CC BY
18
Раздел I
БИОЛОГИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И БИОИНФОРМАТИКА В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
УДК: 611.1 DOI: 10.12737/18474
ПАРАМЕТРЫ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ШКОЛЬНИКОВ В УСЛОВИЯХ
САНАТОРНОГО ЛЕЧЕНИЯ
А.А. ХАДАРЦЕВ, АС. ШАКИРОВА, А.А. ПАХОМОВ, В.В. ПОЛУХИН Д.В. СИНЕНКО
БУ ВО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Сургутский государственный университет»,
проспект Ленина, 1, г. Сургут, Россия, 628400
Аннотация. В условиях санаторного лечения анализировались параметры сердечно-сосудистой системы школьников при широтных перемещениях. Определённую количественную оценку адаптационных резервов организма предоставляет метод расчёта матриц межаттракторных расстояний в m-мерном фазовом пространстве. Результат проведенного исследования показал, что кратковременное лечение в санатории сужает размеры квазиаттрактора вектора состояний организма человека, однако после отдыха расстояние rX. резко увеличивается, что говорит о том, что за короткий промежуток времени (2 недели) отдыха с позиции стохастики не произошло значимых перестроек в организме ребенка. Основная масса детей пребывала в длительном тоническом (псевдонормальном) состоянии, которое, как правило, снижает барьеры патологий. Расчёт параметров квазиаттракторов сердечнососудистой системы показывает существенное различие по всем диагностическим параметрам. Это позволяет объективно оценивать динамику резервных возможностей организма и их прогностическую значимость.
Ключевые слова: хаос, самоорганизация, кардиореспираторная система.
PARAMETERS OF CARDIO-VASCULAR SYSTEM AT SANATORIUM TREATMENT IN PUPILS A.A. KHADARTSEV, L.S. SHAKIROVA, A.A. PAHOMOV, V.V. POLUKHIN, D.V. SINENKO
Surgut State University, 628400, Russia, KhMAO, Surgut, pr. Lenin, 1
Abstract. The parameters of the cardiovascular system of schoolchildren in latitudenal displacements were analyzed in the conditions of sanatorium treatment. The method of calculating the matrices of interat-tractor's distances in m-dimensional phase space provides a quantitative evaluation of adaptive reserves of an organism. The results of this study showed that short-term sanatorium treatment reduces the size of qua-siattractor of vector of states of the human body, but after the rest the distance rX sharply increases, which suggests that over a short period of vacation (2 weeks) from the position of stochastics has not occurred significant changes in body of child. The majority of children remained in long-term tonic state (pseudonorm) that, as a rule, reduces the barriers of pathologies. The calculation of parameters of quasiattractors of cardiovascular system shows significant difference in all diagnostic parameters. This allows us to objectively assess the dynamics of reserve possibilities of organism and their prognostic significance.
Key words: chaos, self-organization, cardiorespiratory system.
Введение. Вопросы изучения и прогнози- дящегося в условиях особых воздействий со рования механизмов адаптации человека, нахо- стороны внешней среды, основу которых со-
ставляют экофакторы Севера РФ, является фундаментальной основой современной восстановительной медицины. При этом проблема адаптации детского организма к воздействиям неблагоприятных факторов окружающей среды является основой разностороннего и многоуровневого изучения не только медицины, но экологии человека в особых условиях проживания в северных регионах РФ. Физическое развитие детей, отражает общий уровень жизни различных групп населения и является одним из существенных показателей состояния здоровья ребенка, его чувствительности к любым изменениям окружающей среды [3-6,11-15].
Преимущественной проблемой в исследовании адаптационных сдвигов является проблема состояний сердечно-сосудистой системы (ССС), которая обладает высокой лабильностью к изменяющимся условиям внешней среды. Степень активности ССС может зависеть от работы организма в целом, его реакций разного рода возмущениям и воздействиям. Наиболее доступным для регистрации параметром, отражающим процессы регуляции ССС, является ритм сердечных сокращений, динамические характеристики которого позволяют оценить выраженность симпатических и парасимпатических сдвигов при изменении физиологического состояния исследуемого. При этом было доказано, что традиционные стохастические подходы не имеют необходимой эффективности в оценке ССС организма человека [5-10, 15,16].
