Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

2.4. Оценка функциональных резервов и биологической адаптации

В настоящее время является общепризнанным фактом, что функциональное тестирование является обязательной частью методологии оценки здоровья и мониторинга его состояния (Баранов А.А., 2000). Наиболее простыми и удобными для употребления в практике показателями функционального состояния организма являются вегетативные реакции, которые непосредственно включены в адаптационно-трофическую функцию организма и хорошо отражают трудности, с которыми сталкивается ребенок или подросток в процессе жизнедеятельности. Определение вариабельности сердечного ритма (выраженность колебаний частоты сердечных сокращений по отношению к его среднему уровню) признано наиболее информативным неинвазивным методом оценки состояния вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. Показатели деятельности системы кровообращения – индикатор деятельности всего организма (Баевский Р.М., 1979). Поэтому регистрация и автоматический анализ кардиоритмограмм в покое и при нагрузочных пробах – основная часть функционального мониторинга здоровья на любом этапе индивидуального развития. Примерами автоматической регистрации сердечного ритма и компьютерной обработки полученных результатов являются аппартано-программные комплексы «ORTO Expert» (Игишева Л.Н., Галеев А.Р., 2003), комплекс для обработки кардиоинтервалограмм и анализа вариабельности сердечного ритма «ВариКАРД».

В основе методов диагностики функционального состояния организма лежит представление о том, что сердечно-сосудистая система с ее многоуровневой регуляцией, конечным результатом деятельности которой является обеспечение заданного уровня функционирования целостного организма. Обладая сложными нервно-рефлекторными и нейрогуморальными механизмами, система кровообращения обеспечивает своевременное адекватное кровоснабжение соответствующих структур. При прочих равных условиях можно считать, что любому заданному уровню функционирования целостного организма соответствует эквивалентный уровень функционирования аппарата кровоснабжения (В.В. Парин, 1967). Такая тесная зависимость объясняется с позиций трехуровневой модели управления в организме, предложенной С.Н. Брайнесом и В.Б. Свечинским (1974). Сердечный ритм и процесс управления им вегетативной нервной и гуморальной системами являются важным звеном в адаптации организма к условиям внешней и внутренней среды, что дает возможность использовать характеристики сердечного ритма для оценки функционального состояния организма в целом. Средняя частота сердечных сокращений отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на аппарат кровообращения, характеризует сложившийся в процессе адаптации гомеостаз. Информация о том, как сложился этот гомеостаз, какая «цена» адаптации, содержится в структуре сердечного ритма, его вариабельности. Основы метода оценки функционального состояния организма сформулировал Р.М. Баевский (1979) в виде концепции о трех, наиболее значимых, компонентах функционального состояния: исходном уровне функционирования, напряжении регуляции, состоянии функциональных резервов. Готовность к определенному виду реакции (фоновая активность регуляторных структур) – это исходный тонус вегетативной нервной системы.

Существуют три типа исходного вегетативного тонуса (три типа нейровегетативной конституции). Их принято обозначать как ваготония, эйтония, симпатикотония. Лица с преобладанием ваготонии (ваготоники) характеризуются медленным развертыванием психофизиологических адаптивных механизмов, стремлением к сохранению старых адаптационных программ, склонностью к астеническим эмоциям, к более редкой частоте сердечных сокращений, гипервентиляции, повышенному тонусу мышечных эффекторов. Лица с преобладанием симпатикотонии склонны к активной смене адаптивных психофизиологических программ, стеническим эмоциям, пульс у них чаще повышен, тонус мышечных эффекторов чаще расслаблен. Лица с эйтонией (промежуточная группа) могут тяготеть как к ваготоникам, так и к симпатикотоникам в зависимости от соотношений симпатического и парасимпатического (ваготонического) компонентов. В популяциях таких индивидуумов большинство.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы с использованием автоматизированного кардиоритмографического комплекса «ORTO Expert» (Игишева Л.Н., Галеев А.Р., 2003) подразумевает регистрацию сердечного ритма беспроводными электродами. Кардиоритмограммы должны записываться в утренние часы в положении лежа после 6–8 минут отдыха, при переходе в вертикальное положение и стоя. За RR-интервал принимается интервал между последовательными QRS-комплексами электрокардиограммы. Записанные кардиоритмограммы включают не менее 200 последовательных RR-интервалов суммарной продолжительностью не менее 128 секунд. С помощью компьютерной программы рассчитываются показатели временного анализа сердечного ритма:

1. ЧСС (частота сердечных сокращений), или среднее значение RR-интервала, характеризующего средний уровень функционирования сердечно-сосудистой системы.

