СПОСОБ ОЦЕНКИ АДЕКВАТНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ПРОЦЕССЕ МЕДИЦИНСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ Российский патент 2000 года по МПК G01N33/70 G01N33/68 

Изобретение относится к медицине, а точнее к методике оценки адекватности функционального резерва адаптационных систем организма физическим нагрузкам у пациентов, страдающих хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата, и может быть использовано врачами лечебной физкультуры с целью правильного дозирования физических нагрузок в процессе медицинской реабилитации таких больных.

Существующие аналоги оценки реакций организма в ответ на физическую нагрузку, в соответствии с которыми судят о функциональных возможностях обследуемого, в основном ориентированы на физически здоровых людей и спортсменов. При этом используют тесты, требующие значительных физических усилий - тест с приседаниями. Гарвардский степ-тест, велоэргометрические нагрузки, тест с использованием тредбана ("бегущая" дорожка), некоторые другие методы (Лечебная физическая культура: Справочник/Епифанов В.А. и соавт. - М. : Медицина, 1987. - 528 с.; Журавлева А.И., Граевская Н.Д. Спортивная медицина и лечебная физкультура/ Руководство. - М.: Медицина, 1993. - 432 с.). При этом до и после физических нагрузок регистрируют частоту сердечных сокращений и артериальное давление и на основании результатов анализа этих показателей оценивают функциональные возможности обследуемого. Однако эти методы практически непригодны для пациентов, длительное время страдающих различными хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата, особенно в области тазобедренного сустава, нижних конечностей. Подвижность таких больных резко ограничена вследствие грубых анатомических изменений костно-суставного и связочного аппарата, атрофии мышечной системы и прогрессирующих контрактур.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный способ оценки соответствия (несоответствия) физической нагрузки адаптационным возможностям обследуемого на основании анализа результатов исследования крови (Патент РФ N 2106797. Способ контроля оптимальной физической нагрузки детям 6 - 10 лет. Авторы: Нестерова И.В., Лызарь О.Г.).

В соответствии со способом-прототипом у обследуемых до и после физической нагрузки из пальца забирают кровь и в нейтрофилах определяют активность щелочной фосфатазы по методике М.Г.Шубича (1965), после чего в зависимости от величины прироста активности фермента в клетках после выполнения физических нагрузок по сравнению с исходными данными (до нагрузки) согласно способу оценивают адекватность физической нагрузки функциональному состоянию пациента.

Однако метод имеет недостатки, так как он не относится к категории автоматизированных процедур, выполняемых с помощью современной аналитической аппаратуры. Визуальная методика подсчета в нейтрофилах числа гранул коричневого цвета (цитохимические маркеры внутриклеточной щелочной фосфатазы) с помощью иммерсионного объектива микроскопа весьма трудоемка - в мазке требуется подсчитать гранулы в 100 клетках и рассчитать активность щелочной фосфатазы в условных единицах (полуколичественный метод). Кроме того, при этом не учитывается размер гранул, а также интенсивность цитохимической реакции в каждой грануле (различная степень окраски гранул в коричневый цвет), что вносит элемент неопределенности в результаты определения в нейтрофилах активности щелочной фосфатазы и снижает диагностическую ценность метода.

Задачей настоящего изобретения является объективизация анализируемых параметров, повышение специфичности, точности и чувствительности способа оценки соответствия (или несоответствия) физической нагрузки функциональным возможностям обследуемого.

Поставленная задача решается за счет того, что у пациента до и тотчас после физической нагрузки из вены, например из локтевой, забирают кровь, отделят сыворотку и в последней определяют с помощью известных биохимических методов активность креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛАГ) и гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБД). При этом исходное значение активности каждого фермента (до физической нагрузки) принимают за 100% (АФ_{конт роль,%}) вне зависимости от активности фермента в абсолютных единицах (ед/л), а активность соответствующего фермента после физических упражнений (АФ_опыт,%) выражают в виде доли (в %) от исходного значения показателя по формуле:

где АФ_{опыт,ел/л} - активность фермента после физической нагрузки в ед/л; АФ_{контро ль,ед/л} - активность аналогичного фермента до физической нагрузки в ед/л, после чего вычисляют каталитический потенциал ферментов (КПФ) по формуле:

и при значении КПФ 100,8% и выше физическую нагрузку считают адекватной функциональным возможностям организма, 98,2% и ниже - превышающей эти возможности, а при значении показателя в пределах 98,3 - 100,7% - неопределенной.

