CC BY
50
7. Воронков JL Г. Нормализация ЧСС как терапевтическая задача при ХСН : проблемы и перс пек-тивы / Л. Г. Воронков // Укр. кард. журн. - 2007. - № 5. - С.55-62.
8. Сажина Е. Ю. Выраженность воспаления и эндотелиальной дисфункции при лечении ХСН у больных ИБС / Е. Ю. Сажина, И. В. Козлова, А. Л. Ребров, М. Ю. Альтулер // Клин, медицина. -2006.-№12.-С. 20-24.
9. Yardim-Akaydin S. The role of plasma thiol compounds and antioxidant vitamins in patients with cardiovascular diseases / Yardim-Akaydin S., Ozkan Y., Ozkan E. [et al.] // Clin. Chim. Acta. - 2003. -Vol. 338. - P. 99-105.
10. Денисов E. H. Влияние эндотелия и оксида азота на тонус сосудов у больных хронической сердечной недостаточностью / Е. Н. Денисов, Я. И. Коц, Р. 3. Бахтияров, Н. Г. Туманова // Тер. архив. - 2007. - № 12. - С.44^7.
11. Ребров А. П., Толстов С. Н. Клинико-диагностические значения активности цитокинов и изменения морфофункциональных параметров сердца у больных сердечно-сосудистой недостаточностью и возможные корреляции выявленных нарушений симвастатином / А. П. Ребров, С. Н. Толстов //Кардиология. -2007. -№ 5. - С. 14-18.
12. Яковлева О. О. Антиоксидантна корекщя ендотел1ально! дисфункцп у хворих на ¿шем1чну хворобу серця / О. О. Яковлева, Н. П. Савченко, О. В. Стошнчук // Медицина Свггу. - 2004
УДК 612.213
КАЧЕСТВО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ У ЗДОРОВЫХ ДОБРОВОЛЬЦЕВ В АЛГОРИТМЕ МЕТРОНОМИЗИРОВАННОГО ДЫХАНИЯ ПРИ СТАРТЕ С ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ НОРМЫ
С. А. С. Белал1, Е. И. Линская1, А. Л. Кулик1, А. В. Мартыненко1, А. К. Задерихин2, В. И. Шульгин2, Н. И. Яблучанский1
1 Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, Украина
2 Национальный Аэрокосмический Университет имени Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина
У 14 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 26 лет (5 мужчин и 9 женщин) проведено по 7 сеансов биологической обратной связи на основе алгоритма адаптивно изменяемой частоты метро-номизированного дыхания под контролем параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) с целью достижения ими наиболее близких к физиологическим нормам значений. Установлено, что биологическая обратная связь на основе метрономизированного дыхания и параметров ВСР позволяет влиять на регуляторные системы организма и может быть использована для их оценки и контроля. У здоровых добровольцев установлено высокое качество биологической обратной связи в терминах изменений частоты метрономизированного дыхания и реакций на него параметров ВСР.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: биологическая обратная связь, метрономизированное дыхание, вариабельность сердечного ритма, регуляторные системы
ЯК1СТБ БЮЛОГ1ЧНОГО ЗВОРОТНЬОГО ЗВ'ЯЗКУ У ЗДОРОВИХ ДОБРОВОЛЬЦЕВ У АЛГОРИТМ1МЕТР0Н0М130ВАН0Г0 ДИХАННЯ ПРИ CTAPTI 3 BIKOBOI
Ф13ЮЛ0Г1ЧН01НОРМИ
С. А. С. Белал1, К. I. Лшська1, О. Л. Кулик1, О. В. Мартиненко1, О. К. ЗадерЬст2, В. I. Шульгт2, М. I. Яблучанський1
1 Харювський нацюнальний ушверситет ¿меш В. Н. Каразша, Украша
2 Нацюнальний аерокосм1чний ушверситет ¿меш М. С. Жуковського «Харювський ав1ацшний шститут», Украша
У 14 здорових добровольщв вжом вщ 18 до 26 роюв (5 чоловЫв та 9 ж1нок) проведено по 7 сеаншв бюлопчного зворотнього зв'язку на основ1 алгоритму адаптивного змшення частоти метрономь зованого дихання шд контролем параметр1в вар1абельносп серцевого ритму (ВСР) з метою досягнення
©Белал С. А. С., Лшська К. /., Кулик О. Л., Мартиненко О. В., ЗадергхтО. К, ШульгшВ. /., Яблучанський М. /., 2011
ними найбшын близьких до ф1зюлопчних норм значень. Встановлено, що бюлопчний зворотнш зв'язок на основ1 метроном1зованого дихання 1 параметр1в ВСР дозволяе впливати на регуляторш си-стеми оргашзму 1 може бути використаний для 1х оцшки та контролю. У здорових добровольщв встановлено високу яюсть бюлопчного зворотного зв'язку в термшах змш частоти метроном1зованого дихання та реакцш на нього параметр1в ВСР.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: вар1абельнють серцевого ритму, бюлопчний зворотнш зв'язок, метро-ном1зоване дихання, регуляторш системи
BIOFEEDBACK QUALITY IN HEALTHY VOLUNTEERS IN PACED BREATHING ALGORITHM STARTING FROM THE AGE PHYSIOLOGICAL NORM
S. A. Belal1, K. I. Lynskaya1, A. L. Kulik1, A. V. Martynenko1, A. K. Zaderykhin2, V. I. Shulgin2, N. I. Yabluchansky1
1 V. N. Karazin Kharkov National University, Ukraine
2 N. E. Zhukovskii National Aerospace University «Kharkov Aviation Institute», Ukraine
In 14 healthy volunteers aged from 18 to 26 years (5 men and 9 women) 7 sessions of biofeedback-based algorithm on the basis of adaptive variable-frequency paced breath by means heart rate variability (HRV) parameters control in order to achieve their values most close to the physiological standards. Established that biofeedback based on paced breathing and HRV parameters can influence on regulatory systems of the body and can be used for their evaluation and monitoring. In healthy volunteers the high quality of biofeedback in terms of paced breathing frequency changes and HRV parameters reactions on it was established.