Цель исследования - изучение влияния широтных перемещений на процесс изменения динамики функциональных систем организма детей (у нас это состояние ССС). В условиях широтного перемещения на примере ССС системы мы изучаем динамику ее параметров с позиции теории хаоса-самоорганизации.
Объекты и методы исследования. В ходе проведения настоящего исследования использованы результаты мониторингового обследования состояния ССС 25 учащихся (мальчиков) г. Сургута. Критерии включения: возраст учащихся 7-14 лет; отсутствие жалоб на состояние здоровья в период проведения обследований; наличие информированного согласия на участие в исследовании. Критерии исключения: болезнь учащегося в период обследования. Тестирование выполнялось в 4-х разных временных промежутках: 1-й этап - до отъезда детей в санаторий; 2-ой этап - по прилету в санаторно-оздоровительный лагерь «Юный нефтяник»; 3-й этап в конце отдыха перед вылетом из санато-
рия «Юный нефтяник» (ЮН); 4-й этап - непосредственно по прилету в г. Сургут.
Информацию о состоянии параметров ССС учащихся получали методом пульсоинтервало-графии на базе приборно-программного обеспечения пульсоксиметра «ЭЛ0КС-01». Программный продукт «ELOGRAPH», которым снабжен прибор, в автоматическом режиме отображает изменение в виде ряда показателей в режиме реального времени с одновременным построением гистограммы распределения длительности кардиоинтервалов (КИ).
Выбор данного метода был связан с тем, что ритм сердечных сокращений является наиболее доступным для регистрации физиологических параметров состояний нейро-вегетативной системы (НВС). Регистрация параметров ССС обследуемых производилась в шестимерном фазовом пространстве состояний общего вектора состояния системы (ВСС) в виде x=x(t)=(xi, Х2, ..., Xm)T, где m=6. Эти координаты xt состояли из: xi -SIM - показатель активности симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС), у.е.; x2 - PAR - показатель активности парасимпатического отдела ВНС, у.е.; x3 - SSS - число ударов сердца в минуту; xt - SDNN - стандартное отклонение измеряемых кардиоинтервалов, мс; xs - INB - индекс напряжения (по Р.М. Баевскому); xe - Sp02-уровень оксигенации крови (уровень оксигемоглобина).
Полученные результаты первоначально обрабатывались методами математической статистики с помощью программного продукта Statis-tica version 6.1. Статистическая обработка данных производилась до доверительного интервала с вероятностью ß=0,95. На основе вычисления критерия Шапиро-Уилка оценивалось распределение признака на соответствие нормальному закону распределения (при критическом уровне значимости принятым равным р>0,05). Однако, не все описываемые параметры подчиняются закону нормального распределения, поэтому дальнейшие исследования зависимостей производились методами непараметрической статистики.
При описании асимметричных распределений использовалась медиана, в качестве мер рассеяния - процентили (5-й и 95-й). Для сравнения трёх и более связанных выборок, данные в которых не подчиняются закону нормального распределения, применяется критерий Фридмана (Ранговый ДА - Friedman Test). Критерий Фридмана имеет распределение типа хи-квадрат, поэтому он нами записывался следующим образом «Chi-square» (N=30, сс=23) = 556,3261 при p<0,000.
Таблица 1
Результаты проверки на нормальность распределения и статистической обработки интегрально-временных параметров ССС мальчиков (п=25) при широтном перемещении
нормальность распределения описательная статистика
Хср а min max процентили%
W V 5, % 50, Ме 95, %
SIM, (у.е.)
до ЮН 0,949 0,241 3,04 1,83 0,00 7,00 1,00 3,00 6,00
приезд в ЮН 0,800 0,000 2,84 2,44 0,00 9,00 1,00 2,00 8,00
отъезд из ЮН 0,884 0,008 2,80 1,98 0,00 8,00 1,00 3,00 6,00
приезд в Сургут из ЮН 0,776 0,000 2,28 2,25 0,00 10,00 0,00 2,00 6,00
PAR, (у.е.)
