Спосіб визначення функціонального стану організму людини

УКРАЇНА (19) V - * r - \ (II) (ІЗ) (5D6 А 61 В 5/00 ДЕРЖАВНЕ ПМІ-НІНЕ ВІДОМСТВО ДО ПАТ НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України N» 3769-ХІІ від 23X11 1993 р Публікується в редакції заявника (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ 1 (21)95062693 (22) 07 06 95 (24)16.12.97 (46)30 04.98. Бюл. N=2 (47) 16.J2.97 (7?) Герасимов Ігор Григорович, Мирович Давид Юдович (73) У к р а ї н с ь к и й д е р ж а в н и й центр діагностики та реабілітації репродуктивної функції людини (57) Способ определения функционального состояния организма человека, включающий измерение физиологических показателей после тестовой наг рузки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, физиологические показатели измеряют до тестовой нагрузки, а после тестовой нагрузки измеряют с максимальной частотой, определяемой методом изме рения каждого показателя, начиная с момента снятия тестовой нагрузки до достижения показателями их исходной величины, отличающейся на величину погрешности измерен и й , определяют скорость и з м е н е н и я функции измеряемых показателей по формуле і Изобретенио относится к области биологии, физиологии труда и спорта, профилактической и клинической медицине Преимущественно изобретение предназначено для оценки функционального состояния организма человека, например, при определении его работоспособности, а также общей неспецифической реакции организма на действие эндо- и экзогенных факторен ' Известен способ определения функционального состояния организма человека, включающий определение физической работоспособности путем определения скоро сти реполярмзации желудочков электрокардиографией [Авт. ев СССР !\fc 1780503, кл А 61 В 10/00, 1990] Известен также способ определения функционального состояния организма человека оключающий нагрузку велоэргометрией и определение последовательности разности соседних интервалов ЭКГ [Патент РФ № 2006203, кл. А 61 В 5/02. 1990]. Однако известными способами определяют функциональное состояние организма человека с недостаточнои достоверностью. Наиболее близким к заявляемому является способ определения функционального dF(f1tf2lf3.,..fn) dt где V - определяемая скорость, F - функция измеряемых показателей f i , fa, f3,-..fn, n число измеряемых показателей, t - время измерения, и при скорости равной 20-30% исходной величины функции в минуту определяют нормальное функциональное состояние организма человека. V с to 21512 состояния организма человека, включающий измерение через 5 минут после тестовой н а г р у з к и уровня постоянного потенциала с вертекса головы и тенора правой и левой кисти, сравнение уровня постоянного потенциала с правой и левой кисти и определение большей величины уровня постоянного потенциала и имеющей ее кисти, в требуемый момент вновь измерение уровня постоянного потенциала с этой кисти, и при уровне постоянного потенциала более найденной ранее величины и менее 125% от нее, если эта величина менее 20 мВ, или при урооне постоянного потенциала менее найденной ранее величины и более 75% от нее, если эта величина более 40 мВ, или при уровне постоянного потенциала от 75% до 125% от найденной ранее величины, если эта величина от 20 до 40 мВ определяют нормальное функциональное состояние организма человека [Авт. св. СССР № 1608869, кл. А 61 В 5/00, 1989]. Недостатком известного способа является его низкая достоверность из-за сложности получения к о м п л е к с н о й о ц е н к и функционального состояния, поскольку показатели измеряются 2 раза в определенные моменты времени независимо от индивидуальности организма испытуемого Кроме того, известный способ является громоздким как в измерениях, так и в расчетах В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ определения функционального состояния организма человека путем введения нового режима измерения показателей, а также измерения скорости изменения функции показателей во времени с частотой, определяемой методом измерения, что позволяет обеспечить дифференцирование методики в зависимости от индивидуальных особенностей исследуемого о р г а н и з м а . За счет этого повышается достоверность способа. 