KEY WORDS: heart rate variability, biofeedback, paced breathing, regulatory systems
Биологическая обратная связь (biofeedback, биофидбек) представляет собой инструмент, позволяющий индивидууму через изменения саморегуляции активно управлять своими физиологическими процессами [1-3]. Основной задачей биологической обратной связи является поиск оптимальных параметров саморегуляции, обеспечивающих улучшение физиологических процессов и, через них, ресурсов здоровья с обучением овладению этими параметрами для последующего использования в поддержании и повышении качества своей жизни [2].
Область применения биологической обратной связи достаточно широка и охватывает не только медицину (неврология, кардиология, гастроэнтерология, урология, педиатрия, гериатрия, восстановительная и превентивная медицина), но и стресс-менеджмент, спорт, педагогику и др. [3].
Помимо простых (частота сердечных сокращений, дыхание, кожная температура) в контурах биологической обратной связи используются также более сложные (электроэнцефалография, электромиография, вариабельность сердечного ритма) физиологические параметры [3].
Вариабельность сердечного ритма (ВСР) является мощным методом исследования, а в контурах биологической обратной связи, и вмешательства в состояние регуляторных систем организма [1-4]. Как показано [5, 6], низкие значения параметров ВСР коррелируют с плохим прогнозом и возможностью нарушений ритма сердца. Для их оптимиза-
ции применяются различные методики биологической обратной связи, прежде всего, с использованием метрономизированного дыхания [7-9]. Как было показано [4], изменение частоты метрономизированного дыхания приводит к закономерным изменениям в параметрах ВСР, а потому поиском и предложением испытуемому в биологической обратной связи требуемой частоты дыхания можно не просто их оптимизировать, но и восстановить баланс между ними.
В контексте развития эффективных инструментов биологической обратной связи на основе технологии ВСР и управляемого дыхания актуальность приобретает задача автоматического поиска его оптимальной частоты с последующим практическим использованием. Такие исследования практически отсутствуют, ограничиваясь использованием только одной частоты метрономизированного дыхания - 6 дыханий в минуту [10, 11].
Исследование выполнено в рамках НИР ХНУ имени В. Н. Каразина «Разработка и исследование системы автоматического управления вариабельностью сердечного ритма», № регистрации 010911000622.
Цель исследования: оценить качество биологической обратной связи у здоровых добровольцев в алгоритме метрономизированного дыхания при старте с возрастной физиологической нормы.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ
Обследовано 14 здоровых добровольцев в
возрасте от 18 до 26 лет (5 мужчин и 9 женщин). Всем испытуемым с помощью компьютерного диагностического комплекса «СагсНоЬаЬ 2009» («ХАИ-Медика») проводились мониторные записи длин Я-Я-интср-валов ЭКГ в первом стандартном отведении длительностью 7 минут; в соответствии с рекомендациями [12] частота дискретизации сигнала составляла 1000 Гц. В отличие от рекомендаций [12], использовался скользящий буфер продолжительностью в 1 минуту. В итоге было получено N одноминутных значений параметров ВСР на основании быстрого преобразования Фурье, что составило Ы-мсрную матрицу М параметров ВСР. Предлагаемая алгоритмом частота дыхания у разных испытуемых могла варьировать от 6 до 15 дыханий в минуту.
Среди параметров ВСР оценивалась мощность медленных (V) частот от 0,0033 до 0,05 Гц, преимущественно связанных с терморегуляцией, гуморальной (калликреин-кининовая, ренин-ангиотензиновая, гормональные, иные) и симпатическим звеном вегетативной нервной регуляции; мощность средних (Ь) частот 0,05 до 0,15 Гц, преимущественно связанных с симпатическим и парасимпатическим звеньями и мощность быстрых (Н) частот от 0,15 Гц до 0,40 Гц, преимущественно связанных с парасимпатическим звеном вегетативной нервной регуляции [13, 14]. Параметры ВСР были преобразованы в двумерную координатную плоскость Ь/Н и V / (Ь + Н), отвечающие симпатовагальному и нейрогуморальному балансам системы регуляции.