2. М (математическое ожидание) – показатель, отражающий конечный результат всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом.

3. Мо (мода) – наиболее часто встречающееся значения R-R интервалов, указывающее на доминирующий уровень функционирования синусового узла.

4. АМо (амплитуда моды) – доля кардиоинтервалов, соответствующая значению моды, т.е. величине наиболее часто встречающегося кардиоинтервала.

5. ?X (вариационный размах) – разность между длительностью наибольшего и наименьшего RR-интервала.

6. SDNN (стандартное отклонение) – величина, равная квадратному корню из дисперсии RR-интервалов, указывающая на суммарный эффект влияния на синусовый узел.

7. RМSSD (квадратный корень средних квадратов разницы между смежными RR-интервалами) – отражающий быстрые высокочастотные колебания в структуре ВСР.

Диагностическим алгоритмом АПК «ORTO-expert» предусмотрено три варианта заключений об исходном вегетативном тонусе:

1. Преобладание парасимпатического отдела ВНС (ваготония).

2. Смешанный тонус ВНС (эйтония).

3. Преобладание симпатического отдела ВНС (симпатикотония).

Степень напряжения оценивается в диагностическом алгоритме программы АПК «ORTO-expert» по соотношению спектральных компонент ВСР (VLF, LF, HF) с учетом исходного вегетативного тонуса. Предусмотрено 12 вариантов степени напряжения систем регуляции.

1. Нормальное состояние систем регуляции.

2. Регуляция с увеличенным влиянием парасимпатического отдела ВНС.

3. Регуляция с увеличенным влиянием симпатического отдела ВНС.

4. Напряжение систем регуляции за счет значительно увеличенного влияния парасимпатического отдела ВНС.

5. Напряжение систем регуляции за счет значительно увеличенного влияния симпатического отдела ВНС.

6. Напряжение систем регуляции за счет рассогласования влияний симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

7. Высокое напряжение систем регуляции за счет чрезмерно увеличенного влияния парасимпатического отдела ВНС.

8. Высокое напряжение систем регуляции за счет чрезмерно увеличенного влияния симпатического отдела ВНС.

9. Высокое напряжение систем регуляции за счет значительного рас-согласования влияний симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

10. Очень высокое напряжение систем регуляции за счет одновременного снижения тонуса симпатического и парасимпатического отделов ВНС и централизации регуляции.

11. Резкое напряжение систем регуляции за счет значительного одно-временного снижения тонуса симпатического и парасимпатического отделов ВНС и централизации регуляции.

12. Резкое напряжение систем регуляции за счет значительного одно-временного снижения активности всех компонент системы регуляции сердечного ритма.

Функциональные резервы определяются с учетом динамики параметров ВСР при проведении нагрузочной пробы (активной ортостатической пробы). После записи определенного количества кардиоинтервалов подается звуковой сигнал, который означает, что ребенок должен принять вертикальное положение сам без посторонней помощи и стоять до окончания обследования.

При анализе переходного процесса, как правило, выделяют две фазы. Это основано на представлении о неодинаковом участии сердечного и сосудистого компонентов системной гемодинамики на различных стадиях ортостатической пробы. Выделение сердечного и сосудистого компонентов позволяет судить о преимущественной роли первого в начальной фазе ортостатической реакции и об активной роли второго в фазе компенсаторных сдвигов гемодинамики. До настоящего времени не существует единого общепринятого подхода к анализу переходного процесса. В связи с этим был разработан способ анализа переходного процесса, заключающийся в определении объема работы, которая выполняется сердечно-сосудистой
системой в результате адаптивных регуляторных изменений. Программой АПК «ORTO-expert» предусмотрено 5 вариантов заключений о реакции на ортопробу.

