Способ определения функционального состояния организма Советский патент 1992 года по МПК A61B5/02 

1

(21)4673083/14 (22) 05.04.89 (46)23.12.92. Бюл . №47

(71)Волгоградский медицинский институт

(72)Г.С.Мельникова, Л.И Прохорова, И.В.Прохорова и Л.К.Гавриков

(56)Методы изучения вегетативной нервной системы у детей и подростков. Методические рекомендации. М.: 1987, с. 5.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА

(57)Цель изобретения - упрощение и повышение точности способа. Значение показателей сердечного ритма: моду (Мо), амплитуду моды (АМо), вариационный размах (АХ) сравнивают с зоной оптимального регулирования (ЗОР). При их величине выше ЗОРсудято напряжении адаптационных реакций, при их величине ниже ЗОР - об истощении адаптации. При значениях показателей, соответствующих ЗОР, дополнительно расчитывакугкоэффициент коор- динированности (Кк) и при значении Кк менее 0,9 судят о наличии срыва адаптационных реакций, при Кк более 1,1 - об их перенапряжении, при Кк 0,9 - 1,1 судят о состоянии удовлетворительной адаптации. Способ позволяет проводить индивидуальное планирование лечебных и оздоровительных мероприятий. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине и касается усовершенствования способа функциональной диагностики адаптационных реакций организма на основании изучения сердечного ритма.

Известен способ определения функционального состояния организма путем регистрации сердечного ритма с последующим определением состояния адаптационных реакций организма по показателям моды, амплитуды моды, вариационного размаха с последующим расчетом интегрального показателя - индекса напряжения (Мо, АМо, АХ, ИН). Па величине ИН судят о трех состояниях организма: симпатикотонии, эйтонии и ваготонии.

Однако метод обладает значительной неточностью, так как одни и те же величины ИН могут быть обусловлены разнонаправленными сдвигами первичных показателей сердечного ритма,

Эти недостатки частично устранены в известном способе определения функционального состояния организма путем регистрации сердечного ритма с последующим определением функционального состояния организма по показателям Мо, АМо, АХ, ИН и последующим расчетом интегрального критерия ПАРС. При этом проводят оценку разных регуляторных влияний: свойства автоматизма сердечной мышцы, степени устойчивости регуляторных влияний, вегетативного гомеостаза, индикации состояния подкорковых центров. Для этого используются дополнительно 13 показателей: частоты пульса, длительности сердечного цикла, коэффициента вариаций, среднего квадратичного отклонения, вариационного размаха исходя из значения средней длительности сердечного цикла в процентах, а также ряд показателей автокорреля- ционного и спектрального анализа сердечного ритма. Показатели кодируются

00

го ел ы

ю

по пятибальной шкале. Путем последующей суммации условных баллов определяют четыре состояния адаптационных реакций: состояние нормы-минимального и оптимального напряжения адаптационных систем, состояние функционального напряжения, состояние перенапряжения с недостаточностью адаптационных механизмов, состояние истощения (астенизации) ре- гуляторных механизмов.

Недостатком способа является отсутствие анализа координированное™ изменения первичных показателей сердечного ритма, что делает его недостаточно точным, не позволяющим выявить все возможные варианты адаптационных реакций организма за счет потери части информации, Способ сложен и трудоемок в связи с необходимостью расчета большого количества показателей, в том числе сложных, требующих машинной обработки, и не может быть воспроизведен в режиме ручной обработки первичных параметров сердечного ритма.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения функционального состояния организма путем регистрации сердечного ритма с последующим определением состояния адаптационных реакций организма по показателям Мо, АМо, АХ, ИН, согласно изобретения, значения Мо, АМо, А X сравнивают с зоной их оптимального регулирования ЗОР, соответствующей нормированным возрастным показателям обследуемого и при величине показателей выше ЗОР судят о напряжении адаптационных реакций, при величине показателей ниже ЗОР судят об истощении адаптационных реакций, при значениях показателей, располагающихся в ЗОР дополнительно расчитывают коэффициент координированное™ Кк по формуле

Кк А + 100(АХ - (Мов В)).

где Мо, АМо, А X - показатели сердечного ритма пациента;

а. А, в, В - постоянные возрастные коэффициенты,

и при значении Кк менее 0,9 судят о наличии срыва адаптационных реакций, при Кк 0,9 - 1,1- судят о состоянии удовлетворительной адаптации, при Кк более 1,1 судят о перенапряжении адаптационных реакций.

У лиц с постоянными высокими физическими нагрузками, при выявлении у них реакции истощения, дополнительно проводят

анализ сердечного ритма в положении стоя через 1 мин, и при увеличении ИН судят об адаптированности к высоким физическим нагрузкам, а при отсутствии изменений или

уменьшении ИН - об истощении адаптационных реакций.

При выявлении напряжения адаптационных реакций, величину ИН сопоставляют с утроенной ее средней величиной для данного возраста и при величине ИН равной или менее утроенной средней величине судят об умеренном напряжении, а при величине ИН, превышающей утроенную среднюю величину, судят о резком напряжении адаптационных реакций.

