CC BY
68
© Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В.,2008 УДК 612.014.48:615.83
ФРАКТАЛЬНАЯ НЕЙРОДИНАМИКА В УСЛОВИЯХ ЛОКАЛЬНЫХ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Ю.Ю. Бяловский*, С.В.Булатецкий**
* Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова ** Рязанский филиал Московского университета МВД России
В статье приводятся статистические оценки влияния локальных физиотерапевтических воздействий на фрактальную нейродинамику. Показана зависимость вариабельности сердечного ритма и фрактальной нейродинамики как от локального физиотерапевтического воздействия, так и от длительности лечебного курса.
Принято считать, что локальная физиотерапия оказывает преимущественно местный эффект и ее применение оправдано при наличии у пациента только локальных поражений. Вместе с тем, концепция общеадаптационного синдрома Г. Селье [5], возникающего при любом воздействии, позволяет предполагать интегральные, общеорганизменные изменения и в условиях локальных физиотерапевтических воздействий. По современным данным во время адаптации к раздражителям регистрируются механизмы двух систем: стресс-реализующей и стресс-лимитирующей [2]. Речь идет о врожденных и приобретенных функциональных системах, исполнительные механизмы которых формируют реципрокные, антагонистически организованные результаты. Баланс, соотношение активности этих механизмов, может обеспечить наиболее адекватное приспособление организма к действующим факторам внешней среды. На основании этого соотношения можно сформулировать представления о критериях оптимизации физиотерапевтических воздействий, исходя из системной организации адаптивных функций целостного организма.
Целью настоящего исследования являлся поиск интегральных информационных признаков локальных магнитотерапевтических воздействий на основе динамики неспецифических адаптационных механизмов.
Материалы и методы
Исследования проводились на 75 практически здоровых добровольцах обоего пола в возрасте от 17 до 25 лет. Испытуемым в оздоровительных целях, что регламентировано инструкцией по эксплуатации прибора, осуществлялся курс физиотерапевтических воздействий аппаратом МАГОФОН-01. Амплитудное значение магнитной индукции на рабочей поверхности магнитного излучателя составляло 30±9 мТл, а спектральная плотность звукового давления на рабочей поверхности виб-роакустического излучателя - 2,2±0,9 Па (в полосе частот от 0,02 до 20 кГц). Физиотерапевтическое воздействие осуществлялось на проекцию иммунокомпетент-ных органов один раз в день, с трехдневным перерывом после 7-го дня. При проведении процедуры аппарат поочередно устанавливали неподвижно по следующим полям: поле № 1 - печень, поле № 2 - селезёнка, поле № 3 и поле № 4 - надпочеч-
ники.
Для оценки состояния неспецифических адаптационных механизмов методом математического анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) использовался АПК «Варикард 1.41» [3] (в системе оценок, рекомендуемых стандартами Европейского Кардиологического Общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии [1]). Анализ биоритмологических процессов («фрактальная нейродинамика» (ФНД)) проводился АПК «Динамика-100» [4]. Выходные параметры до и после локальных физиотерапевтических воздействий подвергались дисперсионному анализу, на основе которого оценивались их информационные способности и достоверность изменений на воздействия входных факторов. Статистическая обработка выполнена с помощью статистического пакета STATISTICA for Windows Ru v 5.5.
Результаты и их обсуждение
Просчеты статистик для оценки функции распределения позволили заключить, что параметры ВСР и ФНД наблюдаемой нами объектной выборки, имели функции распределения, близкие к нормальным. Это дало возможность оперировать показателями вариативности признаков (дисперсией) с целью учета влияния организованных входных факторов. В качестве первого контролируемого фактора (А) использовалось физиотерапевтическое воздействие аппаратом МАГАФОН-01, второго (фактор Б) - длительность (курс) физиотерапевтического воздействия. Исследуемыми признаками факторного отклика являлись показатели силы влияния (п2) контролируемых факторов на ВСР и ФНД.