W V Хср а min max 5, % 50, Ме 95, %
до ЮН 0,957 0,361 13,32 4,42 6,00 21,00 7,00 13,00 21,00
приезд в ЮН 0,952 0,283 13,76 4,82 5,00 22,00 6,00 14,00 20,00
отъезд из ЮН 0,964 0,493 13,32 5,31 5,00 24,00 6,00 13,00 22,00
приезд в Сургут из ЮН 0,989 0,992 15,76 4,77 6,00 26,00 8,00 15,00 22,00
SSS, (уд./мин.)
W V Хср а min max 5, % 50, Ме 95, %
до ЮН 0,983 0,945 85,24 6,77 71,00 98,00 74,00 85,00 95,00
приезд в ЮН 0,963 0,475 86,16 9,86 69,00 110,00 72,00 83,00 104,00
отъезд из ЮН 0,973 0,712 84,84 7,81 69,00 97,00 72,00 85,00 97,00
приезд в Сургут из ЮН 0,893 0,013 80,44 7,64 64,00 91,00 65,00 83,00 90,00
SDNN, (мс)
W V Хср а min max 5, % 50, Ме 95, %
до ЮН 0,918 0,047 51,16 16,83 31,00 95,00 32,00 48,00
приезд в ЮН 0,967 0,563 53,80 18,66 26,00 93,00 26,00 52,00 85,00
отъезд из ЮН 0,943 0,176 52,80 18,33 26,00 93,00 28,00 46,00 88,00
приезд в Сургут из ЮН 0,920 0,051 62,36 23,77 26,00 130,00 32,00 56,00 104,00
INB, (у.е.)
W V Хср а min max 5, % 50, Ме 95, %
до ЮН 0,927 0,074 42,48 22,95 10,00 88,00 16,00 37,00 83,00
приезд в ЮН 0,789 0,000 45,72 35,59 10,00 134,00 13,00 34,00 126,00
отъезд из ЮН 0,887 0,010 43,20 28,35 10,00 114,00 14,00 39,00 99,00
приезд в Сургут из ЮН 0,763 0,000 32,72 25,05 9,00 120,00 10,00 27,00 73,00
SpOi, (%)
W V Хср а min max 5, % 50, Ме 95, %
до ЮН 0,266 0,00 94,96 12,12 37,0 99,00 94,0 97,00 99,00
приезд в ЮН 0,828 0,00 98,00 0,76 96,0 99,00 97,0 98,00 99,00
отъезд из ЮН 0,762 0,00 98,12 0,60 97,0 99,00 97,0 98,00 99,00
приезд в Сургут из ЮН 0,84 0,00 97,44 1,19 94,00 99,00 95,00 98,00 99,00
Примечание: В качестве xi выступали: xo - SIM - показатель активности симпатического отдела ВНС (у.е.), xi - PAR - показатель активности парасимпатического отдела ВНС (у.е.), Х2 - SSS - частота сердечных сокращений (уд./мин.), хз - SDNN- стандартное отклонение R-R-интервалов (мс) , Х4 - INB - показатель индекса напряжения по Р.М. Баев-скому (у. е.), Х5 - SPO2 - содержание оксигемоглобина в крови испытуемых (%). до ЮН -
интегрально-временные параметры ССС у 25-ти мальчиков до отъезда из Сургута в Юный нефтяник; приезд в ЮН - интегрально-временные параметры ССС по приезду из Сургута в Юный нефтяник; отъезд из ЮН - интегрально-временные параметры ССС
до отъезда из Юного нефтяника в Сургут; приезд в Сургут из ЮН - интегрально-временные параметры ССС при приезде в Сургут из Юного нефтяника; W - критерий Шапиро-Уилка (Shapiro-Wilk) для проверки типа распределения признака; р - достигнутый уровень значимости при проверке типа распределения с помощью критерия Шапиро-Уилка (при критическом уровне значимости принятым равным р>0,05); Хср -средние арифметические значения; а - стандартные отклонения;тш - минимальные значения; max - максимальные значения; Ме - медиана (5%;95%) для описания асимметричных распределений использована медиана, а в качестве мер рассеяния процен-
тили (5-й и 95-й)
Применение критерия Фридмана показало наличие статистически значимых различий между 4-мя группами. Однако, между какими группами существуют различия, и по каким параметрам - на этот вопрос нам отвечает критерий Вилкок-сона с измененным критическим уровнем значимости. Количество возможных попарных сравнений с помощью непараметрического критерия Вилкоксона было рассчитано по формуле: n = 0,5N(N - 1), где N - количество изучаемых групп. Если оставить критический уровень значимости без изменений (0,05), то вероятность случайного обнаружения статистически значимых различий составит 1 - 0,956 = 0,26, или 26,0 % [7,16,17].