1. Нормальный переходной процесс. Адекватная реакция сердечно-сосудистой системы на ортопробу.

2. Увеличенная реакция сердечно-сосудистой системы на ортопробу.

3. Значительно увеличенная реакция сердечно-сосудистой системы на ортопробу.

4. Снижение реакции сердечно-сосудистой системы на ортопробу.

5. Реакция сердечно-сосудистой системы на ортопробу не определена.

Кроме того, по согласованности изменений статистических параметров MxDMn и АМо оценивается вегетативное обеспечение, которое может быть каким-нибудь из 5 вариантов:

1. Вегетативное обеспечение организма достаточное.

2. Вегетативное обеспечение организма избыточное.

3. Вегетативное обеспечение чрезвычайно избыточное.

4. Вегетативное обеспечение организма недостаточное.

5. Вегетативное обеспечение организма парадоксальное.

Значимость заключений о каждом из трех компонентов (исходного вегетативного тонуса, степени напряжения регуляторных механизмов и функциональных резервов) при оценке функционального состояния организма была определена эмпирическим путем по клиническим данным длительного наблюдения за пациентами педиатрической клиники и учащимися экспериментальных образовательных учреждений. Общее заключение о функциональном состоянии типизировалось в соответствии с представлениями о типах адаптации.

Кроме того АПК «ORTO-expert» предусмотрено семь вариантов заключений с целью дать расширенные количественные представления о напряжении регуляторных механизмов и функциональных возможностях:

УДВОЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ АДАПТАЦИЯ

1. Достаточные функциональные возможности организма. Оптимальное функционирование систем регуляции.

2. Состояние минимального напряжения при оптимальном функционировании систем регуляции.

3. Повышенный расход функциональных резервов организма. Незначительное напряжение механизмов адаптации.

НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ АДАПТАЦИИ

4. Снижение функциональных резервов организма. Умеренное напряжение механизмов адаптации.

5. Выраженное снижение функциональных резервов организма. Значительное напряжение механизмов адаптации.

НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ АДАПТАЦИЯ

6. Значительное снижение функциональных возможностей организма. Неудовлетворительная адаптация.

7. Резкое снижение функциональных возможностей организма. Срыв адаптации. Возможно наличие заболевания в субкомпенсированном или декомпенсированном состоянии.

Практический опыт показывает, что основными чертами программно-технического комплекса являются простота эксплуатации, короткое время обследования (5–10 мин), надежность результатов диагностики, легкая применимость результатов в практике школьных врачей, фельдшеров, медицинских сестер. ORTO-Expert позволяет быстро и эффективно сделать заключение о типе вегетативной регуляции и адаптационных резервах сердечно-сосудистой системы и организма в целом.

Особая роль в оценке состояния здоровья детей принадлежит правильному учету всех показателей здоровья и распределения школьников в группы здоровья. Как известно, в основу определения групп здоровья положены 4 критерия (С.М. Громбах, 1973): первый – наличие и отсутствие в момент обследования хронических заболеваний, второй – функциональное состояние основных органов и систем организма, третий – уровень достигнутого развития и степень его гармоничности, степень резистентности организма к неблагоприятным воздействиям среды. Наличие и отсутствие заболеваний определяется при врачебном осмотре с участием специалистов (ЛОР, окулист, хирург и т.д.). Функциональное состояние организма
выявляется клиническим методом с использованием функциональных проб (орто-проба и др.). Степень сопротивляемости организма выявляется по подтвержденным острым заболеваниям (респираторные инфекции) и обострениям хронических болезней за предшествующий осмотру год. В соответствии с предложенным подходом дети и подростки в зависимости от состояния здоровья подразделяются на пять групп:

1. Здоровые дети с нормальным развитием и нормальным развитием функций.

2. Здоровые, но имеющие функциональные и некоторые морфологические отклонения, а также сниженную сопротивляемость к острым и хроническим заболеваниям.