5 10 15 20 25 30 35 40 Достигается это тем, что в известном 45 способе определения функционального состояния организма человека, заключающемся в и з м е р е н и и физиологических показателей после тестовой нагрузки, дополнительно физиологические показатели 50 измеряют до тестовой нагрузки и с максимальной частотой, определяемой методом измерения каждого показателя, начиная с момента снятия тестовой нагрузки до достижения показателями их исходной величины, 55 отличающейся на величину погрешности измерений, определяют скорость изменения функции измеряемых показателей по формуле dF ( f, , f 2 . dt где V - определяемая скорость, F - функция измеряемых показателей f i , h. f3....fn. n число измеряемых показателей, t - время измерения, и при скорости изменения равной 20-30% исходной величины функции в минуту определяют нормальное функциональное состояние организма человека. Способ осуществляют следующим образом. У испытуемого измеряют физиологические показатели до нагрузки в спокойном состоянии f b *2- h • f n (ЧСС, АД, интегральное базисное сопротивление тела, показатель гематокрита, количество эритроцитов и др). Показатели измеряют несколько раз, чтобы убедиться в постоянстве их значений. Затем испытуемого подвергают стандартной тестовой нагрузке (велоэргометрии (PWC170), степ-тесту, ортостатической пробе, пробе Руфье и др ) ("НенозологічнІ критерії ефективності медичної реабілітації" (Методичні рекомендації). - Київ. - 1993. 11 с ) А начиная с момента снятия тестовой нагрузки мноюкратно и так часто, как только это позволяет метод, измеряют физиологические показатели f ^ f2 f3... f n в течение времени, достаточного для достижения показателями исходной величины, отличающейся на величину погрешности измерений. Затем рассчитывают функцию показателей HU 2); или с помощью модифицированного индекса гарвардского степ-теста по формуле п І 10 ИГСГ = 100Т/(6 2 Р,/п), • і =1 где ИГСТ1 - модифицированный индекс гарвардского степ-теста, Т - время действия нагрузки, Pi - ЧСС после снятия нагрузки в 15 Н ы й момент времени, п - число измерении (п >3)(авт. св. СССР № 1378816, кл А 61 В 10/00, 1983). Реакцию организма на солевую нагрузку можно определить по скорости измене20 ния функции (F), определяемой по формуле F- І рН,(рСО2)|, 1 = 1 | где pHi и (рСОг)і ~ кислотный показатель 25 крови и парциальное напряжение углекислого газа в крови соотпетствемно в i-тый момент времени, п - число измерений Реакцию организма на потерю крови можно определить по скорости изменения 30 функции (F), определяемой по формуле Если установлен закон, по которому изменяется ееличина показателя после наг р у з к и п р и в о з в р а щ е н и и системы в исходное состояние, то можно точно определить момент, при котором система уже стабилизирована Но если закономерность F = 100 І (RBQi/Ht,, стабилизации системы неизвестна, то необі = 1 ходимо после снятия тестовой нагрузки изгде (RBC)i и Hti - число эритроцитов и покамерять показатели до достижения ими своей затель гематокрита соответственно после исходной величины, отличающейся на вели- 35 нагрузки в i-тый момент времени, п - число чину погрешности измерений. измерений. Опытным путем установлено, что функОбследованы 115 здоровых доноров и ция нескольких показателей более достопрофессиональных спортсменов и 80 пациверно характеризует функциональное ентов с нарушениями в состоянии здоровья состояние систем организма, чем отдельный 40 (мужчин и женщин в возрасте от 20 до 40 показатель. Так, например, реакция гемодилет). При этом установлено, чго нормальное намической системы на тестовую нагрузку функциональное состояние организма отмеопределяется обьемом циркулирующей крочается при скорости изменения функции изви {О( [К), который определяется как частное меряемых показателей, равной 20-30% двух показателей - показателя гематокрита 45 исходной величины функции в минуту. В слу(Ht) и интегрального базисного сопротивлечае, когда указанная скорость меньше 20% ния тела(Р)по формуле или больше 30% в минуту отмечают соответственно пониженное или повышенное функОЦК= 16735 циональное состояние организма | 50 человека. где п - число измерений, 16375 - константа Для подтверждения эффективности за(Анестезиология и реаниматология. - 1986. являемого способа экспериментально были - № 2. - С . 