Критический уровень значимости для данного примера при проведении всех 6-ти сравнений должен быть установлен на уровне 1 - 0,951/6 = 0,0085, то есть статистически значимыми могут считаться только те различия, для которых p<0,0085 (Гржибовский 2008 г.). Одновременно для учёта элементов хаоса в динамике параметров ССС нами использовались методы теории хаоса-самоорганизации, которые обеспечат расчёт параметров квазиинтервалов (объёмы V6 и параметр ассиметрии -General asymmetry, а также находились матрицы межат-тракторных расстояний Zij для всех квазиаттракторов. Результаты статистической обработки данных показателей ССС мальчиков в условиях широтных перемещениях представлены ниже.
Таблица 2
Уровни значимости для попарных сравнений интегрально-временных параметров ССС мальчиков (п=25) при широтных перемещениях в четырех связанных выборках с помощью критерия Вилкоксона
Попарные сравнения параметров ССС T Z р-уровень
Показатели параметра SIM до отъезда из ЮН SIM приезд в ЮН 102 0,469 0,63
SIM отъезд из ЮН 91,5 0,834 0,40
SIM приезд в Сургут из ЮН 59,5 1,699 0,08
Показатели параметра PAR отъезда из ЮН PAR приезд в ЮН 131,5 0,198 0,84
PAR отъезд из ЮН 149 0,029 0,97
PAR приезд в Сургут из ЮН 50 2,484 0,01
Показатели параметра SSS до отъезда из ЮН SSS приезд в ЮН 129,5 0,586 0,55
SSS отъезд из ЮН 155,5 0,188 0,85
SSS приезд в Сургут из ЮН 66 2,597 0,00
Показатели параметра SDNN до отъезда из ЮН SDNN приезд в ЮН 118,5 0,593 0,55
SDNN отъезд из ЮН 124,5 0,411 0,68
SDNN приезд в Сургут из ЮН 68 2,343 0,01
Показатели параметра INB до отъезда из ЮН INB приезд в ЮН 142 0,552 0,58
INB отъезд из ЮН 159 0,094 0,92
INB приезд в Сургут из ЮН 87 2,031 0,04
Показатели параметра SpÖ2 до отъезда из ЮН SpO2 приезд в ЮН 24 2,485 0,01
SpO2 отъезд из ЮН 16,5 2,84 0,00
SpO2 приезд в Сургут из ЮН 45,5 0,439 0,66
Показатели параметра SIM, приезд в ЮН SIM отъезд из ЮН 33 0 1,00
SIM приезд в Сургут из ЮН 41 1,396 0,16
Показатели параметра PAR, приезд в ЮН PAR отъезд из ЮН 63 0,259 0,79
PAR приезд в Сургут из ЮН 85,5 1,843 0,06
Показатели параметра SSS, приезд в ЮН SSS отъезд из ЮН 71 0,26 0,79
SSS приезд в Сургут из ЮН 69,5 2,3 0,02
Показатели параметра SDNN, приезд в ЮН SDNN отъезд из ЮН 79 0,283 0,77
SDNN приезд в Сургут из ЮН 100,5 1,414 0,15
Показатели параметра INB, приезд в ЮН INB отъезд из ЮН 84 0,443 0,65
INB приезд в Сургут из ЮН 86 2,058 0,04
Показатели параметра SpÖ2, приезд в ЮН SpO2 отъезд из ЮН 14 0,56 0,57
SpO2 приезд в Сургут из ЮН 24 1,789 0,07
Показатели параметра SIM, отъезд из ЮН SIM приезд в Сургут из ЮН 73,5 1,176 0,24
Показатели параметра PAR, отъезд из ЮН PAR приезд в Сургут из ЮН 54 2,138 0,03
Показатели параметра SSS, отъезд из ЮН SSS приезд в Сургут из ЮН 86,5 2,045 0,04
Показатели параметра SDNN, отъезд из ЮН SDNN приезд в Сургут из ЮН 99 1,457 0,14
Показатели параметра INB, отъезд из ЮН INB приезд в Сургут из ЮН 107 1,493 0,13
Показатели параметра SpÖ2, отъезд из ЮН SpO2 приезд в Сургут из ЮН 27 2,12 0,03
Примечание: Т - сумма положительных и отрицательных рангов; Наименьшая из двух сумм (независимо от знака) используется для расчета величины Z, по которой рассчитывается уровень значимости критерия; р - достигнутый уровень значимости при попарном сравнении с помощью критерия Вилкоксона (с измененным критическим уровнем значимости