3. Больные с хроническими заболеваниями в состоянии компенсации с сохраненными функциональными возможностями организма.

4. Больные с хроническими заболеваниями в состоянии субкомпенсации со сниженными функциональными возможностями организма.

5. Больные хроническими заболеваниями в состоянии декомпенсации со значительно сниженными функциональными возможностями организма. Как правило, дети этой группы инвалиды.

В практической деятельности медицинских работников школы и территориального лечебно-профилактического учреждения зачастую опускается оценка функционального состояния, поскольку предлагаемые нагрузочные пробы (Мартине – Кушелевского, ортоклиностатическая и др.) трудоемки в проведении и оценки результатов. Использование комплекса ORTO позволяет получить результат в течение нескольких минут.

В результате ритмографического обследования школьники распределяются на следующие подгруппы в зависимости от функционального состояния их организма:

1) дети с достаточным или высоким функциональным резервом;

2) дети с незначительным ухудшением функционального состояния, за этими детьми необходимо вести динамическое наблюдение (в нашей практике учащиеся обследуются в каждой учебной четверти), и при наличии неблагоприятных изменений эта группа детей нуждается в подходе, используемом при работе с группами 3 и 4;

3) дети с выраженным ухудшением функционального состояния;

4) дети с резким ухудшением функционального состояния, срывом адаптации.

При осмотре школьный педиатр, имея уже экспресс-информацию об исходном вегетативном тонусе и адаптационных возможностях, находит объяснение, почему имеет место напряжение (дети 3–4 групп) или направляет ребенка на обследование для выяснения возможных причин выявленных нарушений. Таким образом, дальнейшая тактика определяется осмотром врача.

а) Если у школьника диагностирована удовлетворительная адаптация, то он получает комплекс общих профилактических и оздоровительных процедур, и с ним ведется работа по повышению уровня культуры здоровья.

б) Если состояние ребенка расценено как предболезненное и выявлены факторы риска развития определенной патологии, то предлагается соответствующий комплекс мероприятий для коррекции состояния и профилактики возможных заболеваний.

в) Если причина нарушений остается неясной или требует подтверждения с помощью дополнительного обследования, то родителям ребенка рекомендуется обратиться в лечебно-профилактическое учреждение для обследования и лечения.

г) При наличии хронических заболеваний выявленные нарушения расцениваются как проявление декомпенсации и предлагается определенная программа реабилитации.

Необходимо подчеркнуть важность информации, полученной с помощью комплекса ORTO, для комплексной оценки состояния здоровья. Так, известно, что выраженная симпатикотония с чрезмерным включением центрального контура регуляции при проведении ортопробы по данным ритмо-графии в сочетании с психо-эмоциональным напряжением являются ранними признаками гипертонической болезни (Игишева Л.Н., 1996); нарушение сердечного ритма с тенденцией к брадикардии, снижение показателей памяти, внимания, умственной работоспособности могут быть первыми признаками дисбаланса тиреоидной функции, сочетание ваготонии с высокой вегетативной реактивностью и признаками психоэмоционального напряжения может отражать вегетативный дисбаланс при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Комплекс для обработки кардиоинтервалограмм и анализа вариабельности сердечного ритма «ВариКАРД» (в дальнейшем – комплекс) предназначен для использования в научно-исследовательской и практической работе для оценки состояния вегетативной регуляции, степени напряжения регуляторных систем и состояния различных звеньев управления системой кровообращения. Это позволяет диагностировать ранние проявления изменений механизмов регуляции, которые предшествуют энергетическим и метаболическим нарушениям и, таким образом, имеют прогностическое значение.

Комплекс «ВариКАРД» реализует современную технологию анализа вариабельности сердечного ритма применительно к исследованиям продолжительностью от нескольких минут до нескольких часов и соответствует по своим техническим характеристикам и методическим подходам, принятым как в России, так и за рубежом. Комплексы «ВариКАРД» могут использоваться для получения новой, более точной информации о состоянии системы регуляции сердечного ритма.