На рисунках 1 и 2 представлены результаты двухфакторного дисперсионного анализа влияния физиотерапевтического воздействия и длительности проводимого курса на некоторые показатели ВСР. Все исследуемые показатели испытывали достоверный факторный отклик (рБ<0,05) со стороны, как фактора физиотерапии, так и длительности применяемого курса. Полученные результаты свидетельствуют о выраженном влиянии локального физиотерапевтического воздействия аппаратом МАГАФОН-01 на уровень функционирования сердечно-сосудистой системы, на все уровни регуляции сердечного ритма, на активность и степень напряжения регуляторных систем, что определяет избирательность изменений неспецифических адаптационных механизмов.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
RMSSD PNN50
Мх Mn MxDMn MxRMn Mo AMo
□ Влияние магнитотерапии
□ Влияние неучтенных факторов
□ Влияние длительности воздействия
Рис. 1. Влияние локальной физиотерапии, длительности физиотерапевтического воздействия и неучтенных факторов на некоторые показатели ВСР: ЧСС - частота сердечных сокращений; - среднеквадратичная разностная характеристика;
рК№0 - число разностных характеристик, значения которых более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве; Мх - максимальное значение кардиоинтервалов; Мп - минимальное значение кардиоинтервалов; МхБМп - разность максимального и минимального значения кардиоинтервалов; МхИМп - отношение максимального по длительности кардиоинтервала к минимальному; Мо - мода; АМо - амплитуда моды; 81 - стресс-индекс.
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
TP HF
Ю ПАРС
□ Влияние магнитотерапии
□ Влияние неучтенных факторов
□ Влияние длительности воздействия
Рис. 2. Влияние локальной физиотерапии, длительности физиотерапевтического воздействия и неучтенных факторов на некоторые показатели ВСР: - стан-
дартное отклонение полного массива кардиоинтервалов; СУ - коэффициент вариации; СС0 - число сдвигов автокорреляционной функции до получения значения коэффициента корреляции меньше нуля; ТР - суммарная мощность спектра ВСР; ИБ - мощность спектра высокочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний; ЬБ - мощность спектра низкочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний; УЬБ - мощность спектра сверхнизкочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний; (ЬБ/ИР)ау - среднее значение соотношения спектров низко и высокочастотной составляющей спектра; 1С - индекс централизации; ПАРС - показатель активности регуляторных систем.
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Рис. 3. Влияние локальной физиотерапии, длительности физиотерапевтического воздействия и неучтенных факторов на некоторые показатели ФНД: УА - уровень адаптации; УПС - уровень психоэмоционального состояния; ИПСО - интегральный показатель состояния организма; УР - уровень регуляции; РР - резервы регуляции; УК - уровень компенсации; РК - резервы компенсации; ПА - показатель анаболизма; ЭР - энергетические ресурсы; ПК - показатель катаболизма.
На рисунке 3 приведены показатели силы влияния при однократном и курсовом локальном физиотерапевтическом воздействии на некоторые производные параметры ВСР, оцениваемые с помощью АПК «Динамика-100», и характеризующие адаптивные механизмы всего организма. Видно, что интегральные характеристики жизнедеятельности здорового организма также изменяются под действием локальной физиотерапии. Достоверное влияние со стороны рассматриваемых факторов испытывали такие важнейшие функциональные характеристики как уровень управления и резервы управления. Данное обстоятельство подтверждает эффект регуляции управляющих функций сердечного ритма на разных уровнях.
Крайне интересным фактом оказалось довольно низкое влияние рассматриваемых факторов на энергетические ресурсы организма (рБ>0,05). При этом факторное влияние на показатель анаболизма и показатель анаболизма сохраняло устойчиво высокое значение.
В ходе исследования были определены как существенно изменяющиеся («информативные») показатели адаптации, так и «малочувствительные». В таблице 1 приводятся реальные значения «информативных» показателей ВСР и ФНД при проведении курса (14 дней) физиотерапевтического воздействия аппаратом МА-ГОФОН-01.