57-58) опробованы как заявляемый, так и известРеакция кардиореспираторной системы ный способ (прототип) на практически здоорганизма на тестовую нагрузку может быть Г г ровых добровольцах. Результаты показали, определена с помощью модифицированночто у 21 человека из 115 обследованных по го индекса Руфье (И'р) (Пирогова А Е. и др. способу-прототипу не было определено сниВлияние физических упражнений на работожение функционального состояния организспособность - Киев, 1986. - С. 29-30), котома, в то время, как это было установлено по рый рассчитывают по формуле 8 21512 заявляемому способу Таким образом, если известный способ имеет достоверность 81,7%, то новый - 100%. Для измерения функциональных показателей при" осуществлении заявляемого способа использовали приборы: - кардиосигнэлизатор марки КС-02 отечестпенного производства, ГОСТ 15 150-69; прибор позволяет измерять ЧСС непрерывно, погрешность измерений S = ±_5%; - анализатор крови марки ABL-510, выпускаемый датской фирмой RADIOMETER, позволяет измерять показатели крови рН и рСО2 каждые 45 сек, погрешность измерения S= ± 2 - 3 % ; - реограф марки Р4-02 отечественного производства позволяет измерять интегральное базисное сопротивление тела (Р) при подаче данных на компьютер каждые 10 сек, погрешность измерения S = ±10%; - аппараты марок JT и VCS, выпускаемые фирмой COULTRONICS (Франция) позволяют измерять содержание эритроцитов (RBC) и показатель гематокрита {Их) с погрешностью S = ±2,1-2,4% в течение 2-3 мин. Для осуществления заявляемого способа использовали тестовые нагрузки, соответствующие требованиям ВОЗ (в работу при нагрузках вовлекалось не менее 2/3 мышечной массы); велоэргометрия (тест PWC170) согласно общепринятой методике (Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте, - М., Медицина, 1979.): испытуемому предлагалось последовательно выполнить на велоэргометре 2 нагрузки умеренной интенсивности по 5 мин; применяли велоэргометр марки ВЭ-05 "Ритм", выпускаемый 6-ым Киевским авторемзаводом; гарвардский степ-тест: под ритм метронома испытуемый в течение 300 сек полностью поднимался и опускался на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 40 см для женщин с частотой подьема 30 раз в минуту (Авт. св. СССР Г* 1729485, кл. А 61 В 5/00, 1989); активная ортостатическая проба по методике Морхауза Л.Е.: испытуемый резко вставал со стула и стоял 1 мин (Авт. св. СССР № 1729485, кл. А 61 В 5/00, 1989): проба Руфье: испытуемый выполнял 30 глубоких приседаний за 45 сек (Пирогова Е.А, и др. Влияние физических упражнений на работоспособность, - Киев, 1986. - С. 29-30.); создание локального отрицательного давления на нижнюю половину тела: испытуемого помещали в камеру зональной декомпрессии, разработанную Украинским Государственным Центром диагностики и реабилитации репродуктивной функции человека и выпускаемую НПО им. Артемз (г. Киев) под маркой "Vita"; для испытаний применяли разрежение 80-100 мм рт.ст. в течение 20 минут. Примеры осуществления способа. П р и м е р 1. Испытуемый А . 40 лет, донор,противопоказаний к проведению нагрузочного теста не имеет. К испытуемому 10 применена тестовая нагрузка ~ проба Руфье за 45 сек испытуемый сделал 30 приседаний. С помощью кардиосигнализатора КС-02 измерена ЧСС до нагрузки и после нее. Погрешность измерений S = ±5%. 15 Средняя величина ЧСС до нагрузки П о = 70 уд/мин. После снятия нагрузки ЧСС измеряли каждые 10 сек, до момента, когда установилась ЧСС, равная 73-74 уд/мин (t = 10 мин) С помощью ЭВМ осуществляли матема20 тическую обработку данных для расчета модифицированного индекса Руфье (Ир1): Ир'г 4 « П о + 2 £(П,/п)]-200, 1 25 J і — • ; где По и Пі - ЧСС соответственно до и после снятия нагрузки в i-тый момент времени, п число измерений (п >2) и скорости изменения И р ' во времени (V) d Ип 30 ^ = 22%/мин. 35 40 45 50 55 что соответствует нормальному функциональному состоянию донора А. П р и м е р 2 Испытуемая С, 22 лет, профессиональная спортсменка, противопоказаний к проведению нагрузочного теста не имеет. Применена тестовая нагрузка в виде гарвардского степ-теста: под ритм метронома испытуемая со скоростью 30 раз в минуту в течение 5 мин (Т) поднималась на ступеньку высотой 40 см С помощью кардиосигнализатора КС-02 измерена ЧСС до нагрузки и после нее. Погрешность измерений S = ±_5%. ЧСС до нагрузки составляет 68 УД/мин. Измерения проводили после снятия тестовой нагрузки каждые 10 сек а течение 10 мин (t), когда установилась ЧСС, равная 71-72 уд/мин (08 уд/мин + 3,4 уд/мим = 71,4 уд/мин (S= +5%)). С помощью ЭВМ осуществляли математическую обработк/ полученных данных для определения модифицированного индекса гарвардского степ-теста (ИГСТ1): ИГСТ'= 100/(6 £ Р,/п), і = 1 где Pi - ЧСС после снятия нагрузки в i-тый момент времени, п - число измерений (п >3); и скорости изменения ИГСТ' во времени (V): 10 21512 dt что соответствует повышенному функциональному состоянию организма спортсменки С. П р и м е р 3 Испытуемый