Варикард реализует технологию выявления состояний, предшествующих развитию болезни. Технология предназначена не для определения нозологических форм, а для оценки неспецифических механизмов адаптации и риска развития заболеваний практически здоровых людей и лиц, с начальными формами патологии и выдачи заключения об уровне адаптационных возможностей организма и степени напряжения регуляторных систем (табл. 4). Обнаружение состояния, предшествующего развитию патологического процесса во многих случаях позволяет предупредить его возникновение.

Комплекс «ВариКАРД» обеспечивает регистрацию ЭКС и синхронно КИГ (с отображением их на экране монитора в режиме реального времени) для пациентов, не имеющих встроенного кардиостимулятора. Исследование системы регуляции сердечного ритма осуществляется в следующей последовательности:

1. Открытие или создание базы данных (БД). По умолчанию открыта база данных предшествующего сеанса,

2. Открытие или создание картотеки. По умолчанию открыта картотека предшествующего сеанса.

3. Создание карты пациента. При повторных обследованиях карта пациента выбирается из списка.

4. Съем, отображение на экране монитора и запись в БД электро-кардиосигнала (ЭКС) в одном из трех стандартных отведений в течение заданного врачом времени (от 5 минут до 24 часов);

5. Выделение из ЭКС кардиоинтервалограммы (КИГ) и отображение ее на экране монитора;

6. Корректировка КИГ. Корректировка включает в себя визуальный просмотр сохраненных в памяти ЭВМ КИГ и ЭКС с целью редактирования ошибочных отметок R зубцов и выделения экстрасистол. Редактирование осуществляется в интерактивном графическом режиме;

7. Выделение 5-минутных фрагментов КИГ и их математический анализ.

Таблица 4

Соотношение функциональных состояний организма
с уровнем напряжения регуляторных систем

Функциональное
состояние

Уровень напряжения регуляторных систем

Норма

Оптимальный уровень

Нормальный уровень

Умеренное функциональное напряжение

Функциональное напряжение

Выраженное функциональное напряжение

Резко выраженное функциональное напряжение

Перенапряжение

Перенапряжение регуляторных механизмов

Резко выраженное перенапряжение

Истощения (срыв адаптации)

Истощение регуляторных систем

Резко выраженное истощение

Полом (срыв) механизмов регуляции

В базе данных хранятся основные сведения об обследуемых. Средства для формирования выходных документов с основными показателями состояния системы регуляции сердечного ритма для каждого обследования могут быть активизированы при просмотре карты пациента. Выходные документы могут быть выданы на экран монитора и печать, а также помещены в буфер памяти для вставки в виде изображения или текста в сторонние программы (Microsoft Word, Microsoft Excel и т.д.).

Имеется возможность ввода меток начала и конца функциональных проб в процессе регистрации, выделения 5 минутных участков (фрагментов) КИГ и осуществления по ним математического анализа сердечного ритма. Математический анализ включает в себя следующие этапы:

- Расчет основных параметров вариабельности статистическими и геометрическими методами.

- Автокорреляционный анализ.

- Расчет показателей спектрального анализа.

- Определение общей оценки состояния регуляторных систем. Перед проведением математического анализа врачом выделяются.

шумовые и экстрасистолические элементы КИГ. Для этого в комплексе «ВариКАРД» предусмотрен специальный интерактивный графический режим, при помощи которого врач может отметить все экстрасистолические и шумовые элементы.

Настоящая медицинская технология подготовлена как один из документов к программе ИСКИМ 7.2, но она может быть использована и автономно, всеми, кто применяет в своей работе методы исследования ВСР. Рекомендации относятся только к анализу краткосрочных записей (short-termrecords) при базовой длине выборки, равной 5 минутам. Анализ суточных записей кардиоинтервалов (long-termrecords) в данном программном комплексе тоже возможен, но он имеет свою специфику и требует иного концептуального подхода. Однако отдельные фрагменты суточной записи также могут анализироваться с использованием описанных здесь методик.

При подготовке медицинской технологии мы исходили из того, что выпускаемая программа ИСКИМ7.2 предназначена не только взрослых, но и детей, школьников должен обеспечивать, прежде всего, реализацию известных и хорошо зарекомендовавших себя методик, и основан на накопленном в нашей стране опыте с учетом последних достижений зарубежных ученых.

