных нагрузок используют применяемые в кардиологической практике функциональные пробы с физической нагрузкой либо функциональные пробы с психоэмоциональной нагрузкой в условиях дефицита времени. Для иллюстрации на фиг.2 показаны реальные фазовые портреты одного и того же испытуемого, которые зарегистрированы при нормальном функциональном состоянии его сердечнососудистой системы до нагрузки (фиг.2,а) и после нагрузки (фиг.2,б). В качестве критерия интегральной оценки текущего функционального состояния сердечнососудистой системы человека используют допустимое отклонение текущего фазового портрета испытуемого ФПt относительно эталонного ФП0. Величину отклонения S(ФПt, ФП0) фазовых портретов оценивают визуально или автоматически с помощью программы, реализуемой на цифровом компьютере, путем вычисления площади между фазовыми портретами ФПt и ФП0 (см. фиг.2) или другой меры отклонения. Измеренную величину отклонения S(ФПt, ФП0) фазовых портретов сравнивают с пороговым значением S0. Интегральная оценка текущего функционального состояния сердечно-сосудистой системы испытуемого осуществляется по пороговому решающему правилу: нормальное функциональное состояние, если S(ФПt, ФП0) £ S0; нарушение функционального состояния, если S(ФПt, ФП0) > S0. Значение допустимого порога S0 определяют на основании статистической обработки результатов тестирования группы испытуемых с заранее верифицированным кардиологическим статусом.