Для начала отсчета выбирались значения физиологической нормы указанных балансов каждого испытуемого в соответствии с [13], что позволяло оценивать расстояние Б между текущим и оптимальными значениями параметров ВСР человека. Для достижения оптимального состояния параметров ВСР (приближение текущих значений ВСР к физиологической норме) использовался алгоритм оптимального управления частотой дыхания испытуемого, который состоял в поиске наименьшего значения Б в пространстве регуляций на заданных дискретных частотах дыхания. Использовались 2 предустановленные области аттракции частоты дыхания: в области НиЬ, куда, в зависимости от достигнутого значения Ь/Н на начальном этапе, предполагалось поместить дыхательный пик.
О степени оптимизации регуляторных систем испытуемого судили по показателям оптимальности, чувствительности и эффективности биологической обратной связи
между параметрами ВСР и адаптивно изменяемой частотой метрономизированного дыхания в оптимизационном алгоритме в целом и по каждой из координат его фазового пространства.
Оптимальность, как мера удаленности системы в целом и каждой из ветвей регуляции от оптимального состояния за весь период теста состояний параметров ВСР испытуемого в биологической обратной связи, вычислялась по формуле:
0 = 2 7тЯ1р1-^М1с1г ^
Здесь ор' - радиус оптимальной зоны; под М1 подразумевается: для характеристики всего процесса - величины дистанции от текущих за весь период теста состояний параметров ВСР испытуемого до их оптимальных значений; для характеристики каждой из координат фазовой плоскости (Ь/Н и
V / (Ь + Н)) - величины дистанций в проекции на каждую из координат соответственно; 1 - есть, соответственно Б, Ь/Н и
V / (Ь + Н)). Величина О может принимать отрицательные (степень удаленности от оптимальной зоны) и положительные (нахождение системы в целом или ее проекций на координаты в оптимальной зоне) значения.
Чувствительность (8), как мера восприимчивости системы в целом и в каждой из ветвей регуляции к метрономизирован-ному дыханию, вычислялась по формуле:
81= _ытт(М)/
О
тах(М')
Здесь под М1 подразумевается: для характеристики всего процесса - величины дистанции от текущих за весь период теста состояний параметров ВСР испытуемого до их оптимальных значений; для характеристики каждой из координат фазовой плоскости (Ь / Н и V / (Ь + Н)) - величины дистанций в проекции на каждую из координат соответственно. Величина 8 характеризуется положительным числом с минимальным значением равным 0, которое означает отсутствие чувствительности к метрономизированному дыханию.
Эффективность (Е) оценивали по степени приближения параметров ВСР к физиологически оптимальному состоянию за время выполнения алгоритма оптимального биообратного управления в соответствии с формулой:
Е1 = 1 - т1п(Мг)/
/Ч
Здесь М1 - расстояние текущих значений параметров ВСР до уровня оптимальных значений, соответственно, по всему про-
странству оптимизации (расстояние D) и по координатным проекциям (расстояние L / Н и расстояние V / (L + Н)); М0 - начальное расстояние (момент начала старта процесса оптимизации). Е изменяется в диапазоне от
0 (отсутствие продвижения в оптимальном направлении, неэффективность) до 1 (полное достижение оптимального уровня значений), соответственно, в целом и координатных проекциях. Оценка Е в координатных проекциях позволяет судить об эффективности оптимизации по степени влияния на симпатовагальную и нейрогуморальную ветви регуляции.
Для удобства отображения связи процесса оптимизации с оптимальной зоной все результаты отображались в полярной системе координат (начало системы - 3 часа; движение против часовой стрелки). Каждый сегмент координатной сетки соответствует
1 минуте.
Интегральный показатель «индекс качества биообратной связи (Biofeedback Quality Index - BQI)», охватывающий все измерения качества процесса биообратной связи, вычислялся по формуле:
BQI = sign(E) |
(-0 + 2^ Л
Е
S
Здесь функция sign(E) принимает значение 1 для любого положительного Е (наличие успешной биообратной связи) и значение 0 при Е = 0 (отсутствие биообратной связи). Индекс BQI стремится в пределе к 1 при повышении эффективности биообратной связи и, при ухудшении, - удаляется от 1. Расчет BQI проводился по всем испытуемым отдельно для каждого из выполненных 7 сеансов биологической обратной связи.
Статистическая обработка результатов по каждому обследуемому проводилась в программе «Microsoft Excel 2003». В таблицы заносились данные средних значений (m) и стандартных отклонений (sd) параметров О, S, Е для показателей D, L / H и V / (L + H) по всем записям каждого испытуемого.
Все записи, в зависимости от значения ED, были разделены на две группы: с эффективным и неэффективным использованием метрономизированного дыхания.
