Спосіб побудови кореляційного портрету серцево-судинної системи на основі аналізу артеріальної осцилограми

Реферат: Спосіб побудови кореляційного портрету серцево-судинної системи на основі аналізу артеріальної осцилограми включає реєстрацію кривої тиску з використанням електронного вимірювача артеріального тиску, отримання артеріальної осцилограми, з якої між отриманими в експерименті показниками визначають кореляційні зв′язки. Визначають кореляційний зв'язок між усіма розрахованими показниками за морфологічним, часовим, спектральним та фрактальним методами аналізу, які в подальшому піддають аналізу та формують кореляційний портрет досліджуваної групи. UA 104133 U (12) UA 104133 U UA 104133 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, зокрема до фізіології, кардіології та функціональної діагностики і може застосовуватись для виявлення захворювань серцево-судинної системи на ранніх стадіях, у кардіології, ангіології, фізичній культурі та спорті. Відомим способом оцінку стану серцево-судинної системи проводять шляхом реєстрації кривої артеріального тиску за допомогою електронного вимірювача тиску, з якого отримують осцилограму артеріальних судин [1, 2, 3]. За відомим способом, неінвазивно, електронним вимірювачем артеріального тиску проводять реєстрацію кривої тиску. За допомогою її аналізу виділяють артеріальну осцилограму, до якої застосовують методи морфологічного, часового, спектрального та фрактального аналізу [5]. Недоліками відомого способу є те, що, крім оцінки розрахованих показників за морфологічним, часовим, спектральним та фрактальним методами аналізу артеріальної осцилограми, не проводять аналіз кореляційної динаміки показників, для визначення рівня взаємодії регуляторних механізмів в досліджуваній групі. При вирішенні технічного завдання було взято до уваги те, що кореляційна динаміка показників, може нести набагато більше інформації про динаміку адаптаційних резервів серцево-судинної системи, ніж відомі. Поставлена задача вирішується тим, що визначається кореляційний зв'язок між усіма розрахованими показниками за морфологічним, часовим, спектральним та фрактальним методами аналізу, які в подальшому піддаються аналізу та формують кореляційний портрет досліджуваної групи в експерименті за наступними критеріями. 1. Аналізу піддавались, кореляти, що знаходились в інтервалі від 0,9 до 1 та -0,9 до -1 (значущі), (вказаний інтервал коефіцієнта кореляції в залежності від завдань дослідження може корегуватись). 2. В експерименті значення кластеру було унікальним (специфічними) саме до певного чинника з усього переліку проведених експериментів. 3. Спільні кореляти на різних етапах дослідження. 4. Кількість значущих корелятів до та після експерименту 5. Кількість та вагове співвідношення корелят з прямою та оберненою залежністю 6. В проведених експериментах значення кореляцій в кластері, не виходили за межі одного кластера, були не чутливі до діючих чинників. Приклад 1. Проведено кореляційний аналіз 1600 артеріальних осцилограм, зареєстрованих у всіх групах (здорових і хворих) обстежених. Зареєстровано 26 пар корелят, що виявились найбільш стійкими: зберігались у всіх груп обстежених як в стані спокою, так і після впливу різних факторів. У подальших результатах досліджень кореляти, спільні для усіх проведених нами експериментів, не включали для проведення аналізу. Серед показників варіаційної пульсометри у 4 з 5 випадків реєструвались прямі кореляційні зв'язки між показниками позитивних і негативних екстремумів: варіаційного розмаху (ВР), триангулярного індексу (HVR), а також - між ступенем напруженням регуляторних систем (ступінь переваги активності центральних механізмів регуляції над автономними, IN) та індексами вегетативної рівноваги (ІВР). Крім цього, між середнім арифметичним і квадратичним відхиленнями позитивних екстремумів амплітуд. Синхронність змін між указаними показниками [4, 7] може спрямовувати на думку щодо достовірності отриманих результатів. При спектральному аналізі [7] артеріальних осцилограм виявлено наступне. Потужність спектра високочастотної та наднизькочастотної складової входили до складу пар корелят з сумарним рівнем активності різних ланок регуляторного механізму кровообігу та між собою. Низькочастотна складова спектра не реєструвалась. Серед хвиль мозкової активності найчастіше реєструвались відсоткові та абсолютні показники (зареєстровані у різні періоди компресії плеча) Тета та Дельта хвиль: як у складі однойменних пар, між собою та з сумарним рівнем активності різних ланок регуляторного механізму. Окрему групу складала визначена за методом Гільберта-Хуанга потужністю спектра миттєвої частоти [5] Альфа, Бета, Дельта хвиль та частоти 25-60 Гц у складі 2-3 пар однойменних корелят У кожній з груп були присутні кореляти, зареєстровані на початку та в кінці компресії судин плеча, абсолютні значення однойменного спектра та сумарного рівня активності різних ланок регуляторного механізму діяльністю системи кровообігу. Таким чином, із абсолютних та відсоткових показників спектрального аналізу найчастіше до складу пар корелят входили показники Дельта та Тета ритму, сумарного рівня активності різних ланок регуляторного механізму діяльністю системи кровообігу. Бета та Альфа хвилі при цьому не реєструвались. 