СПОСОБ СТАБИЛОМЕТРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТОЙКИ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2015 года по МПК A61B5/103 

Изобретение относится к области спортивной и медицинской диагностики и позволяет выяснить функциональное состояние двигательных нервных центров в поддержании вертикального положения тела. Необходимость оценки контроля регулирования вертикального баланса тела у человека возникает в лечебной физической культуре, спорте, спортивной медицине, так как он отражает важные характеристики свойств нервно-мышечного аппарата. Здоровый человек, находящийся в функциональном оптимальном состоянии, способен быстро корректировать нарушения вертикального баланса тела. Но в результате острого или хронического заболевания, усталости, физического напряжения или перенапряжения, функциональное состояние человека значительно ухудшается, и его способность быстро корректировать нарушения вертикального баланса тела нарушается.

В связи с изложенным весьма важной проблемой является выбор технического решения определения длительности нервной регуляции вертикальной стойки, которое позволит определить функциональное состояние нервной системы человека неинвазивным способом.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных способов аналогичного назначения.

Известен способ (RU 2175851 C2, опубликовано 20.11.2001), при котором для оценки функции равновесия проводят векторный анализ статокинезиограммы. Полученное облако значений векторов разделяется концентрическими кругами равной площади на несколько зон. Производится подсчет количества вершин векторов, попавших в каждую зону, и относительной частоты вершин векторов в зоне. Затем строят график накопительной зависимости относительной частоты вершин векторов в зоне от порядкового номера зоны. Эта зависимость носит экспоненциальный характер и может быть аппроксимирована по экспоненциальному закону, при этом коэффициент, который определяет крутизну зависимости, принимают за показатель, характеризующий качество функции равновесия и который позволяет получить «разностороннюю информацию о характере движения тела человека при поддержании им статического равновесия». Недостатком указанного способа является неопределенность показателя качества функции равновесия, который остается обобщенным и не отражает вклад нервной системы человека на поддержание вертикального положения тела.

Известен способ (RU 2456920 C1, опубликовано 27.07.2012), при котором для оценки двигательной стратегии человека проводят подсчет суммы приращений кинетических энергий тела обследуемого, вычисленных при каждом элементарном перемещении ОЦД, с частотой дискретизации, обеспечивающей требуемую точность измерений. Полученная сумма предлагается как «новый показатель, характеризующий энергоемкость усилий обследуемого на поддержание заданной позы или какое-либо ее изменение. По степени затраченных усилий можно судить о двигательной стратегии человека и эффективности поддержания заданной позы или целенаправленного ее изменения». Данный показатель учитывает энергию механической работы, которая связана с перемещением ОЦД в плоскости опоры. Недостатком указанного способа является неопределенность «затрат» со стороны нервной системы человека на корректирование нарушений вертикального баланса тела.

Выявленные недостатки данных способов ограничивают их использование для диагностики функционального состояния нервной системы человека при стабилометрическом исследовании.

В качестве основы способа нами выбрано измерение скорости ОЦД и спектральный анализ его девиаций на горизонтальной плоскости стабилометрической платформы.

Определение средней скорости ОЦД позволяет нам подсчитать показатель функции равновесия (ПФР, усл.ед.) по Л.А. Лучихину, 1987 год. Он предложил метод расчета интегрированной оценки показателя функциональной стабильности - показатель функции равновесия для экспресс-диагностики функционального состояния системы равновесия, который рассчитывается как отношение показателя индекса устойчивости (ИУ) к индексу динамического компонента (ДК): ИУ/ДК*100 (усл.ед.) (Постурографическая экспресс-диагностика функционального состояния системы равновесия в вестибулологии / Л.А. Лучихин, А.В. Скворцов, Н.А. Кононова, А.В. Востоков // Вестник оториноларингологии. - 2006. - №1. - С. 13-17). Величина ИУ напрямую зависит от средней скорости, с которой происходит перемещение проекции ОЦД тела испытуемого на горизонтальную поверхность платформы. Значение ИУ тем выше, чем меньше скорость, и рассчитывается как отношение эмпирически подобранной и недостижимой минимальной величины скорости ОЦД - 4 мм/с к средней скорости ОЦД исследуемого умноженного на 100%. А величина динамического компонента определяется как разность от уменьшаемого 100-го показателя и вычитаемого значения индекса устойчивости.

Спектральный анализ девиаций ОЦД помимо частотных и амплитудных характеристик 1, 2, 3 максимумов позволяет рассчитать кросс-амплитудно-частотные характеристики (кросс-АЧХ). Данный метод вычислительного анализа довольно успешно применяется в анализе электроэнцефалограммы человека (Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. Учебное пособие. Изд. 4-е, М.: ФОРУМ - ИНФРА-М, 2006, 512 с).

Технической задачей настоящего изобретения является создание такого технического решения, которое позволило бы обеспечить количественную меру управления со стороны нервной системы человека в регулировании вертикального баланса тела при стабилометрическом обследовании.

Сущность заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности признаков, достаточных для достижения указанного выше результата.