Достоверность различий определялась при помощи U-критерия Манна-Уитни.
В программе STATISTICA 9.0 с помощью кластерного анализа осуществлено разделение записей на три класса удаленности от зоны физиологических нормативов по показателю OD: сильно удаленные, удаленные и малоудаленные.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 представлены средние значения О, 8, Е для Б, Ь / Н и V / (Ь + Н) по каждому испытуемому.
Значения 0° варьировали от -10,48 до -0,91 (среднее -5,94 ± 3,46) и находились в зоне физиологических нормативов. Их изменения достигались преимущественно за счет значений Оь/н, варьировавших от -277,99 до -2,31 (среднее -64,06 ± 74,85). Размах варьирования значений 0У п' "•' был значительно меньше - от -3,48 до -0,96 (среднее -2,41 ± 0,71) и, таким образом, они менее влияли на изменения 0°.
Значения 8° варьировали от 0,65 до 1,79 (среднее 1,25 ± 0,31) и демонстрировали невысокую восприимчивость системы регуляции к метрономизированному дыханию. Их изменения, как и 0°, также достигались преимущественно за счет 8Ь/Н, варьировавших от 6,56 до 7,78 (среднее 7,20 ± 0,48). Размах варьирования значений 8У п' 1 '•' был значительно меньше - от 0,12 до 4,59 (среднее 1,67 ± 1,39).
Значения Е° варьировали от 0,11 до 0,54 (среднее 0,26 ±0,13) и находились в зоне физиологических нормативов. Их изменения достигались преимущественно за счет Еь/Н, варьировавших от 0,90 до 1,00 (среднее 0,98 ± 0,02). Размах варьирования значений £У/(ь+н) как и в СЛучаях 0° и 8°, значительно меньше - от 0,06 до 0,82 (среднее 0,41 ±0,23). Средние значения О, 8, Е показателей Б, Ь / И и V / (Ь + И) в группах записей с отсутствием реакции (Е° = 0) и изменением параметров ВСР в сторону зоны физиологических нормативов (Е Ф 0) при выполнении алгоритма биообратного управления представлены в табл. 2.
При сравнении групп записей с отсутствием (Е° = 0) и изменением параметров ВСР в сторону зоны физиологических нормативов (Е° ф 0) в первой из них (Е° = 0) отмечались более низкие значения 0° (-6,32 ± 5,15 против -5,89 ±5,46) и 0¥/(ь+н) (-2,8 ± 0,6 против -2,18 ± 1,04) при более высоких значениях Оь/н (-24,69 ± 40,51 против -79,74 ± 151,1). В группе Е° = 0 по сравнению с
группой Е° Ф 0 значения 8° (1,05 ±0,39
-л/н
против 1,35 ± 0,67) и Sb,H (6,89 ± 1,14 против 7,32 ± 1,37) были незначительно, а значения sv/(l+h) (о,59 ±1,27 против 2,19 ±2,54) -
значительно ниже. В группе Е° = 0 по сравнению с группой Е° Ф 0 значения Еь/Н были практически одинаковы (0,99 ± 0,01
£у/(ь+н)
практически одинаковы против 0,98 ± 0,07), а значения
значительно ниже (0,18 ±0,28 против 0,52 ±0,38).
Средние значения О, 8 и Е показателей Б, Ь / Н и V / (Ь + Н) в разных классах удаленности от зоны физиологических нормативов по показателю 0° представлены в табл. 3.
В классе сильно удаленных записей отмечались наиболее низкие значения Оь/н
(-352,82 ± 266,80) по сравнению с классами удаленных (-65,69 ± 44,37) и малоудаленных (-10,17 ± 10,82) записей. Значения (У'; П' "•' в классах сильно удаленных (-2,48 ±0,81) и удаленных (-2,55 ± 0,94) записей практически не отличались между собой, а в классе малоудаленных записей были незначительно выше (-2,12 ± 1,03).