В основе принципа оценки соответствия или несоответствия физической нагрузки функциональным возможностям организма лежит концепция адаптации ферментных систем, участвующих в различных звеньях энергетического метаболизма, к возрастающим физическим нагрузкам, изложенная в монографии П.Хочачка и Дж.Сомеро (Биохимическая адаптация. - М.: Мир, 1988.- 568 с.) - адекватная реакция системы в ответ на физическую нагрузку проявляется увеличением активности этих ферментов, в то время как ее несостоятельность характеризуется снижением их активности.

Одномоментный анализ активности трех ферментов, характеризующих различные звенья энергетического обмена, с применением разных (независимых) методов повышает не только объективность предлагаемого способа, но и чувствительность тест-системы, так как регистрируемое изменение активности анализируемых ферментов наблюдается и в условиях щадящей физической нагрузки. Представляется целесообразным совокупную и усредненную активность исследуемых энзимов обозначить как каталитический потенциал ферментов (КПФ), который рассчитывают как среднюю от суммы активности КК, ЛДГ и ГБД в относительных единицах (%).

Референтные границы каталитического потенциала ферментов (КПФ) были рассчитаны на основании результатов исследования активности КК, ЛДГ и ГБД у пациентов, длительное время страдающих коксартрозом и асептическим некрозом головки бедренной кости и находившихся на лечении в специализированной клинике Нижегородского НИИ травматологии и ортопедии, которым проводились реабилитационные мероприятия. В зависимости от величины КПФ больные были разделены на две группы. У пациентов I группы КПФ был выше 100% и составлял 109,9 ± 1,83% (M ± m, где M - средняя арифметическая, m - ошибка средней арифметической), а у пациентов II группы - ниже 100% (89,1 ± 2,29%). При этом в I группе вариационный ряд значений параметра охватывал диапазон в пределах 100,8 - 119,8% (М ± 1,5σ, где M - средняя арифметическая, σ - среднеквадратическое отклонение - сигма), в то время как во II группе значения показателя варьировали в диапазоне 80,0 - 98,2% (M + 1,5σ). В соответствии с концепцией адаптации ферментных систем, участвующих в энергетическом метаболизме, к физической нагрузке было принято суждение об адекватности физических нагрузок функциональным возможностям организма у пациентов I группы и неадекватности адаптационных систем к физическим нагрузкам у больных II группы. Диапазон значений КПФ в пределах 98,3 -100,7% оценивается как промежуточный и, следовательно, суждение об адекватности или неадекватности физических нагрузок функциональному состоянию организма затруднено. В этом случае тест необходимо повторить с несколько большей или меньшей физической нагрузкой для выявления направления смещения анализируемого параметра (КПФ).

Способ осуществляют следующим образом. Пациенту, страдающему тем или иным заболеванием опорно-двигательного аппарата, например такими дегенеративно-дистрофическими заболеваниями, как коксартрозом или асептическим некрозом головки бедренной кости, в зависимости от характера и тяжести патологического процесса назначают индивидуальный или стандартный щадящий комплекс физических упражнений. Перед выполнением физических упражнений и тотчас после них у больного из локтевой вены получают кровь, отделяют сыворотку и в последней с помощью известных биохимических методов определяют активность креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБД). Активность каждого из ферментов до физической нагрузки принимают за 100%, а таковую после физической нагрузки выражают как долю от исходной величины (в %). Определяют каталитический потенциал ферментов (КПФ) по формуле:

и при значении КПФ 100,8% и выше физическую нагрузку считают адекватной функциональным возможностям организма, 98,2% и ниже - превышающей эти возможности, а при значении показателя в пределах 98,3 - 100,7% - неопределенной.

При адекватной физической нагрузке функциональным возможностям организма врач по лечебной физкультуре проводит мероприятия в соответствии с программой реабилитационных мероприятий, постепенно повышая нагрузку и контролируя ее соответствие адаптационным резервам пациента, а в случае обнаружения КПФ ниже 100% нагрузку снижают до тех пор, пока не будет достигнуто соответствие физической нагрузки и функционального состояния больного. По мере тренировки организма нагрузка может увеличиваться также под контролем КПФ.

