Спосіб оцінки ефективності корекції функціонального стану на основі аналізу варіабельності ритму серця й тривалості дихального циклу

Спосіб оцінки ефективності корекції функціонального стану на основі аналізу варіабельності ритму серця й тривалості дихального циклу, що включає проведення одночасного синхронного запису кардіо- і пневмограми, розрахунок моди гістограми тривалості дихальних циклів і графічне накладення на неї спектрограми високочастотного 3 вих ситуацій при освоєнні нової спеціальності. Використає зв'язок між частотою серцевих скорочень і частотою подиху, але не дозволяє інтерпретувати низькі величини коефіцієнта кореляції. При визначенні коефіцієнта кореляції враховуються і низько- і високочастотні складові дихального циклу, що знижує вірогідність результатів. Крім того, визначення коефіцієнтів кореляції вимагає попереднього підтвердження нормальності розподілу обох вибірок, проведення розрахунку довірчих інтервалів коефіцієнта кореляції й доказу стаціонарності й ергодичності процесів, що для кінцевого й короткого часу обстеження кожного пацієнта практично неможливо. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб оцінки функціонального стану людини на основі аналізу варіабельності ритму серця й варіабельності тривалості дихального циклу [Патент РФ №RU2195163. Способ оценки функционального состояния человека на основе анализа вариабельности ритма сердца и вариабельности длительности дыхательного цикла. МПК 7: А 61В 2/00, Михайлов В.М., публ. 2002]. Обраний як прототип спосіб базується на проведенні одночасного синхронного запису кардіо- і пневмограми, розрахунку моди гістограми тривалості дихальних циклів, проведенні графічного накладення на неї спектрограми високочастотного компонента ритму серця. По положенню піка максимальної потужності спектра уточнюють границю низькочастотного компонента серцевого ритму. Якщо пік максимальної потужності високочастотного компонента ритму серця відрізняється по частоті від моди частоти подиху більш ніж на 0,06Гц, діагностують десинхронізацію дихального й судинорухових центрів вегетативної нервової системи. Якщо ж підвищення потужності низькочастотного компонента супроводжується зміною патерна подиху, діагностують наявність у пацієнта стану психоемоційної напруги. Недоліком прототипу є те, що оцінка частоти піка максимальної потужності високочастотного компонента спектра ритму серця й моди частоти подиху відбувається візуально, що має відому частку суб'єктивізму й може привести до помилкових висновків. Крім того, даний спосіб не враховує індивідуальних особливостей варіабельності ритму серця й ритму подиху, у той час як такий підхід може бути найбільш об'єктивним для оцінки ефективності корекційних заходів. В основу корисної моделі поставлене завдання розробки з оцінки ефективності корекції функціонального стану з урахуванням індивідуальних особливостей варіабельности ритму серця й ритму подиху, що дозволить скоротити час і спростити процес діагностики, забезпечити наочність результатів, виключити складні математичні розрахунки. Сутність корисної моделі полягає в тому, що в способі оцінки ефективності корекції функціонального стану на основі аналізу варіабельностей ритму серця й тривалості дихального циклу, у якому проводять одночасний синхронний запис кардіо- і пневмограми, розраховують моду гістограми тривалості дихальних циклів і проводять графічне 46119 4 накладення на неї спектрограми високочастотного компонента ритму серця. Спосіб відрізняється тим, що розраховують коефіцієнт крос-кореляції пневмо- і кардіосигналів, вибирають ритм подиху, при якому частота й тривалість фаз вдиху й видиху відповідають частоті локалізації максимального піка потужності серцевого ритму в низькочастотному (LF) діапазоні, проводять щодня протягом 10ти днів 5-тихвилинні сеанси керованого подиху з індивідуально підібраною частотою, проводять повторний синхронний запис кардіо- і пневмограми й оцінюють коефіцієнт крос-кореляції. По збільшенню значень даного коефіцієнта судять про посилення синхронізації між дихальним і кардіоритмом, а, отже, поліпшенні функціонального стану випробуваного. Використання пропонованого способу дозволяє встановити зміну синхронізації в роботі дихального й судинорухового центрів вегетативної нервової системи (ВНС) при застосуванні заходів, що коригують, з метою поліпшення функціонального стану організму, що обумовлено центральним і вегетативним респіраторно-залежним спарюванням між дихальною й серцевосудинною системою. Головною перевагою пропонованого способу є те, що при його використанні враховуються індивідуальні особливості патерна подиху кожного пацієнта, розраховані на основі попереднього запису варіабельності ритму серця (ВСР). Приклад конкретного виконання. Для оцінки ефективності впливу КП на функціональний стан людини було проведене дослідження, у якому брали участь 21 волонтер жіночої статі у віці 20-23 років, умовно здорові, що не мають хронічних захворювань. Для реалізації використовуваного