принятым равным р<0,0085)
Результаты и их обсуждение. Анализ полученных данных, представленных в табл. 1, показал, что значение параметра SIM колеблется в интервале от 1 у.е. до 8 у.е. Наименьшее значение медианы отмечается во втором состоянии (приезд в санаторий ЮН) и 4 четвертом (приезд в г. Сургут) в виде Ме=2 у.е. Наибольший показатель регистрируется до отъезда из г. Сургута (Ме=3 у.е) и отъезда из ЮН Ме=3 у.е. Индекс активности парасимпатического отдела ВНС имеет среднюю активность и в выборке изменялся от 6 до 22 у.е. При перемещении мальчиков с Севера на Юг интервал составлял от 6 у.е. до 20 у.е. (Ме=14.), а при перемещении с
Юга на Север от 8 у.е. до 22 у.е. (Ме=15.). Наибольшее значение медианы отмечено при возвращении в г. Сургут (4 точка Ме=15 у.е). Значение индекса напряжения (по Р.М. Баевскому -ШВ) варьируется в пределах 10 у.е. до 126 у.е. Наибольший показатель отмечается при нахождении детей на отдыхе (2 и 3 точка), при возвращении в г. Сургут он не превышает 83 у.е., что говорит о некотором повышении симпатической активности ВНС [1-6].
Проведенный анализ сравнения параметров ССС показал табл. 2, что статистически значимые различия между 1 и 2, 1 и 3 группами выявлено только по показателю SpO2,
т.к.значение критерия Вилкоксона составляет p=0,01 и p=0,00 соответственно. При сравнении 2 и 4 группы исследуемые параметры имели различия практически во всех сравнениях, исключением являются параметры SIM и SDNN. Анализ сравнения 3 и 4 группы выявил статистически значимые различия параметров PAR, ЧСС, SpO2,, что говорит о влиянии смены часовых поясов на параметры вегетативного статуса мальчиков. Критерии Вилкоксона равны соответственно p=0,03, p=0,04 и p=0,03. Однако, наибольшее различие между параметрами исследования получены при сравнении 1 и 4 группы, что говорит о благотворном влиянии отдыха на параметры ФСО человека. Статистически значимых различий для параметра SIM при сравнений всех групп не выявлено [6-9,16,17].
Следующий этап исследований посвящен расчету параметров квазиаттракторов ВСОЧ в шестимерном фазовом пространстве состояний, т.к. изменения данных параметров более существенны, чем результаты статистической обработки первичных данных. Значения показателя асимметрии Rx и общего объёма многомерного параллелепипеда V valeu получены в результате обработки статистических данных в программе Identity 4. Программа по крайним точкам определяет объем параллелепипеда V (General V value) и автоматически определяет его геометрический центр, так называемый стохастический центр [6-10,14-16].
Согласно расчётам, представленным в табл. 3, объём КА после приезда в санаторий Юный нефтяник (2-я точка исследования) уменьшился в 4,8 раза и составил Vg=1,56*108 у.е. После отдыха (3 точка исследования) объём КА мальчиков продолжает снижаться и составляет Vg=0,59x108 у.е. Уменьшение объёма КА показывает активизацию регуляторных механизмов параметров ССС, а также говорит о хорошем оздоравливающем эффекте двухнедельного пребывания детей в санатории. Объём квазиаттрактора по приезду в г. Сургут (4 точка) составил Vg=3x108 у.е., что 2,3 раза меньше наблюдаемого объёма КА 1 точки (отъезд из г.Сургута в санаторий ЮН).