1 UA 104133 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Визначена за методом Гільберта-Хуапга потужність спектра миттєвої частоти Альфа, Бета, Дельта хвиль та частоти 25-60 1 Гц у складі 2-3 пар відмічено лише між однойменними корелятами. Тета хвилі, причому не реєструвались. Приклад пояснення змісту і значення окремих показників, що входять до пар корелят, спільних для усіх, 1600 артеріальних осцилограм. Приклад 2. Аналізу підлягали артеріальні осцилограми, зареєстровані у 68 практично здорових молодих осіб чоловічої (60 %) та жіночої (40 %) статі віком 18-22 років у стані спокою, після фізичного навантаження (проба з 30 присіданнями за 45 сек, проба Руф'є) та через 2 хвилини відпочинку після навантаження. При цьому кореляти, спільні для усіх проведених нами досліджень (усього 1600 осцилограм), не підлягали аналізу. У стані спокою. При аналізі осцилограм 68 практично здорових молодих осіб чоловічої (60 %) та жіночої (40 %) статі віком 18-22 років у стані спокою зареєстровано 33 пари першого та 1 пара другого кластеру (відповідно, з прямим та зворотним кореляційним зв'язком). Серед них: однойменні показники фрактального портрету зареєстрованих протягом усієї, на початку та в кінці компресії; варіаційного розмаху - з триангулярним індексом та індексом напруження за позитивними екстремумами. Частотні показники (3 пари) включали відсотковий вміст потужності спектра високочастотних, повільних і надповільних компонент варіабельності спектра в сумарній потужності коливань. Серед абсолютних показників найчастіше (16 випадків) до складу корелят входила потужність високочастотної компоненти спектра ВСР, зареєстрованої в різні періоди компресії судин плеча. У 5 з них указані показники поєднувались між собою; у 4 із загальною потужністю спектра у діапазонах частот ≤ 0,4 Гц, у 3 – з потужністю спектра миттєвої частоти Дельта ритму, у двох з відсотком наднизькочастотної та низькочастотної складової показників спектра варіабельності серцевого ритму. Серед показників потужності хвиль мозкової активності реєструвались пари, що включали показники Дельта ритму (6 випадків) у поєднанні з показниками потужності амплітуд та з однойменними показниками. Дельта ритм у 3 випадках входив також до складу пар з визначеною за методом Гілберта-Хуанга потужність миттєвого спектра, зареєстрованої в різні періоди компресі У кожній з них другим корелятом були показники потужності високочастотної складової спектра варіабельності серцевого ритму, зареєстрованими в період наростання компресії судин плеча під час діастоли. Тета ритм мозкової активності реєструвався лише у складі корелят, що відображали потужністю спектра миттєвої частоти. У двох парах він поєднувався з однойменними показниками, в одному з потужністю спектра миттєвої частоти Дельта ритму. Бета ритм зустрічався лише один раз, у поєднанні з триангулярним індексом. Зворотні зв'язки реєструвались у одній парі: між триангулярним індексом та Модою за негативними екстремумами. Таким чином, серед корелят, зареєстрованих у практично здорових осіб у стані спокою звертало на себе увагу переважання потужності високочастотної складової спектра варіабельності серцевого ритму (ВСР). Дельта ритму мозкової активності. При цьому вони поєднувались як в межах власних діапазонів частот, зареєстрованих у різні періоди компресії так і між собою. Що може підтвердити синхронність ритмічної активності серця та мозку. Звертає на себе увагу (4 випадки) наявність кореляційних зв'язків між показниками потужності амплітуд (power-osc-stdev, що дає можливість оцінити ступінь динамічності (потужність) розширення стінки судин під час систоли - швидкістю зміни сили тиску судини на манжету під час систоли), з показниками потужності ритмів мозку (Total, Delta-total, Delta-70-end) та серця (%HF). Повільні, надповільні складові спектра ВСР та Тета ритм мозкової активності зустрічались у складі корелят рідше. Бета лише один раз, Альфа - не реєструвався. Після проби Руфє. Після присідань зареєстровано 27 пар корелят з позитивними зв'язками, 2 зі зворотними. При їх аналізі звертає на себе увагу те, що 13 із них виявились стійкими, вони реєструвались і до навантаження. Повністю збереглись кореляти за участю показників потужності амплітуди коливань, потужності високочастотної складової спектра варіабельності серцевого ритму (ВСР), Дельта та Тета ритму мозкової активності. Але за вищевідміченими показниками певних періодів компресії судин плеча їх виявилось менше: у першому випадку 7 (з 16 до навантаження), у другому - 3 (з 6), останнього 2 (з 3). Зникли пари з показниками відсоткового вмісту низькочастотної та наднизькочастнотної складових спектра варіабельності серцевого ритму (ВСР) та ті, які поєднували показники хвильової активності серця і мозку. 