Медицинская технология, описанная в данной работе, предназначена, прежде всего, для пользователей, не имеющих специального медицинского образования, а только общее биологическое по проблемам психофизиологии, экологии труда, спорта и т.д., в частности, для физиологов, преподавателей, инструкторов, экспертов по фитнесу и т.д., которые желали бы использовать комплекс «ВариКАРД» с целью сохранения здоровья, динамического контроля функционального состояния организма и уменьшения отрицательных воздействий стресса. Варикард не является диагностическим устройством, получаемые с его помощью результаты рассматриваются с точки зрения повышения уровня здоровья или сокращения отрицательных воздействий стресса, он не предназначен для диагноза болезни, но он может успешно применяться для контроля эффективности медицинского воздействия. Комплексе «ВариКАРД» может использоваться и в практической медицине, и, в этом случае, полученные данные могут рассматриваться и с медицинской точки зрения.

Функционально комплекс «ВариКАРД» предназначен для регистрации электрокардиосигнала, его обработки, анализа и формирования заключений о функциональном состоянии организма, оценки уровня стресса и его влияния на состояние здоровья.

Комплекс «ВариКАРД» методически базируется на технологии анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР). В данноймедицин-ской технологии приведены научно-теоретические основы методики анализа ВСР и практические рекомендации по интерпретации полученных результатов, а также особенные примеры анализа, в которых учитываются оценки параметров ВСР.

Особенность данной медицинской технологии в том, что в ней приведено оригинальное научно-теоретическое обоснование показателей ВСР, которое исходит из современных представлений о стрессе, функциональном состоянии тела и оценки уровней здоровья с учетом возрастных (от 1 года до 75 лет) и гендерных различий. Реализация этого обоснования используется в базе знаний комплекса «ВариКАРД» для автоматической интерпретации полученных результатов и построения «Розы ветров» показателей ВСР. В то же время, актуальные результаты анализа ВСР находятся в полном согласии, как с Западными, так и с Российскими стандартами.

Показатели ВСР представлены в виде графиков, таблиц, иллюстаций типа «Светофор» или «Розы ветров», анализ которых полезен при выработке рекомендаций по личной гигиене и по предупреждению изменений функционального состояния при воздействии различных факторов внешней среды и при оценке эффективности оздоровительных технологий.

Программные средства комплекса «ВариКАРД» обеспечивают выдачу на экран и на печать графических документов содержащих следующую информацию:

- фрагмент КИГ, по которой осуществлялся расчет;

- гистограмму;

- автокорреляционную функцию;

- скатерграмму;

- спектр.

Комплекс обеспечивает поддержку системы создания и ведения БД. В БД хранятся паспортные данные пациентов, ЭКС, соответствующие ЭКС КИГ и результаты каждого обследования, а также сведения о функциональных состояниях, метки начала и конца функциональных проб и соответствующие данному обследованию комментарии. Комплекс обеспечивает графическое отображение на экране монитора кардиоинтервалограммы, гистограммы, скатерграммы, автокорреляционной и спект-
ральной функций.

Комплекс обеспечивает вывод на бумажный носитель (формат А4) следующих документов (по запросу):

- Графическое отображение КИГ, гистограммы, автокорреляционной функции, скатерграммы, спектра.

- Основные параметры вариабельности, параметры статистического и автокорреляционного анализа, показатели спект-
рального анализа.

- Общая оценка состояния регуляторных систем.

Паспортные данные и служебная информация приводятся в каждом документе.

Следует принимать во внимание, что для правильной интерпретации полученных с помощью комплекса «ВариКАРД» результатов, недостаточно только изучить только эту медицинскую технологию. Требуется систематическая непрерывная работа над развитием методологии оценки уровней здоровья и понимании роли стресса при сокращении резервов организма и при развитии болезней. Важно, при принятии решения о применении оздоровительных технологий, осуществлять индивидуальный подход, принимая во внимание индивидуальную конфигурацию «Розы ветров» показателей ВСР и их индивидуальные допусти-
мые отклонения.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252