В теории хаоса-самоорганизации постулируется: чем больше объём, тем менее стабильна наша система [7-15]. Легко заметить, что мера хаотичности системы (rX) во всех срезах различна. Однако, расстояние между стохастическим и хаотическим центрами (rX) в 1 и 2 сре-
зах практически одинаковы и составляют гХ=29,7438 и 29,8703 усл. ед. соответственно. Расстояние гХ сначала уменьшается, а затем резко увеличивается в 4-м срезе (гХ=35.3671 усл. ед), чем больше расстояние (гХ), тем больше система отклоняется от состояния равновесия. Это говорит о недостаточной сформированности адаптационных механизмов у учащихся, а также существенном напряжении регуляторных процессов и высокой степени рассогласования параметров функциональных систем организма. Организм детей в конце санаторного отдыха находится в определенном симпатотоническом состоянии.
Также рассчитывался параметр Ък/ - расстояния между (к-ми, /-ми) центрами стохастических квазиаттракторов двух изучаемых групп (компартментов) испытуемых. Анализ расстояний Ък/ между стохастическими центрами (табл. 4) интегральных показателей сердечнососудистой и вегетативной нервной систем показал, что наименьшее расстояние отмечено при сравнении 2 и 3 точки исследования и составляет 223=11,99 у.е. Уменьшение расстояний (Ък/) между центрами квазиаттракторов, свидетельствует о стабилизирующем влиянии отдыха. Наибольшее Ъ/ установлено при сравнении мальчиков 1 и 2 точки - 214=39,70 у.е, что показывает существенное изменение регуляторных процессов в организме [1-6].
При общем суммарном значении (сложении всех элементов столбцов) расстояний Ъ/ наибольшие отличия были получены для 1-й точки исследования (111,08 абсолютно и 37,03 усреднено), во 2-й и 3-й точках исследования наблюдается снижение межаттракторных расстояний, а в 4-й точке исследования оно несколько увеличивается и составляет 80,47 абсолютно и 26,82 усредненно. При сравнении 1-й точки исследования (до отъезда из г. Сургута в санаторий ЮН) со 2-й, 3-ей и 4-ой точками исследования отмечаются наибольшие межат-тракторные расстояния (212=39,70, 213=33,97, 214=37,42). Небольшие межаттракторные расстояния отмечаются у мальчиков, когда они пребывают на отдыхе, а также когда они возвращаются в г.Сургут после отдыха, что говорит об остаточном оздоровительном эффекте отдыха на организм.
Параметр Ъц - расстояния между (1-ми, ц-ми) центрами хаотических квазиаттракторов (табл. 5) двух изучаемых групп (компартментов)
испытуемых. Анализируя полученные результаты расчёта межаттракторных расстояний для четырех кластеров испытуемых мальчиков наибольшее Ъц установлено при сравнении 1-й и 4-й точек исследования и составляет 214=14,24 у.е., а наименьшее расстояние получено при сравнении 2-й точки с 3-й точкой исследования -223=2,78 у.е.