На фиг. 1 изображены зона оптимального регулирования ЗОР, отражающая средние величины показателей Мо, АМо, АХ, ИН в соответствии с возрастом исследуемого

(дети 4-7 лет), а также доверительный интервал с вероятностью 99,9%; величины Мо и А X в ЗОР изменяются в противофазе с изменениями АМо, что соответствует физиологической координации изменений этих

характеристик сердечного ритма, показатели, соответствующие удовлетворительной адаптации (а, а ), умеренного (б) и резкого (в) напряжения адаптационных реакций; на фиг. 2 - ЗОР, показатели сердечного ритма,

соответствующие перенапряжению (а, а ), срыву (б) и истощению (в) адаптационных реакций; на фиг. 3 - показатели сердечного ритма адаптированного к высоким физическим нагрузкам (тренированного) спортсмена в положении лежа (а) и стоя (б), на фиг. 4 - ЗОР беременной женщины в поздние сроки беременности и кривая, отражающая характеристику ее сердечного ритма при умеренном напряжении адаптационных реакций; на фиг. 5 - ЗОР ребенка первого года жизни и кривая, отражающая характеристику его сердечного ритма, соответствующую срыву адаптационных реакций.

Способ определения функционального

состояния организма реализуется следующим образом. Обследование проводят в положении лежа после пятнадцатиминутного отдыха пациента. Отдых необходим для устранения отклонений сердечного ритма,

связанных с переходом из вертикального в горизонтальное положение и ослабления эмоционального напряжения. Производят запись электрокардиограммы в одном из общепринятых стандартных отведений на

бумагу или вводят сердечный ритм непосредственно в ЭВМ, Запись осуществляют в течение 2 мин, что позволяет зарегистрировать необходимое количество (100) кэрдио- интервалов при любой частоте сердечных

сокращений у пациентов любого возраста. Полученную запись ЭКГ обрабатывают вручную (на бумаге) или с помощью ЭВМ, измеряя 100 кардиоциклов (R - R). Использование выборки из 100 кардиоинтервалов обусловлено тем, что физиологическая интерпретация показателей исходит из существующего опыта, основанного на изучении выборок такого объема кардиоинтервалов. Анализ выборок большего или меньшего объема требует иной классификации методов и другого подхода к их описанию и оценке результатов. Группировку кардиоинтервалов проводят со ступенью 0,02 с у детей и 0,05 с у взрослых в связи со сложившимися традициями и возможностью сравнения данных, полученных разнымиисследователями.По динамическому ряду, состоящему из 100 кардиоциклов, расчитывают следующие статистические показатели, имеющие определенный физиологический смысл: моду - наиболее часто встречающийся интервал, амплитуду моды - частоту его встречаемости, вариационный размах (РНмакс RRMHH). Дополнительно расчитывают индекс напряжения по формуле Баевского (ИН АМо/2-Мо Д X) и коэффициента коор- динированности Кк

Кк АМо/(Моа- А) + 100(ДХ - (Мов В)),

где АМо, Мо и АХ - показатели сердечного ритма пациента:

а, А, в, В - постоянные возрастные коэффициенты,

например, у новорожденных и детей первого года жизни они равны а -1,3, А 14,28, в 2,707, В 0,86.

Выбирают зону оптимального регулирования ЗОР, соответствующую возрасту обследуемого. ЗОР представляет собой среднестатистические величины показателей кардиоинтервалограммы в разных возрастных группах и допустимые пределы, их колебаний, соответствующих доверительному интервалу с вероятностью 99,9%. При выделении ЗОР учтены также корреляционные связи между показателями у здоровых пациентов (уменьшение Мо сопровождается уменьшением дХ, увеличением АМо и ИН. Увеличение Мо сопровождается увеличением дХ и уменьшением АМо и ИН) При наличии этих корреляций коэффициент координированности колеблется от 0,9 до 1,1. Нарушение корреляций указывает на нарушение функционального состояния организма. Параметры ЗОР могут быть взяты и из работ, опубликованных другими авторами, представившими показатели кардиоинтервалограммы у здоровых детей разных возрастных групп с учетом расширения диапазона колебаний до необходимого дове- 5 рительного интервала и корреляций. ЗОР новорожденных и детей первого года приведены на фиг. 5, ЗОР детей 4-7 лет - на фиг. 1 и 2; ЗОР детей 14-15 лет - на фиг. 3, ЗОР беременных женщин в последние сроки бе0 ременности - на фиг. 4.