Таблица 1.
Динамика некоторых показателей ВСР и ФНД при проведении курса физиотерапевтического воздействия аппаратом МАГОФОН-01.
УА УПС ИПСО УР РР УК РК ПА ЭР ПК
□ Влияние магнитотерапии □ Влияние длительности воздействия
□ Влияние неучтенных факторов
UO
с
аг
>
* ■Ji-
00 co
in о
+1 +1 *
о
0\ 00
40 in
(N
(N
+1
СО
<N
+1
C--
О
*
40
0\
+1
о
00
in
+1
0\
>n
(N
cT
+1
0\
0\
*
(N
C--
+1
00
*
(N
r-‘
+1
со
+1
00
0\
(N
o"
+1
00
0C
0\
o"
+1 *
>n
ï>
+Í * g ^
(N
(N
o"
+1 *
со
0\
со
+1
>П
+1
со
со
o"
>n
со
+1
40 (N
40^
со
o"
+1
00
0\
00
°\
o"
+1
о
0\
со
o"
+1
о
+1
en
40
•z
=e
jas
I
<N
+1
r-
o"
*
(N
o"
+1 * (N
со*
in
*
o^
со*
+1 *
*
40 О
—H
+1 +1 +1
I—H in і—H
0\ I—H 0\
CA 40
(N
о"
+1 0\ CA
(N
*
о
+1
о
00
*
(N
40
+1
00
r-‘
со
о
ТІ
(N
о"
+1
o^
r-‘
(N
>n
o"
+1 *
>n
со
о
+1
0\
o^
(N
(N
+1
СО ' П
г-
40
(N
r-‘
+1
(N (N O^
0C
•n
CA
+1
0\ со 00^
(N
о"
+1 * 0\
40
40
г-
о"
+1
40
40
о
о"
+1
00
о 0\
in 40
+1 +1
(N
00 0\
in
-а
S¡
і
os
* *
40
О
+1 +1
CO
О 40
со
+1
0\
+1
0\
(N
0\
in
+1
00
*
о
+І
(N
40
(N
о"
+1 in о
(N
(N
СО
40
+1
40
0\
+1
o^
>n
со
+1
со
(N
(N
o"
+1
00
>n
00
>n
o"
+1
(N
COf
r-‘
о
+1
00 со
00
ІП
о
+1
COf
(N
(N
+1
40 СО Г-
оС
(N
Г-‘
+1
COf
>n
in
о
о"
+1
о^
шГ
00
40^
о"
+1
о
00
en
о"
+1
г-»
со*
О 40
in in
+1 +1
in
о 00
in 40
с
S¡
гЛ
0\ <N
ЩГ\- о
+1 +1
CO (N
О
*
о^
+І
40
in
+1
(N
о
0\
in
+1
00
0\
о
+І
(N
<N
о"
+1
о^
(N
+1
(N
40
+]
СО*
о
(N
+1
in
ІП
(N
о"
+1
en
ІП
о"
+1
о
00^
40
(N
О^
о"
+1
40
in
о
+1
(N
(N
Г-
(N
+1
СО 40 О^
аС
(N
О^
40'
+1
00 (Ч
аС
со
+1
>п
COf
(N
О
+1
00
0\
о"
+1
(N
>п
о"
+1
со
о^
*
о^
г-‘
+1
40'
>п
•Z
5Î
jas
>
* *
(N
in О
+1 +1 *
0\ 00
00 <N
*
о^
со*
+1
40
(N
+1
00
40
00
*
00
со
+1
0\
>п
о
+І
00
(N
(N
о"
+1 *
(N
*
(N
+1
>П
>п
40
*
Г-
(N +1 * О^
40
40
'П
(N
+1
(N
О
+1
00
*п
со
со
en
о"
+1
00
о^
о"
+1
о
со
COf
о"
о
(N
о"
+1 *
00^
+1
о
*п
<N
+1
о
00^
00
со
(N
(N +1 * 40
аС
о
+1
о\
>п
(N
+| ; (N * СО
0\
еп
о"
+1
(N
*
(N
Г-‘
+1 * •Г;
(N
С
«