Использование современных биохимических автоанализаторов для определения активности ферментов резко повышает быстродействие при выполнении аналитических процедур и гарантирует высокую точность определения показателей. В процессе разработки предлагаемого метода нами был использован биохимический автоанализатор EXPRESS PLUS (фирма Ciba-Corning, Англия) и соответствующие наборы реагентов той же фирмы.

Вышеизложенное иллюстрируется примерами.

Пример 1.

Больная Ко-ва И.М. 39 лет (ист. б-ни N 183366) поступила в Нижегородский НИИ травматологии и ортопедии 20.10.98 г. с диагнозом: двухсторонний диспластический коксартроз II - III степени с выраженными нарушениями статодинамической функции. 28.10.98 г. больной дана тестовая кинезотерапевтическая нагрузка - занятие лечебной физкультурой в течение 20 мин по щадящему режиму. По данным определения каталитического потенциала ферментов сделано заключение о несоответствии (чрезмерной) физической нагрузки функциональным возможностям пациентки (КПФ - 75,9%). Лечебная физическая нагрузка была снижена.

Пример 2.

Больной Чи-ев С. А. 40 лет (ист. б-ни N 185947) поступил в ННИИТО 29.03.99 г. на лечение в связи с контрактурой левого тазобедренного сустава после ранее перенесенной операции эндопротезирования по поводу асептического некроза головки бедренной кости, деформирующего артроза правого тазобедренного сустава. 14.04.99 г. пациенту назначена тестовая кинезотерапевтическая нагрузка. КПФ - 125,8%. Лечебная физкультура была продолжена и постепенно физическая нагрузка возрастала.

Приведенные примеры подтверждают адекватность и полезность предложенного метода. Разработанный тест позволяет врачу-реабилитологу оперативно менять физическую нагрузку пациенту в соответствии с получаемыми из лаборатории результатами исследования каталитического потенциала ферментов, избегать неблагоприятных последствий физических перегрузок, ускорить восстановительное лечение путем увеличения физических нагрузок, если адаптивные резервы организма позволяют это сделать, о чем могут свидетельствовать результаты анализа.

Изобретение относится к области медицины, а точнее к способам оценки адекватности функционального резерва адаптационных систем организма физическим нагрузкам у пациентов, страдающих хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Способ обеспечивает объективизацию анализируемых параметров, повышение специфичности, точности и чувствительности оценки соответствия физической нагрузки функциональным возможностям обследуемого. Осуществляют физическую нагрузку, забор крови и анализ активности ферментов до и после физической нагрузки. В качестве ферментов в сыворотке крови определяют активность креатинкиназы, лактатдегидрогеназы и гидроксибутиратдегидрогеназы, принимая исходную активность каждого фермента за 100%, а активность соответствующих ферментов после физической нагрузки - как долю от исходной величины по формуле

и вычисляют каталитический потенциал ферментов по формуле

где АФ_{опыт ,ед/л} - активность фермента после физической нагрузки в ед/л; АФ_{контроль ,ед/л} - активность аналогичного фермента до физической нагрузки в ед/л; КПФ - каталитический потенциал ферментов; КК - креатинкиназа; ЛДГ - лактатдегидрогеназа; ГБД - гидроксибутиратдегидрогеназа, и при значении КПФ 100,8% и выше физическую нагрузку считают адекватной функциональным возможностям организма, а 98,2% и ниже - превышающей эти возможности.

Способ оценки адекватности физических нагрузок функциональному состоянию пациентов с хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата в процессе медицинской реабилитации, включающий физическую нагрузку, забор крови и анализ активности ферментов до и после физической нагрузки, отличающийся тем, что в сыворотке крови, взятой для анализа, определяют активность креатинкиназы, лактатдегидрогеназы и гидроксибутиратдегидрогеназы, при этом исходную активность каждого фермента принимают за 100%, активность соответствующих ферментов после физической нагрузки - как долю от исходной величины по формуле

вычисляют каталитический потенциал ферментов по формуле

где АФ_{опыт,ед/л} - активность фермента после физической нагрузки в ед/л;
АФ_{контроль,ед/л} - активность аналогичного фермента до физической нагрузки в ед/л;
КПФ - каталитический потенциал ферментов;
КК - креатинкиназа;
ЛДГ - лактатдегидрогеназа;
ГБД - гидроксибутиратдегидрогеназа,
и при значении КПФ 100,8% и выше физическую нагрузку считают адекватной функциональным возможностям организма, а 98,2% и ниже - превышающей эти возможности.