В., 25 лет, донор. Перед процедурой прямою переливания крови реципиенту необходимо было проверить функциональное состояние организма донора. Противопоказаний к проведению нагрузочного теста нет. Перед нагрузкой у испытуемого взяли кровь из пальца и проанализировали ее на содержание эритроцитов (RBC), а также определили показатель Hi. К проколу на папьце приклздывали ватный тампон, смоченный раствором гепарина, чтобы кровь не тромбировалась и при дальнейшем заборе крови не нужно было делать лишних проколов пальцев. В качестве тестовой нагрузки испытуемому предложена оргопроба: испытуемый в течение 5 минут сидел на стуле, а затем резко поднимался и стоял в течение 1 минуты. Сразу по истечению этой минуты у испытуемого отбирали кровь из пальца каж~ дые 2-3 минуты, анализировали на содержание эритроцитов и определяли показатель Ht. Измерения проводили в течение 10 минут (t). когда устанавливался в крови исходный уровень эритроцитов и Ht ±погрешность измерения, которая составляет 2,1 %-2.4%. Измерения показателя Ht и числа (RBC) осуществляли с использованием коммерческих наборов на аппаратах JT и VCS (COULTRONICS, Франция). С помощью ЭВМ рассчитывали функцию показателей (F) и скорость ее изменения во времени (V): ___ ri Г " ~~ * V = - ^ - ~ = 32% /мин. У испытуемого донора определено повышенное функциональное состояние организма, поэтому он был допущен к процедуре прямого переливания крови реципиенту. После переливания донор чувствовал себя хорошо. П р и м е р 4. Испытуемая В., домохозяйка, 40 лет. противопоказаний к проведению нагрузочного теста не имеет. Применена тестовая нагрузка в виде создания локального отрицательного давления на нижнюю полоиину тела. Перед нагрузкой измеряли показатель гематокрита (Ht) (S = ± 2,1 %-2,4%) и интегральное базисное сопротивление тела (Р) с помощью реографа Р4-02 (S = ±.10%). До нагрузки показатель Ht = 4,6%, Р = 60Ом. Испытуемую помещали в камеру зонільной декомпрессии "Vita". Разрежение п 80 мм рт.ст. прикладывали к области тела, о( раниченной сверху нижними реберными дугами, 5 а снизу - верхней третью бедер. На нопл одевали эластичные чулки, герметично соединенные с камерой Нагрузке испытуемая подвергалась в течение 20 мин. После снятия нагрузки сразу же каждые 3 минуты оп10 ределяли показатель Нт (как в примере 3) и Р в течение 10 минут (t), когда достигались исходные величины этих показателей с учетом погрешности измерения. С помощью ЭВМ производили математическую обра15 ботку полученных данных для определения объема циркулирующей крови (ОЦК) и скорости изменения этого объема оо времени (V): п 20 ОЦК= Н ti 16735 2 - 5 - - . І f (16735 - постоянная величина), у 1 8 % Такая скорость изменения функции по25 казателей испытуемой соответствует пониженному функциональному состоянию ее организма. При дополнительном обследовании испытуемой В. в клинике установлен диагноз: вегетососудистая дистония. 30 П р и м е р 5. Испытуемый И., 30 лет, спортсмен. Два года занимается зимним плаванием Для оценки адекватности нагрузок при занятиях зимним-плаванием испытуемому необходимо провести исследование крови после солевой нагруз35 ки. Чтобы проверить нет ли противопоказаний у него к проведению солевого теста, решено проверить функциональное состояние организма испытуемого. Перед нагрузкой определяли рН крови (7,36) и 4 0 парциальное давление углекислого газа в крови рСО 2 (38 мм рт.ст.). В качестве тестовой нагрузки испытуемому предложили тест PWC170 - аелоэргометрия. Испытуемый выполнял педалирование в виде двух нагрузок умеренной интенсивности по 5 минут. Сразу же после снятия тестовой нагрузки к испытуемого производили забор крови каждые 2~3 минуты (см. пример 3) и анализировали рН и рСО2 крови с помощью прибора ABL50 150 (погрешность измерений S = ±2-3%). .Измерения осущестзлчли в течение 10 минут (t), когда уровень рН и рСО2 крови испытуемого достиг исходного (до нагрузки) с учетом погрешности измерений (рН = 7,36 » 55 0.22 - -7,14; рСО2 = 38 + 0,76 = 38,76 мм рт.ст.). С помощью ЭВМ производили математическую обработку данных для определения функции (F) измеренных показателей: 11 FЛ 1 ~ 21512 p H, (pCOd. " V-f 1 и скорости (V) изменения функции во времен и : Упорядник Замовлення 4440 12 5 -30%/мин. . У испытуемого определено нормальное функциональное состояние организма. Пообследования с солевой тестовой нас л е грузкой он чувствовал себя хорошо. Техред М.Келемеш Коректор М. Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагарїна, 101