Таблица 1
Средние значения О, 8, Е показателей Б, Ь/НиУ / (Ь + Н), (т ± ей)
№, пол, возраст испытуемого Показатели
ОБ SD ED ОЬ/Н SL/H EL/H ОУ / (L + Н) SV / (L + Н) EV / (L + Н)
1,м.,23 - 0,91 ± 2,24 1,37 ± 0,49 0,31 ± 0,24 - 13,31 ± 12,33 6,90 ± 2,59 0,90 ± 0,24 - 0,96 ± 1,46 4,59 ± 2,85 0,82 ± 0,31
2, ж., 20 - 10,48 ± 8,48 1,79 ± 0,97 0,54 ± 0,29 - 277,99 ± 288,52 7,60 ± 0,93 0,98 ± 0,02 -1,62 ± 0,99 2,53 ± 2,63 0,65 ± 0,28
3,м.,26 - 2,83 ± 2,37 1,26 ± 0,75 0,31 ± 0,28 - 17,38 ± 15,86 6,97 ± 1,43 0,99 ± 0,01 - 2,29 ± 0,89 3,02 ± 2,51 0,65 ± 0,43
4,м.,21 - 5,93 ± 3,51 0,92 ± 0,32 0,12 ± 0,14 - 27,75 ± 20,10 6,56 ± 1,32 0,97 ± 0,03 - 2,73 ± 0,52 0,42 ± 0,29 0,25 ± 0,17
5, ж., 20 -1,65 ± 2,80 1,48 ± 0,73 0,46 ± 0,30 - 14,81 ± 18,47 7,19 ± 1,10 0,99 ± 0,01 -1,35 ± 0,65 3,63 ± 2,70 0,76 ± 0,34
6, ж., 20 - 9,23 ± 2,18 1,16 ± 0,15 0,11 ± 0,10 - 62,34 ± 51,55 6,89 ± 1,08 0,99 ± 0,01 - 3,07 ± 0,43 0,56 ± 0,86 0,26 ± 0,32
7,м.,22 - 9,38 ± 4,24 1,24 ± 0,28 0,12 ± 0,18 - 79,62 ± 71,31 7,53 ± 1,34 0,99 ± 0,01 - 2,85 ± 0,58 0,65 ± 1,13 0,22 ± 0,29
8, ж., 20 -1,24 ± 1,51 0,90 ± 0,36 0,26 ± 0,19 - 6,03 ± 10,35 7,36 ± 1,50 0,99 ± 0,01 - 2,19 ± 0,74 1,88 ± 3,16 0,39 ± 0,37
9, ж., 20 - 6,54 ± 4,54 1,34 ± 0,83 0,28 ± 0,28 - 73,62 ± 101,20 7,64 ± 1,44 0,99 ± 0,01 - 2,33 ± 1,02 1,47 ± 1,91 0,48 ± 0,30
10, ж., 20 - 9,25 ± 6,06 1,28 ± 0,26 0,23 ± 0,27 - 45,55 ± 41,06 7,78 ± 1,15 0,99 ± 0,00 - 2,94 ± 0,81 0,41 ± 0,43 0,25 ± 0,23
11, ж., 20 - 9,46 ± 4,44 1,57 ± 0,76 0,30 ± 0,35 - 67,48 ± 45,28 6,34 ± 0,62 0,98 ± 0,01 - 2,63 ± 0,61 1,83 ± 2,37 0,44 ± 0,49
12, м., 20 - 6,36 ± 3,10 1,62 ± 0,71 0,29 ± 0,31 - 43,26 ± 43,45 7,78 ± 0,68 0,99 ± 0,01 - 2,18 ± 0,55 2,08 ± 2,67 0,42 ± 0,47
13, ж., 23 - 7,32 ± 8,19 0,96 ± 0,42 0,21 ± 0,12 -165,41 ± 335,91 7,62 ± 1,20 1,00 ± 0,00 - 3,48 ± 0,26 0,12 ± 0,05 0,06 ± 0,05
14, ж., 18 - 2,54 ± 2,24 0,65 ± 0,27 0,11 ± 0,10 - 2,31 ± 3,10 6,70 ± 1,30 1,00 ± 0,01 - 3,06 ± 0,09 0,15 ± 0,03 0,13 ± 0,03
Средние для всех испытуемых - 5,94 ± 3,46 1,25 ± 0,31 0,26 ± 0,13 - 64,06 ± 74,85 7,20 ± 0,48 0,98 ± 0,02 - 2,41 ± 0,71 1,67 ± 1,39 0,41 ± 0,23
Таблица 2
Средние значения О, 8, Е показателей Б, Ь/Н и V / (Ь + Н) в группах записей с отсутствием (Е1} = 0) и наличием (Е1'^ 0) приближения параметров ВСР к физиологически оптимальному состоянию, (т ±
Группы Показатели
Ои SD Еи oL/H SL/H EL/H ^ У/^+Н) SV/(L+H) ЕУ/^+Н)
Еь = 0 -6,32 ± 1,05 ± 0 ± 0 -24,69 ± 6,89 ± 0,99 ± —2,8 ± 0,59 ± 0,18 ±
(п = 24) 5,15 0,39 40,51 1,14 0,01 0,6 1,27 0,28
Еи ф0 - 5,89 ± 1,35 ± 0,35 ± -79,74 ± 7,32 ± 0,98 ± - 2,18 ± 2,19 ± 0,52 ±
(п = 74) 5,46 0,67 0,25 151,1 1,37 0,07 1,04 2,54 0,38
Таблица 3
Средние значения О, 8, и Е показателей Б, Ь / Н и V / (Ь + Н) в разных классах удаленности от зоны физиологических нормативов по показателю О1', (т ±
Классы удаленности от зоны физиологических нормативов Показатели
Оп SD Е' 0ь/н Эь/Н Еь/Н SV/(L+H) Е^+н)
Сильно удаленные -16,82 ± 2,73*'* 1,71 ± 0,61 0,28 ± 0,31 -352,82 ± 266,80*'* 7,91 ± 0,82 0,98 ± 0,02 - 2,48 ± 0,81 1,46 ± 2,06 0,42 ± 0,38
Удаленные - 8,77 ± 2,02* 1,40 ± 0,64 0,23 ± 0,25 -65,69 ± 44,37* 7,12 ± 1,28 0,98 ± 0,01 - 2,55 ± 0,94* 1,34 ± 1,93 0,38 ± 0,36
Малоудаленные -1,89 ± 1,97* 1,12 ± 0,58 0,30 ± 0,26 -10,17 ± 10,82 7,17 ± 1,41 0,98 ± 0,08 - 2,12 ± 1,03 2,26 ± 2,71 0,50 ± 0,40
Примечание:
- различия по данному показателю достоверны между этим классом удаленности от зоны физиологических нормативов и классом удаленных записей (р<0,01);
* - различия по данному показателю достоверны между этим классом удаленности от зоны физиологических нормативов и классом малоудаленных записей (р<0,01).