отдыха оно становится еще меньше 19,31. Однако, по возвращению в г. Сургут увеличивается в 1,7 раза (составляет 40,83) по сравнению с результатами полученными до отъезда на отдых (1 точка - 22,86). Полученный результат говорит о недостаточной сформированное™ у мальчиков адаптационных механизмов, а также о существенном напряжении регуляторных процессов и
степени рассогласова-
Таблица 3
Результаты расчёта параметров квазиаттракторов интегрально-временных параметров ССС мальчиков (п=25) при широтных перемещениях (из Сургута в пансионат Юный Нефтяник)
у о
CQ V Ч U
b
â
до отъезда из Сургута в ЮН приезд в ЮН из Сургута
Количество измерений N = 25 Количество измерений N = 25
Размерность фазового пространства = 6 Размерность фазового пространства = 6
IntervalX0=7,0000 AsymmetryX0=0,0833 IntervalX0=9.0000 AsymmetryX0=0.2083
IntervalX1=15,0000 AsymmetryX1=0,0028 IntervalX1=17.0000 AsymmetryX1=0.0343
IntervalX2=64,0000 AsymmetryX2=0,1725 IntervalX2=67.0000 AsymmetryX2=0.0678
IntervalX3=73,0000 AsymmetryX3=0,0811 IntervalX3=124.0000 AsymmetryX3=0.2356
IntervalX4=62,0000 AsymmetryX4=0,4341 IntervalX4=3.0000 AsymmetryX4=0.1667
IntervalX5=24,0000 AsymmetryX5=0,0712 IntervalX5=41.0000 AsymmetryX5=0.0925
General asymmetry value rX=29,7438 General asymmetry value rX=29.8703
General V value vX=7,3x 108 General V value vX=1,56x 108
отъезд из ЮН в Сургут приезд в Сургут из ЮН
Количество измерений N = 25 Количество измерений N = 25
Размерность фазового пространства = 6 Размерность фазового пространства = 6
IntervalX0=8.0000 AsymmetryX0=0.1667 IntervalX0=10.0000 AsymmetryX0=0.2750
IntervalX1=19.0000 AsymmetryX1=0.0482 IntervalX1=20.0000 AsymmetryX1=0.0083
IntervalX2=67.0000 AsymmetryX2=0.0883 IntervalX2=104.0000 AsymmetryX2=0.1478
IntervalX3=104.000 AsymmetryX3=0.2031 IntervalX3=111.0000 AsymmetryX3=0.2845
IntervalX4=2.0000 AsymmetryX4=0.0625 IntervalX4=5.0000 AsymmetryX4=0.1833
IntervalX5=28.0000 AsymmetryX5=0.0476 IntervalX5=27.0000 AsymmetryX5=0.1080
General asymmetry value rX=22.0382 General asymmetry value rX = 35.3671
General V value vX=0,59x 108 General V value vX = 3x10s
ния параметров функциональных систем организма при широтных перемещениях. Межат-тракторные расстояния при движении стохастического центра, наоборот снижаются при широтном перемещении (2 точка - 75,14 , 3 точка - 65,54), а по возвращении в г. Сургут находятся ближе к исходному (до отъезда -111,08, по возвращению в г. Сургут 80,47), что также свидетельствует о напряжении функциональных резервов организма мальчиков, возникающих при широтных перемещениях [1417].
Таблица 4
При общем (суммарном) значении расстояний Ъц между центрами хаотических квазиаттракторов (при сложении всех элементов столбцов) наибольшие отличия были получены у мальчиков после отдыха (приезд в г. Сургут из санатория ЮН) - 40,83 абсолютно и 13,61 усреднено. При сравнении 4 точки исследования со 1-й и 2-ей и 3-ой точками исследования отмечаются наибольшие межаттракторные расстояния (212=14,24, 213=13,70, 214=12,89). Небольшие межаттракторные расстояния отмечаются у мальчиков, когда они пребывают на отдыхе (2 и 3 точка).
Анализ таблиц 4 и 5 показал, что движение хаотических и стохастических центров при широтных перемещениях мальчиков различается. По приезду на отдых движении хаотического центра немного снижается и составляет 21,46 (до отъезда 22,86), а после двухнедельного
Матрица идентификации расстояний у.е.) между стохастическими центрами квазиаттракторов интегральных и временных показателей сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы организма мальчиков (п=25) при широтных перемещениях в 6-ти мерном фазовом пространств
Точка
исследова- 1 2 3 4 сумма среднее
ния,
Уе.
1 Z11=0,00 Z12=39,70 Z13=33,97 Z14=37,42 111,08 37,03
2 Z21=39,70 Z22=0,00 Z23=11,99 z24=23,45 75,14 25,05
3 Z31=33,97 Z32=11,99 Z33=0,00 z34=19,60 65,54 21,85
4 Z41=37,42 z42=23,45 Z43=19,60 Z44=0,00 80,47 26,82
Таблица 5
Матрица идентификации расстояний (2д, у.е.) между хаотическими центрами квазиаттракторов интегральных и временных показателей сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы организма мальчиков (п=25) при широтных перемещениях в 6-ти мерном фазовом пространств
Выводы:
1. Анализ параметров сердечно-сосудистой системы школьников при широтных перемещениях в условиях санаторного лечения с позиции стохастики доказывает, что поведение кардиоинтервалов носит всё-таки хаотический характер. Отсюда следствие - традиционная стохастика в описании кардиоинтервалов имеет низкую эффективность, в сравнение с методами теория хаоса и саморганизации в виде расчёта квазиаттракторов.