способу спочатку здійснювали одночасний синхронний запис ритмограми й пневмограми за допомогою програмно-апаратних комплексів "Омега-М" і "Нейрон-спектр-5". Розраховували моду гістограми тривалості дихальних циклів. Проводили графічне накладення на неї спектрограми високочастотної (HF) компоненти ритму серця. Розраховували коефіцієнт крос-кореляції пневмо- і кардіосигналів. Вибирали ритм подиху, частота якого відповідала частоті локалізації максимального піка потужності серцевого ритму в низькочастотному (LF) діапазоні. Проводили 10 сеансів КП, під час яких кожний випробуваний протягом 5 хвилин дихав під індивідуальний ритм, що задається зміною діаметра "дихальної кулі". [Система комплексного компьютерного исследования функционального состояния человека «Омега-М»: Документация пользователя. - СПб: Изд-во НПФ «Динамика». - 2007. 66с.]. Повторно проводили синхронний запис кардіо- і пневмограми й оцінювали коефіцієнт кроскореляції. По збільшенню значень даного коефіцієнта судили про посилення синхронізації між дихальним ритмом і кардіоритмом і поліпшення функціонального стану випробуваного. Для оцінки функціонального стану людини за допомогою апаратного комплексу "Омега-М" використали наступні методи: - варіаційної пульсометрії по P.M. Баєвському; 5 - аналіз хвильової структури серцевого ритму (спектральний аналіз); - нейродинамічний і фрактальный аналізи; - кроскореляційний аналіз пневмограми й кардіоінтервалограми. Проведення спільного синхронного спектрального аналізу кардіо- і пневмограми дозволило виявити взаємозв'язок патернів подиху й кардіосигнала у випробуваних (Фіг.1, 2). На Фіг.1. представлено приклад спектрограм дихального й кардіосигнала до (А), під час (Б) і після (В) сеансу керованого подиху з індивідуально підібраною частотою у випробуваного 3. На Фіг.2 представлений приклад спектрограм дихального й кардіосигнала до (А) і після (Б) курсу керованого подиху з індивідуально підібраною частотою у випробуваного 3. Примітка: KRS - коефіцієнт кросу-кореляції між пневмо- і кардіосигналом; VLF - потужність хвиль у дуже низькочастотному діапазоні спектра серцевого ритму; LF - потужність хвиль у низькочастотному діапазоні; HF - потужність хвиль у високочастотному діапазоні. При оцінці спектрограм дихального й кардіосигнала після однократного впливу КП з індивідуально підібраною частотою зареєстрована синхронізація між кардіо- і респіраторним сигналом випробуваних, про що свідчить збільшення коефіцієнта крос-кореляції між дихальним і кардіоритмом з 7,38 до 21,1 усл.ед. Це супроводжується значним збільшенням потужності хвиль у високочастотному (HF) діапазоні спектра (Фіг.1-Б). У той же час після сеансу КП реєстрували посилення потужності всіх компонентів спектра (Фіг.3), що свідчить про підвищення резервів і поліпшення адаптації організму випробуваних під впливом дихальної гімнастики. Зокрема, показано, що КП з індивідуально підібраною частотою робить так само значний вплив на спектральну потужність піка в низькочастотному (LF) діапазоні спектра (Фіг.3), поява якого обумовлена центральним і вегетативним респираторно-залежним спарюванням між дихальною й серцево-судинною системами й свідчить про поліпшення барорефлекторної регуляції на основі ефекту резонансу в спектрі ВСР при впливі КП на частотах коливань спектра серцевого ритму. На 10 день, тобто після курсового застосування КП, зареєстроване збільшення коефіцієнта крос-кореляції між дихальним і кардіоритмом випробуваних з 7,38 до 29,6 усл.ед. Відомо, що відмінність по частоті піка потужності HF компоненти ритму від моди частоти подиху більш ніж на 0,06Гц свідчить про десинхроноз дихального і судинорухового центрів вегетативної регуляції. У той час як збіг частот кардіо- і пневмосигнала звичайно розцінюють як посилення парасимпатичного впливу 46119 6 на серцевий ритм випробуваних, що й зареєстровано в нашому дослідженні під дією КП з індивідуально підібраною частотою (Фіг.2). Крім того, на 10 день впливу КП у випробуваних зареєстроване збільшення потужностей всіх компонентів спектра ВСР, що побічно свідчить про поліпшення функціонального стану організму випробуваних під впливом КП з індивідуально підібраною частотою. Однак це припущення підлягає перевірці з оцінкою інтегральних показників функціонального стану випробуваних. Аналіз показників варіаційної пульсометрії, виявив, що після 10-тидобового курсу КП у випробуваних відбулося достовірне зниження індексу напруженості на 12,4% (Таблиця), що свідчить про зниження напруги регуляторних систем і посиленні парасимпатичного тонусу вегетативної нервової системи. Отже, курсовий вплив КП активізує автономний і парасимпатичний контури регуляції й значно поліпшує функціональний стан випробуваних. Отримані дані підтверджують зміни інших показників, що характеризують активність всіх рівнів регуляції фізіологічних функцій організму випробуваних (Таблиця). Так, значення інтегрального показника функціонального стану (Health) на десятий день дослідження збільшилися в середньому на 16% (р