jas
і
■Ji- *
co 1
CO о
+1 +1
о
40
00 (N
*
еп
СА
+1
СО
*
>п
+І
0\
00
со
о
+І
00
>п
*
о
+І
40
>п
со
en
о"
+1
о
со
со
+1
0\
00
40
40
(N
+1
00
>п
*
(N
+1
о
(N
О
+1
00
40'
со
00
(N
о"
+1
00
о^
о"
+1
(N
>п
COf
о"
(N
о"
+1 * о °\ еп
'П
+1
(N
(N
аС
со
со
+1
(N
о"
+1
О On
(N
о"
+1 * IT)
COf
(N
О
00
о"
+1 *
*п
0\
еп
о"
+1 * о
00
+1
00
40
>г
«
jas
і
<N
(N
40 О
+1 +1
гч
_н О
00 со
+1
О
in
со
+1
0\
40
о
0\
+1
о
in
in
о
—н о
+1 +1 +1
00 00
0\ 0\
+1
аС
(N
+1
40
00
о
+1
г-
о"
о
(N
о"
+1
00
о
о
+1
С-- гч
(N
О
+1
о
(N
+1
О^
(N
СО
40
(N
+1
О^
СО*
со
+1
о
(N
(N
0\
(N
о"
+1
00
40ч
о"
+1
(N
о
+1
о
00
(N <N
40
+1 +1
(N
Г- 0\
in 40
*г
«
jas
^ 1 5 I ¿i
¡5¡
40
О
+1 +1
СО <—1
Г-
со
ч:
k>-t
и
и
V
(N
(N
+1
еп
ОС
ох
о
in
il
о
in
о
+1
со
0\
+1
0\
in
о
+1
00
(N
со
in
+1
40
40
in
+1
00
6х-
+1
40
(N
о"
+1
со*
о
Q
со
о"
+1
in
0\
>
и
о
+1
С-- гч 0\
о
и
и
о
+1
со
еп
СА
о
о
о
Он
н
40^
со*
+1
00
ï>
(N
ох
fe
к
40
+1
in 00
ох
fe
hJ
со
+1
00
0\
©х
feT
hJ
>
COf
о"
+1
40
40
Ä
feT
55
fe
hJ
00
o^
+І
со
со
o"
+1
0\
со
и
Он
с^
40
+1 +1
in
in
и
<
Исследуе- мый показатель 1-й день 2-й день 3-й день 4-й день 7-й день 9-й день 12-й день 14-й день
0 2 1* 3* 3* 1 1 3
УР 54,40±8,4 1 57,03±5,0 3 60,5±6,32 64,09±8,2 2* 57,3±5,98 58,02±4,2 1 55,83±6,2 2 52,09±7,0 4
РР 49,39±5,0 6 54,3±6,32 55,20±4,9 3 58,03±4,2 0* 53,20±3,0 9 51,3±4,07 48,03±4,6 7 47,02±3,0 5
УК 58,9±7,98 62,8±5,23 66,3±6,23 68,2±4,32 * 60,34±5,2 1 59,34±4,3 2 57,4±6,32 58,2±5,23
РК 64,3±7,95 65,3±4,23 69,2±5,23 71,4±4,23 66,3±5,22 67,4±4,04 63,2±5,03 65,3±6,32
ПА 78,5±12,5 75,4±10,3 72,4±9,03 70,4±7,32 * 76,3±13,6 79,4±13,0 82,4±15,0 79,3±13,7
ЭР 155,8±34, 0 164,6±26, 9 169,5±29, 3 176,3±33, 2 165,9±32, 1 166,3±30, 2 163,2±29, 4 156,3±29, 0
ПК 65,7±6,8 68,4±4,7 72,9±4,8* 77,3±6,2* 72,3±5,3 67,3±4,2 68,2±6,4 64,7±6,1
Примечание: достоверность различий сравниваемых средних (по отношению к 1 дню лечения): * -р<0,05; ** - р<0,01.