Для облегчения и ускорения визуальной ориентировки в функциональном состоянии обследуемого используют графический рисунок ЗОР (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5), наносят на

5 него полученные данные и по форме полученной кривой, отражающей координиро- ванность изменений показателей и соответствии их ЗОР делают заключение о состоянии адаптационных реакций орга0 низма по предлагаемому способу. При расположении всех показателей выше ЗОР . судят о напряжении адаптационных реакций. При ИН не превышающем утроенное среднее значени п оказатёл я судят об

5 умеренном напряжении адаптационных реакций. При больших значениях ИН - о резком напряжении. При расположении всех или части показателей в ЗОР, Кк менее 0,9 свидетельствует о срыве адапта0 ции, Кк 0,9 - 1,1 - о состоянии удовлетворительной адаптации, Кк более 1,1 - о перенапряжении адаптационных механизмов. При расположении всех показателей ниже ЗОР судят об истощении

5 адаптационных реакций. При обследовании людей, имеющих высокие физические нагрузки, например, спортсменов, при выявлении состояния истощения дополнительно проводят запись ЭКГ на первой

0 минуте ортостаза (стоя). Сопоставляют ИН стоя и лежа. При увеличении его в положении стоя, судят об адаптированности к физическим нагрузкам - тренированности. При отсутствии изменений ИН или его

5 уменьшении судят об истощении адаптационных резервов.

Пример 1. Мальчик 6 лет. Показатели сердечного ритма: Мо 0,63 с. АМо 28%, ДХ 0,215 с; ИН 103 усл.ед. Кк 0,98 (см.

0 фиг. 1 а). Заключение-состояние удовлетворительной адаптации.

Пример 2. Девочка Г. 4 лет. Мо 0,67; АМо 31%;АХ 0,16с;ИН 144усл.ед. (см. фиг. 2а), Кк 1.35 - состояние перенапряже5 ния адаптационных реакций.

Пример 3. Беременная женщина 23 лет. Срок беременности 38 нед. Мо 0,53 с: АМо 67%;ДХ 0,13 с: ИН 486 уел ед. (см. фиг. 4), утроенная величина ИНСр. равна

544 усл.ед. Состояние расценено как умеренное напряжение адаптационных систем, Пример 5. Мальчик В., пловец. Для определения функционального состояния, дозирования последующих нагрузок на тренировке, а также прогнозирования спортивных результатов проводят запись ЭКГ в положении лежа после пятнадцатиминутного отдыха. При последующей обработке результатов получены следующие показатели: Мо 0,82 с; АМо - 14%; АХ 0,5 с; ИН 17 усл. ед. (см. фиг. За). Все показатели находятся ниже ЗОР, Эти показатели могли бы расцениваться как истощение адаптационных реакций. Однако, учитывая предшествующую длительную физическую подготовку ребенка проведена ортопроба, позволяющая отличить состояние адаптированное™ к физическим нагрузкам от состояния истощения. В положении стоя (через 1 мин) производят повторную запись ЭКГ. При этом Мо становится равной 0,73 с; АМо 19%; ДХ 0,35 с; ИН 37 усл.ед., т.е. ИН стоя увеличился в 2,2 раза. При этом все параметры интервалограммы оказались в ЗОР. Кк 1,01. т,е. состояние соответствует удовлетворительной адаптации. Динамика изменения показателей интервалограммы при ортопробе указывает на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и свидетельствует о наличии достаточной тренированности ребенка, возможности увеличения тренировочных нагрузок и достижения хороших результатов в соревнованиях.

Формула изобретения 1. Способ определения функционального состояния организма путем регистрации электрокардиограммы (ЭКГ), определения и сопоставления показателей сердечного ритма - моды (Мо), амплитуды моды (АМо), вариационного размаха (ДХ) и индекса напряжения (ИН) с последующим определением состояния адаптационных реакций организма, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, ЭКГ

регистрируют в состоянии покоя, дополнительно определяют зону оптимального регу- лирования нормальных для данного возраста и пола показателей сердечного

ритма - ЗОР, далее производят их сопоставление и при координированных изменениях показателей Мо, АМо, ДХ и соответствия их величин ЗОР состояние расценивают как удовлетворительная адаптация, при координированных изменениях показателей и их величинах, находящихся выше ЗОР, состояние расценивают как напряжение адаптационных систем, при этом если величина ИН не превышает утроенную среднюю величину для данного возраста, состояние расценивают как умеренное напряжение, при величине ИН, превышающей утроенную среднюю величину, состояние расценивают как резкое напряжение, при

рассогласовании показателей с увеличением Мо при высоких значениях АМо и малой величине Д X состояние расценивают как перенапряжение адаптационных реакций, независимо от соответствия показателей

ЗОР, при рассогласовании показателей с увеличением Д X при высоких значениях АМо и малых величинах Мо, а также при уменьшении АМо и малых значениях Мо и ДХ, независимо от состояния ЗОР, состояние расцениваюти как срыв адаптационных реакций, при координированных изменениях показателей и их величинах, находящихся ниже ЗОР, состояние расценивают как истощение адаптационных реакций.

уменьшении ИН состояние расценивают как истощение адаптационных реакций.

cpvzJ

&.

W l #

Ho AM &X № Ф&. 5

Mo Л to &X № Фа$.2