Наиболее высокие значения 8 отмечались в сильно удаленном классе (1,71± 0,61), средние - в удаленном (1,40 ± 0,64) и наиболее низкие - в малоудаленном (1,12 ± 0,58) классах. Наиболее высокие значения в1® также отмечались в сильно удаленном классе (7,91 ±0,82), а в удаленном (7,12 ± 1,28) и малоудаленном (7,17 ± 1,41) классах практически не отличались между собой. В то же время большие значения 8 /(1-+Н)
отмечались в малоудаленном классе (2,26 ± 2,71), а меньшие - в сильно удаленном (1,46 ± 2,06) и удаленном (1,34 ± 1,93) классах.
Более высокие значения Е° отмечались в малоудаленном (0,30 ± 0,26) и сильно удаленном (0,28 ±0,31) классах и менее высокие - в удаленном классе (0,23 ±0,25). Знатен
чения Ь во всех классах были одинаковыми 0,98 ± 0,02 - в сильно удаленном,
0,98 ± 0,01 - в удаленном и 0,98 ± 0,08 - в малоудаленном классах. В то же время большие значения Еу п' "•' отмечались в малоудаленном классе (0,50 ± 0,40) и меньшие - в сильно удаленном (0,42 ± 0,38) и удаленном (0,38 ± 0,36) классах.
Представленные результаты поясняются тремя примерами (рис. 1-3), на которых представлены графики изменения показателей дистанции, симпатовагального (Ь / Н) и гуморальновегетативного (V / (Ь + Н)) баланса (а, Ь и с, соответственно) вслед за изменением частоты метрономизированного дыхания. Пунктирная линия ограничивает область оптимальных значений соответствующего показателя.
Пример хорошей эффективности биологической обратной связи по дистанции (рис. 1).
а Ь
Ов -5,05 0ь/н -45,44
8В 3,01 §ь/н 6,93
Ев 0,87 ЕЬ/Н 0,99
с
0у/а+ш ^у/а+ш
Рис. 1. Пример хорошей эффективности биологической обратной связи по дистанции
Испытуемая 5, (ж., 20 лет), применение биологической обратной связи успешное. Эффективность алгоритма управления метрономизированным дыханием - 0,87, достигается за счет высокой эффективности адаптивной регуляции симпатовагального баланса Ь / Н - 0,99 и гуморальновегетативного баланса V/ (Ь + Н) - 0,95. Это происходит благодаря высокой чувствительности обеих ветвей регуляции: 6,93 и 3,32 (для симпатовагальной и гуморальновегетативной регуляции соответственно). Следует отметить высокую, компенсируемую удаленность от оптимального состояния в ветви симпатовагальной (Ь / Н) - (-45,44) и малую удаленность в гуморальновегетативной (V / (Ь + Н)) регуляции - (-1,53).
Пример хорошей эффективности биологической обратной связи по (Ь / Н) (рис. 2).
Пример хорошей эффективности биологической обратной связи по V / (Ь + Н) (рис. 3).
На рис. 4 представлены изменения В()1 по всем испытуемым на 7 сеансах биологической обратной связи. Нетрудно видеть наблюдаемое с увеличением номера сеанса снижение значений В()1. что свидетельствует об эффекте тренировки системы регуляции при многократном повторении сеансов биобратной связи и ее положительного влияния на регуляторные системы.
При существовании разных методов
реализации алгоритма биологической обратной связи в исследовании и контроле физиологических систем регулирования человека, в том числе основанных на управлении частотой метрономизированного дыхания по реакциям на него параметров ВСР [1-3, 8, 9], мы не нашли публикаций, в которых бы оценивались его механизмы.
Наше исследование показало высокую эффективность биологической обратной связи при управлении частотой метрономизированного дыхания по реакциям на него параметров ВСР в выводе его на уровень значений, выводящих эти параметры в зону физиологических нормативов.