Из приведенных данных отчетливо видны различия физиологических показателей испытуемых в разные дни курса терапии. Эти различия касались большинства показателей ВСР и ФНД: наибольшие отклонения изучаемых параметров наблюдались к 3-4 дню проведения курса локальной физиотерапии; к 7-9 дню указанные отклонения уменьшались, а к завершению курса (12-14 день) показатели либо достигали исходного уровня, либо становились ниже. Так, к 4 дню курса лечения, наблюдалось снижение активности парасимпатического контура регуляции и увеличение симпатического. Это проявлялось в увеличении ЧСС, индекса напряжения регуляторных систем; уменьшении показателей вариабельности сердечного ритма и др. Указанные признаки характеризуют централизацию управления сердечным ритмом, что можно расценивать как неспецифическое (общеадаптационное) напряжение на применяемую процедуру. Довольно интенсивные сдвиги исследуемых показателей ВСР и ФНД, наблюдаемые к 3-4 дню курса локальных физиотерапевтических воздействий обусловлены, на наш взгляд, включением механизмов стресс-реализующих систем. Об этом свидетельствует существенный рост мощности низкочастотной и сверхнизкочастотной составляющей спектра сердечного ритма, наблюдаемый на данном этапе курсового физиотерапевтического воздействия. Косвенными признаками активации стресс-реализующих систем могут служить: смещение вегетативного равновесия в сторону симпатикотонии, рост адаптационного напряжения, увеличение катаболизма.
К 12-14 дню оздоровительного физиотерапевтического курса аппаратом МА-ГОФОН-01 у большинства испытуемых отмечались изменения, которые можно трактовать как торможение стресс-реализующих механизмов и активацию стресс-лимитирующих систем. Этот факт отражают достоверные сдвиги параметров, характеризующие уменьшение неспецифического напряжения систем регуляции сердечного ритма: повышение активности автономного контура регуляции сердечного ритма, смещение вегетативного равновесия в сторону парасимпатической актива-
ции, снижении адаптационного напряжения, увеличение анаболизма.
Выводы
1. Однократное и курсовое применение аппарата МАГОФОН-01 в оздоровительных целях избирательно изменяет у испытуемых состояние неспецифических адаптационных механизмов.
2. Динамика неспецифических адаптационных механизмов при курсе оздоровительной терапии аппаратом МАГОФОН-01 характеризуется выраженной активацией к 3-4 дню стресс-реализующих систем и последующим запуском к 12-14 дню реципрокных механизмов - стресс-лимитирующих систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестн. аритмо-логии. - 2001. - № 24. - С. 65-86.
2. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: концепция долговременной адаптации. / Меерсон Ф.З. //- М.: Дело, 1993. - 138 с.
3. Семёнов Ю.Н., Баевский Р.М. Аппаратно-программный комплекс «Вари-кард» для анализа вариабельности сердечного ритма и перспективы его развития / Материалы Междунар. симпоз. «Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий»:тез. доклад. - М.- 1999. - С. 172-174.
4. Смирнов К.Ю. Телемедицина. / Смирнов К.Ю.// Новые информационные технологии на пороге XXI века. Изд - во РАН. - СПб. - 1998. - Гл. 5.
5. Selye H. Present status of the stress conceprt / Selye H. // Clin. Ther. 1977. - Vol. 1. -P. 3-15.
INFLUENCING LOCAL PHYSIOTHERAPY EFFECTS ON FRACTAL NEURODYNAMIC
Yu.Yu. Byalovskiy, S.V. Bulateckiy
In the article the statistical estimations of influencing local physiotherapy of effects on fractal neurodynamic are resulted. The relation heart rate variability and fractal neurodynamic both from local physiotherapeutic effect and from duration of a medical course is retimed.