Согласно изобретению способ стабилометрического исследования нервной регуляции вертикальной стойки человека включает в себя расчет отношения показателя функции равновесия (ПФР, усл.ед.) к значению среднего кросс-АЧХ_{6 max horizontal}, (мм*Гц)^1/2, который приводит нас к показателю меры управления со стороны нервной системы человека в поддержании вертикального баланса тела, измеряемый в условных миллисекундах, усл.мс - показатель длительности нервной регуляции (ПДНР):

, где

ПФР - показатель функции равновесия;

Среднее кросс-АЧХ_{6 max horizontal} - среднее значение кросс-амплитудно-частотных характеристик первого, второго и третьего максимумов амплитудно-частотных характеристик во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Для расчета среднего кросс-АЧХ_{6 max horizontal} были выбраны первые, вторые и третьи максимумы амплитудно-частотных характеристик во фронтальной и сагиттальной плоскостях:

, где

Xf1 - Частота 1-го максимума спектра по фронтальной составляющей (Гц);

Xa1 - Амплитуда 1-го максимума спектра по фронтальной составляющей (мм);

Yf1 - Частота 1-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (Гц);

Ya1 - Амплитуда 1-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (мм);

Xf2 - Частота 2-го максимума спектра по фронтальной составляющей (Гц);

Ха2 - Амплитуда 2-го максимума спектра по фронтальной составляющей (мм);

Yf2 - Частота 2-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (Гц);

Ya2 - Амплитуда 2-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (мм);

Xf3 - Частота 3-го максимума спектра по фронтальной составляющей (Гц);

Ха3 - Амплитуда 3-го максимума спектра по фронтальной составляющей (мм);

Yа3 - Частота 3-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (Гц);

Ya3 - Амплитуда 3-го максимума спектра по сагиттальной составляющей (мм).

Предполагается, что показатель длительности нервной регуляции (ПДНР) отражает длительность протекания схемы, по которой осуществляется анализ отклонений от вертикального положения. Нервная система человека подключает n-количество нервных центров для анализа, принятия решения и корректировки отклонений от устойчивого вертикального положения, и чем меньшее количество центров участвует в «рассмотрении» текущего положения тела, тем быстрее происходит принятие решения, так как снижаются временные издержки на передачу нервного импульса от одной нервной клетки к другой.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Заявленный способ является новым, так как характеризуется новой совокупностью признаков, отсутствующих во всех известных нам способах оценки функции равновесия. Указанное выше позволяет признать заявленный способ решения соответствующий критерию «изобретательский уровень».

В собственных исследованиях нервное (центральное) утомление у спортсменов приводит к увеличению длительности нервной регуляции вертикальной стойки.

Пример. Два здоровых, обследованных, 1990-1991 годов рождения, оба имеют спортивные звания кандидата в мастера спорта, показали следующие характеристики стабилометрического обследования в пробе Ромберга в Европейской стойке с закрытыми глазами длительностью 51 сек, представленные в табл.1.

Как видно из примера, два обследованных имеют скорость ОЦД в пределах нормы (Скворцов Д.В. Стабилометрическое исследование. М.: Маска, 2010. 176 с). Заявленный способ позволяет выявить различия в нервной регуляции вертикальной стойки, так у первого обследованного ПДНР составляет 52,59 усл.мс., а у второго в 1,66 раза меньше - 31,52 усл.мс., что позволяет сделать вывод о более быстрой регуляции вертикальной стойки со стороны нервной системы у второго обследованного.

Заявленный способ стабилометрического исследования нервной регуляции вертикальной стойки человека позволяет описать динамику изменения показателя в течение суток, проанализировать характер реакции нервной системы человека на воздействия лекарств, целенаправленных физических нагрузок и реабилитационных мероприятий, позволяет предотвратить проявления чрезмерного утомления, переутомления и перетренированности у спортсменов на самых ранних стадиях своего развития.

Изобретение относится к спортивной медицине, лечебной физической культуре, физической реабилитации, позволяет выяснить реакцию нервной системы на способности человека сохранять вертикальное положение. Способ заключается в измерении средней скорости общего центра давления (ОЦД) обследуемого на стабилометрическую платформу, расчете показателя функции равновесия (ПФР) и среднего значения кросс-амплитудно-частотных характеристик 1-го, 2-го, 3-го максимумов спектрального анализа во фронтальной и сагиттальной плоскостях (кросс-АЧХ_{6 max horizontal}) девиаций общего центра давления (ОЦД) при стабилометрическом обследовании. В качестве показателя, характеризующего нервную регуляцию вертикальной стойки, используют длительность нервной регуляции вертикальной стойки, усл.мс, которую определяют в виде отношения показателя функции равновесия, усл.ед., к показателю среднего значения кросс-АЧХ_{6 max horizontal}, (мм*Гц)^1/2. Способ позволяет получить количественную меру управления со стороны нервной системы человека в поддержании вертикального баланса тела. 1 пр., 1 табл.

Способ стабилометрического исследования нервной регуляции вертикальной стойки человека, отличающийся тем, что в качестве показателя, характеризующего нервную регуляцию вертикальной стойки, используют длительность нервной регуляции вертикальной стойки, усл.мс, которую определяют в виде отношения показателя функции равновесия, усл.ед., к показателю среднего значения кросс-амплитудно-частотных характеристик 1-го, 2-го, 3-го максимумов спектрального анализа девиаций общего центра давления во фронтальной и сагиттальной плоскостях, (мм*Гц)^1/2.