-я
\\
% \ Ж V // \
а Ов 8В Ев Чз ь
0,74 0,89 0,59 о 0ь/н 8ь/н ЕЬ/Н
0,17 8,32 0,99
с
0у/а+ш ^у/а+ш
Рис. 2. Пример хорошей эффективности биологической обратной связи но (Ь / Н)
Испытуемая 8, (ж., 20 лет), применение биологической обратной связи успешное. Эффективность алгоритма управления метрономизированным дыханием - 0,59, достигается за счет высокой эффективности обеих ветвей регуляции - 0,99. Это происходит благодаря высокой чувствительности обеих ветвей регуляции: 8,32 и 7,91 (для симпатовагальной и гуморальновегетативной регуляции соответственно). Следует отметить компенсируемую удаленность от оптимального состояния в ветви гуморальновегетативной (У/(Ь+Н)) регуляции - (-1,57). Ветвь симпатовагальной (Ь /Н) регуляции находится в субоптимальном состоянии - 0,17.
Ь
О
-11,09 3,49 0,89
с
0у/а+ш ^у/а+ш
^/(Ь+Щ
-142,36
8Ь/Н 6,58
ЕЬ/Н 0,96
Рис. 3. Пример хорошей эффективности биологической обратной связи по V / (Ь + Н)
Испытуемая 2, (ж., 20 лет), применение биологической обратной связи успешное. Эффективность алгоритма управления метрономизированным дыханием - 0,89, достигается за счет высокой эффективности обеих ветвей регуляции: Ь / И - 0,96 и V / (Ь + И) - 0,99. Это происходит благодаря высокой чувствительности обеих ветвей регуляции: 6,58 и 6,22 (для симпатовагальной и гуморальновегетативной регуляции соответственно). Следует отметить сильную некомпенсируемую удаленность от оптимального состояния в ветви симпатовагальной (Ь /Р) регуляции - (-142,36). Ветвь гуморальновегетативной (V / (Ь + И)) регуляции находится в субоптимальном состоянии - 0,16.
Рис. 4. Изменения BQI по всем испытуемым на 7 сеансах биологической обратной связи
Качество этого процесса в соответствии с нашими данными может быть оценено по совокупности параметров О, 8, Е, как по расстоянию системы от зоны физиологических нормативов в целом, так и в проекциях на координатные плоскости Ь / Н и У/(Ь + Н). При этом более важной в алгоритме биологической обратной связи является Ь/Нв сравнении с V / (Ь + Н).
Сравнение результатов по совокупности предложенных индексов показывает также, что в практических целях целесообразным является использование интегрального показателя В()1. Его снижение в 7 сеансах по группе испытуемых показывает положительное влияние биологической обратной связи на состояние их регуляторных систем.
В соответствии с полученными данными, ключевым в биологической обратной связи при управлении частотой метрономизиро-ванного дыхания по реакциям на него параметров ВСР является вегетативный баланс в единстве его симпатической и парасимпатической ветвей.
У большинства здоровых добровольцев биологическая обратная связь в терминах изменений частоты метрономизированного дыхания и реакций на него параметров ВСР характеризуется высокой адаптивностью и изначально находится в пределах или на небольшом удалении от зоны физиологических нормативов.
ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ
1. Биологическая обратная связь, на основе метрономизированного дыхания и параметров ВСР, позволяет влиять на регуля-торные системы организма и может быть использована в их оценке и контроле.
2. В качестве критериев оценки состояния и контроля регуляторных систем в биологической обратной связи на основе метрономизированного дыхания и параметров ВСР могут быть использованы параметры О, 8, Е, как по их расстоянию от зоны физиологических нормативов в целом, так и в проекциях на координатные плоскости Ь/Н и V / (Ь + Н), а также интегральный показатель В(}1.
3. В практических целях вместо совокупности параметров О, 8, Е целесообразно использовать интегральный показатель В()1, который позволяет выявить эффект тренировки системы регуляции при многократном повторении сеансов биообратной связи и ее положительного влияния на регуляторные системы.
4. У здоровых добровольцев биологическая обратная связь в терминах изменений частоты метрономизированного дыхания и реакций на него параметров ВСР характеризуется высокой адаптивностью и находится близко к зоне физиологических нормативов.
1. McKee M. G. Biofeedback: an overview in the context of heart-brain medicine / M. G. McKee // Cleve Clin J Med. - 2008. - № 75(suppl 2). - P. 31-34.
2. Handbook of Mind-Body Medicine for Primary Care / [Moss D., McGrady A., Davies T.C., Wickramasekera I.]. - London: Sage Publications; 2003. - 576 p.
3. Schwartz MS, Andrasik F. Biofeedback: A Practitioner's Guide. 3rd ed. / MS Schwartz, F Andrasik. New York, NY : Guilford Press; 2003.
4. Кулик A. JI. Частота дыхания и вариабельность сердечного ритма у здоровых добровольцев в биообратной связи / A. JL Кулик, А. К. Задерихин, В. И. Шульгин, Н. И. Яблучанский // Вюник Харювського нацюнального ушверситету ¿м. В. Н. Каразша. - 2009. - № 879. - С. 20-24.