2 UA 104133 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Серед нових пар корелят, що появились на артеріальних осцилограмах, зареєстрованих зразу після фізичного навантаження в першу чергу звертає на себе увагу збільшення (на 2 випадки) потужності амплітуд. Появились також кореляти, що включали показники тривалості інтервалів, варіаційного розмаху, тривалості середньоквадратичних та арифметичних відхилень інтервалів між позитивними та негативними екстремумами. До складу нових пар корелят увійшли однойменні показники потужності Дельта та Тета ритму, зареєстрованих на початку та в кінці компресії судин плеча. Альфа ритм у складі корелят був відсутній. Бета хвилі реєструвались лише 1 раз, вони (як і до навантаження) збереглись у поєднанні з триангулярним індексом. Зворотний кореляційний зв'язок реєструвався між триангулярним індексом і Модою (як і до навантаження) та індексом напруження і показниками вегетативного розмаху. Через 2 хвилини відпочинку після навантаження На осцилограмах, зареєстрованих через 2 хвилини після фізичного навантаження реєструвалося 37 пар корелят. Серед них 14 були найбільш стійкими, вони зберігались до, зразу після навантаження та через 2 хвилин відпочинку. Серед них звертала на себе увагу наявність у 5 випадках показників потужності амплітуд, у 2 випадках - потужність миттєвої частоти Тета ритму (у поєднання з однойменним показником та Дельта ритму). У період відпочинку наближались до вихідного кількість пар корелят з високочастотною складовою спектра варіабельності серцевого ритму (ВСР), які переважно поєднувались з однойменними показниками та з Дельта хвилями. В загальному, після відпочинку в парах корелят збільшилась як абсолютна кількість Дельта хвиль, так і потужність спектра їх миттєвої частоти (зареєстрованих в період зростання та максимальної компресії судин плеча). Останні реєструвалась в парі як з однойменними показниками, так і Тета хвилями Після відпочинку зникли показники зі зворотним кореляційним зв'язком між індексом напруження та варіаційним розмахом за позитивними екстремуми і залишились ті, що були до навантаження між триангулярним індексом та Модою за негативними екстремумами. Джерела інформації: 1. Пат. на корисну модель № 99425 Україна, МПК А61 В 5/02 (2006.01). Спосіб оцінки стану серцево-судинної системи з використанням методів часового аналізу осцилограми/ Д.В. Вакуленко; Державний вищий навчальний заклад "Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України". - u201410486; заявл. 25.09.2014; опубл. 10.06.2015, бюл. № 11 2. Пат. на корисну модель № 98210 Україна, МПК А61 В 5/02 (2006.01). Спосіб оцінки етапу серцево-судинної системи з використанням методів спектрального аналізу осцилограми /Д.В. Вакуленко; Державний вищий навчальний заклад "Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України". - u201410489; заявл. 27.09.2014; опубл. 27.04.2015, бюл. № 8 3. Пат. на корисну модель № 99426 Україна, МПК А61 В 5/02 (2006.01). Спосіб оцінки стану серцево-судинної системи з використанням методів морфологічного аналізу осцилограми /Д.В. Вакуленко; Державний вищий навчальний заклад "Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України". - u201410489; заявл. 25.09.2014; опубл. 10.06.2015, бюл. № 11 4. Гребнева Е.Н. Динамика адаптационных процессов при действии стрессового фактора различной модальности /В.Н. Гребнева// Уч. зап. Тавр. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Сер. Биология, химия. - 2008. - 21. № 3. - С. 48-56. - Библиогр.: 10 назв. - рус. 5. Вакуленко Д.В. Інформативне значения окремих показників осцилограм судин верхньої кінцівки зареєстрованих в процесі вимірювання артеріального тиску. /[Д.В. Вакуленко] //Медична інформатика та інженерія. 2013. № 4. С. 67-80. 6. Ваевский P.M. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний /P.M. Баевский, A.M. Берсенева. М.: Медицина. 1997. 265 с. 7. Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) /[P.M. Баевский, Г.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин и др.] //Вестник аритмологии. - 2001. - № 24. - С. 65-86. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб побудови кореляційного портрету серцево-судинної системи на основі аналізу артеріальної осцилограми, що включає реєстрацію кривої тиску з використанням електронного вимірювача артеріального тиску, отримання артеріальної осцилограми, з якої між отриманими в експерименті показниками визначають кореляційні зв′язки, між усіма розрахованими показниками за морфологічним, часовим, спектральним та фрактальним методами аналізу, які 3 UA 104133 U 5 10 в подальшому піддають аналізу та формують кореляційний портрет досліджуваної групи в експерименті за наступними критеріями: 1) аналізу піддають кореляти, що знаходяться в інтервалі від 0,9 до 1 та -0,9 до -1 (значущі) (вказаний інтервал коефіцієнта кореляції в залежності від завдань дослідження може корегуватись); 2) в експеримент включають те значення кластеру, що є унікальним (специфічними) саме до певного чинника з усього переліку проведених експериментів; 3) при вивченні певних видів впливу вивчають спільні та унікальні кореляти на різних етапах дослідження; 4) визначають кількість значущих корелятів до та після експерименту; 5) визначають кількість та вагове співвідношення корелятів з прямою та оберненою залежністю; 6) при проведенні експериментів значення кореляцій в кластері вибирають ті, що не виходили за межі одного кластера та були не чутливі до діючих чинників. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4