СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКОЛОМЕСЯЧНОГО БИОЛОГИЧЕСКОГО РИТМА ЧЕЛОВЕКА Российский патент 1994 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицине, в частности педиатрии, и может быть использован для определения биологического ритма человека.

Известны биоритмы на всех уровнях организации живых систем. Исследования касаются, в основном, суточных ритмов, проведены больше всего на взрослых людях. Известны сезонные и годовые ритмы. Однако между сутками и сезоном года существует значительный промежуток времени, в котором биоритмы у детей изучены недостаточно. В отношении взрослых давно известно, что женский организм обладает основной биологической особенностью, сложной по своей нейрогуморальногормональной регуляции - менструальной функцией, цикличность которой оказывает существенное влияние на весь организм. Подобные ритмы выявлены у мужчин - описаны месячные колебания содержания нейтрофилов и сделано предположение о том, что эндокринный цикл мужчины аналогичен менструальному циклу женщины: А.С.Суслов, В.В.Немов "Месячные биоритмы эритропоэза у здоровых мужчин и их связь с ритмами изменения гелиогеофизических и погодных факторов в кн. Проблемы хронобиологии, хронопатологии, хронофармакологии и хрономедицины. Тезисы докл. Всесоюзной конф. Уфа, 1985 г., т.1, с 187 - установлены месячные колебания содержания эритроцитов в периферической крови.

Изучению подобных ритмов у детей посвящены единичные исследования: В.П. Василик "Ритмы стимуляции и торможения роста и развития человека и активность Солнца" в кн. Хронобиология и хронопатология. Тезисы доклада Всесоюзн. конф., М., 1981, с. 54 - выделена околомесячная составляющая колебаний массы тела грудных детей; Е.П.Сушко "Биоритмы и клинические проявления инфекционных заболеваний у детелй", Мн., Беларусь, 1982, с. 93 - установлен трехнедельный ритм активности вегетативной нервной системы и зависимость формы болезни от уровня активности ритмических систем. Таким образом, околомесячные ритмы имеют значения в жизнедеятельности детского организма и его приспособлении к внешней среде. Многодневным колебаниям подчинена нейрогуморально-гормональная регуляция и реакция на патогенное воздействие возбудителей заболеваний.

Изучение ритма в клинических условиях чрезвычайно затруднено необходимостью многократного исследования в течение длительного времени. Особенно это относится к педиатрии. Забор крови болезненен и является стрессовым фактором, а простые тесты: температура тела, частота сердечных сокращений и частота дыханий имеют небольшую амплитуду колебаний, не всегда реагируют на изменение состояния человека. Температура новорожденного зависит от температуры окружающей среды. Частота сердечных сокращений и частота дыханий зависит главным образом от состояния сердечно-сосудистой и дыхательных систем организма. Исследование экскреции гормонов с мочой связано с трудностями сбора материала, сложностью анализа и требуют дорогостоящих реактивов. В связи с чем возникает необходимость поиска простых способов для определения биологического ритма, безболезненных и безвредных для обследуемого, объективно отражающих состояние человека.

В качестве прототипа использовали известный способ расчета периодичности колебаний физиологического показателя, характеризующего динамику активности той или другой системы организма за интересующий интервал времени.

Для определения биологического ритма у человека ежедневно утром в одно и то же время на протяжении не менее двух месяцев берут пробу клеток буккального эпителия, проводят их микроэлектрофорез и вычисляют процент клеток с электроотрицательными ядрами к общему количеству исследуемых клеток. Результаты в хронологическом порядке изображают на плоскости в декартовой системе координат, где по оси абсцисс отмечают время обследования в днях, по оси ординат - количество клеток с электроотрицательными ядрами, выраженное в % (см. фиг.1). По графику определяют расстояние между двумя соседними максимальными пиками, которое соответствует периоду ритма, высоту максимального пика, которая характеризует амплитуду колебаний, высчитывают среднее арифметическое за один период, включая два соседних максимальных пика - мезор ритма. Для определения управляющей кривой (моделирующей пики по амплитуде) проводят анализ на ЭВМ в два этапа:
1) сглаживание исходных данных методом кубического сплайна для фильтрации высокочастотного компонента;
2) быстрое преобразование Фурье для расчета спектра мощности, амплитуд и фаз гармонических составляющих.