5. Esler М. Reduced HRV and baroreflex sensitivity as universally applicable cardiovascular «risk factors» :
waiting for the bubble to burst / M. Esler, E .Lambert // Clinical Autonomic Research. - 2003. - № 13 (3). -P. 170-172.
6. Lombardi F. Chaos theory, heart rate variability, and arrhythmic mortality / Circulation - 2000. -№ 101 (1). - P. 8-10.
7. Kobayashi H. Does paced breathing improve the reproducibility of heart rate variability measurements? / H. Kobayashi // J Physiol Anthropol. - 2009. - № 28 (5). - P. 225-30.
8. Fang Y. Effect of different breathing patterns on nonlinearity of heart rate variability / Y. Fang, J. T. Sun, C. Li [et al.] //Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. - 2008. - P. 3220-3.
9. Lehrer P. M. Resonant frequency biofeedback training to increase cardiac variability: rationale and manual for training / P. M. Lehrer, E. Vaschillo, B. Vaschillo // Appl Psychophysiol Biofeedback. - 2000. -№25.-P. 177-91.
10. Perakakis P. Breathing frequency bias in fractal analysis of heart rate variability / P. Perakakis, M. Taylor, E. Martinez-Nieto [et al.] // Biol Psychol. - 2009. - № 82 (1). - P. 82-88.
11. Van de Louw A. Breathing cardiovascular variability and baroreflex in mechanically ventilated patients. / A. Van de Louw, C. Medigue, Y. Papelier [et al.] //Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. - 2008. -№295 (6). - P. 1934-1940.
12. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Eur Heart J. - 1996. -№ 17 (3). - P. 354-81.
13.Яблучанский H. И. Вариабельность сердечного ритма в помощь практическому врачу [Електрон-ний ресурс] / Н. И. Яблучанский, А. В. Мартыненко // Режим доступу: http://dspace.univer.kharkov. ua/handle/123456789/1462
14. Yabluchansky N. The heart rate variability (HRV) Point: Counterpoint discussion raises a whole range of questions, and our attention has also been attracted by the topic. / N. Yabluchansky, A. Kulik, A. Martynenko // J Appl Physiol. - 2007. - № 102. - P. 1715.
УДК: 616.329-002.2:616.36
РЕГЮНАЛЬШ ОСОБЛИВОСТ1 ПОКАЗНИК1В ПОШИРЕНОСТ1
ТА ЗАХВОРЮВАНОСТ1 НА ПЕПТИЧНУ ВИРАЗКУ ДВАНАДЦЯТИПАЛ01 КИШКИ I ТЕНДЕНЦ1Я IX РОЗВИТКУ В ХАРЮВСЬКШ ТА ДНШРОПЕТРОВСЬКШ ОБЛАСТЯХ
Н. Г. rpaeipoecbxa1, О. I. Залюбовська2
1 ДУ «1нститут гастроентерологп АМН Украши», Украша
2 Харювський нацюнальний медичний ушверситет, Украша
При вивченш регюнальних показниюв поширеносп та захворюваносп на пептичну виразку (ПВ) дванадцятипало! кишки (ДПК) у Харювськш та Дншропетровсьюй областях та тенденцп !х розвитку встановлеш висою темпи приросту поширеносп ПВ як в Укра!ш, так 1 дослщжених областях. Встано-влено регюнальне дом1нування темпу приросту показника захворюваносп на ПВ у Харювськш обласп, який перевигцуе аналопчний показник по краш на 87,0 % при максимальному прирост! у 2004 р. - на 63,6 %. Зменшення кшькосп випадюв вперше встановлених д1агноз1в ПВ у наступш роки обумовлено не тшьки бшын ефективними л1кувальними технолопями, а й недостатнютю д1агностич-них можливостей медично! служби, недосконалютю ведения хворих на диспансерному еташ спостере-ження, що приводить до зростання тяжких ускладнень та необхщносп екстрених оперативних втручань
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: пептична виразка, поширенють, захворюванють, регюнальш особливосп
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАСПОСТРАНЕННОСТИ И ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ПЕПТИЧЕСКОЙ ЯЗВОЙ ДВЕНАДЦАТИПЕРСНОЙ КИШКИ И ТЕНДЕНЦИЯ ИХ РАЗВИТИЯ В ХАРЬКОВСКОЙ И ДНЕПРОПЕТРОВСКОЙ ОБЛАСТЯХ
Н. Г. Гравировская1, Е. И. Залюбовская2
1 ГУ «Институт гастроэнтерологии АМН Украины», Украина
2 Харьковский национальный медицинский университет, Украина
При изучении региональных показателей распостраненности и заболеваемости пептической язвой двенадцатиперстной кишки в Харьковской и Днепропетровской областях и тенденции их развития
© ГравгровськаН. Г., ЗалюбовськаО. /., 2011