У ребенка А. 2,5 лет ежедневно на протяжении 60 дней в 8 утра брали пробу клеток буккального эпиталия, добавляли в нее 0,5 мкл воды, помещали в камеру микроэлектрофореза, включали источник постоянного напряжения, обеспечивающий на электродах камеры ток 0,1 мА, и в течение 5 мин наблюдали под микроскопом, осуществляя смену полярности, за смещением клеточных ядер в электрическом поле в 5 полях зрения, подсчитывали отношение количества клеток с электроотрицательными ядрами к общему количеству исследованных клеток. Результаты приведены на фиг.2. По графику расстояние между двумя соседними максимальными пиками R₁-R₂ составило Т₁ = =30-3 = 27 дней, что соответствует периоду околомесячного ритма. Через R₂-R₃ Т₂ = =59-30 = 29 дней вновь отмечено повторение максимального пика электрофоретичекой подвижности ядер клеток, что также соответствует периоду околомесячного ритма. Амплитуда колебаний составила R₁-R₁ = =64% клеток, R₂-R₂ = 58% клеток, R₂-R₃ = =56% клеток. Мезор первого периода ритма М₁ = 8,21% клеток, мезор второго периода ритма М₂ = 8,21% клеток. Данные обработаны на ЭВМ. Для сглаживания кубическим сплайном использован пакет научных подпрограмм БИМ /Н. С.Жавриц. Сглаживание функции кубическим сплайном. - В кн.: Программное обеспечение ЭВМ. Мн. , Институт математики, 1985, вып. 22, с. 85/, разложение в ряд Фурье проведено по алгоритму К.Болч, К.Дж, Хуань "Многомерные статистические методы для экономики., М., Статистика, 1979, гл. VIII 8.2, с. 266-274. При модуляции пиков по амплитуде, выполненной на ЭВМ при сглаживании исходных данных методом кубического сплайна, видно, что модулирующая кривая имеет форму, отличающуюся от синусоиды. Для изучения ее структуры проведен спектральный анализ с использованием быстрого преобразования Фурье (см. фиг.3). Спектр мощности указывает на присутствие гармонических составляющих с периодом около месяца (1), около двух недель (2) и около недели (3), а также на наличие тренда (первая гармоника спектра). При этом околомесячная составляющая содержит 35% мощности спектра, околодвухнедельная 27% и околонедельная 5%, вклад тренда составил 23%. Амплитуды и фазы гармонических составляющих представлены в таблице.

Таким образом, у ребенка А выявлен околомесячный ритм электрофоретической подвижности клеток буккального эпителия с периодом 27-29 дней, амплитудой 56-64% клеток и мезором 8,21-8,63% клеток. При спектральном анализе модуляции пиков по амплитуде установлено, что околомесячный ритм имеет основное значение в форме управляющего сигнала, так как имеет наибольший вклад в дисперсию процесса (35% мощности спектра) и наибольшую амплитуду колебаний. Однако модель биологического ритма имеет более сложную структуру, на что указывают дополнительные периодичности в области около двух недель и около недели, мощность и амплитуда которых снижаются с уменьшением периода, а сдвиг по фазе растет.

Изобретение относится к медицине. Способ основан на изучении электрофоретической подвижности ядер клеток буквального эпителия человека. Для этого ежедневно утром в одно и то же время на протяжении не менее 2 мес. у человека берут пробу клеток буквального эпителия, проводят их микроэлектрофорез, высчитывают процентное отношение количества клеток с электроотрицательными ядрами к общему количеству исследованных клеток, в хронологическом порядке изображают результаты исследования на плоскости в декартовой системе координат, определяют по графику параметры биоритма и проводят анализ модуляции пиков по амплитуде на ЭВМ для выявления скрытых периодичностей и определения их характеристик. Данным способом установлен околомесячный ритм подвижности ядер клеток, выделены сезонная, околодвухнедельная и околонедельная гармоники, имеющие роль в модуляции пиков по амплитуде. 3 ил, 1 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКОЛОМЕСЯЧНОГО БИОЛОГИЧЕСКОГО РИТМА ЧЕЛОВЕКА путем регистрации физиологического показателя, измерения амплитуды, отражающей активность процесса, выявления ее максимального отклонения от среднеарифметического показателя и определения биологического ритма как интервала времени между пиками с соответствующей амплитудой, отличающийся тем, что ежедневно осуществляют микроэлектрофорез клеток буквального эпителия, а в качестве параметра, отражающего активность процесса, используют величину процентного отношения количества клеток с электроотрицательными ядрами к общему количеству исследуемых клеток.