2. Метод расчёта матриц межаттракторных расстояний в т-мерном фазовом пространстве представляет определённую количественную
Литература
оценку адаптационных резервов организма. На основе этого метода мы показали, что кратковременное лечение в санатории сужает размеры квазиаттрактора вектора состояний организма человека и частично нормализует показатели кардиореспираторной системы детей. Однако, после отдыха (4-я точка - приезд в г. Сургут) расстояние rX резко увеличивается (rX = 35.3671 усл. ед), что говорит о недостаточной сформированности адаптационных механизмов у учащихся, а также существенном напряжении регулятор-ных процессов. При этом степень рассогласования параметров функциональных систем организма нарастает.
3. Использование запатентованных методик показало, что мы можем определять параметры квазиаттракторов для групп испытуемых и сравнивать их хаотическую динамику во времени в фазовом пространстве состояний. Расчёт параметров квазиаттракторов сердечнососудистой системы показывает существенное различие по всем диагностическим параметрам, что позволяет объективно оценивать динамику резервных возможностей организма и их прогностическую значимость, выявить наиболее важные диагностические признаки (у нас это SDNN-Z4 и SpOz -Z6, а для состояний 1-4, 23, 2-4 ещё и Z5 - ИНБ).
References
Vedyasova OA, Es'kov VM, Filatova OE. Sistemnyy kompartmentno-klasternyy analiz mekhanizmov ustoy-chivosti dykhatel'noy ritmiki mlekopitayu-shchikh. Samara: Ofort; 2005. Russian.
Vedyasova OA, Es'kov VM, Zhivoglyad RN, Zuevskaya TV, Popov YuM. Sootnoshenie mezhdu deterministski-mi i khaoticheskimi podkhodami v modelirovanii sinergizma i ustoychivosti raboty dykhatel'nogo tsentra mlekopitayushchikh. Vestnik novykh meditsin-skikh tekhnologiy. 2005;12(2):23-4. Russian. Es'kov VM, Filatova OE, Fudin NA, Khadartsev AA. Novye metody izucheniya intervalov ustoychivosti bi-ologicheskikh dinamicheskikh sistem v ramkakh kom-partmentno-klasternogo podkhoda. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2004;11(3):5-6. Russian.
Es'kov VM, Filatova OE, Fudin NA, Khadartsev AA. Problema vybora optimal'nykh matematicheskikh mod-eley v teorii identifikatsii biologicheskikh dinami-cheskikh sistem. Sistemnyy analiz i uprav-lenie v biomeditsinskikh sistemakh. 2004;3(2):150-2. Russian.
Es'kov VM. Metody izmereniya intervalov ustoychivosti biologicheskikh dinamicheskikh sistem i ikh sravnenie s
1. Ведясова O.A., Еськов В.М., Филатова O.E. Системный компартментно-кластерный анализ механизмов устойчивости дыхательной ритмики млекопитающих. Самара: Офорт, 2005. 198 с.
2. Ведясова О.А., Еськов В.М., Живогляд Р.Н., Зуев-ская Т.В., Попов Ю.М. Соотношение между детерминистскими и хаотическими подходами в моделировании синергизма и устойчивости работы дыхательного центра млекопитающих // Вестник новых медицинских технологий. 2005. Т. 12, № 2. С. 23-24.
3. Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадар-цев А.А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологий. 2004. Т. 11, № 3. С. 5-6.
4. Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадар-цев А.А. Проблема выбора оптимальных математических моделей в теории идентификации биологических динамических систем // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2004. Т. 3, № 2. С. 150-152.
5. Еськов В.М. Методы измерения интервалов устойчивости биологических динамических систем и их
Точка
исследо- 1 2 3 4 сум- сред-
ва- ма нее
ния^.е.
1 Zii=0,00 zi2=4,98 zi3=3,64 Zi4=i4,24 22,86 7,62
2 Z2i=4,98 Z22=0,00 Z23=2,78 Z24=i3,70 2i,46 7,i5
3 Z3i=3,64 Z32=2,78 Z33=0,00 Z34=i2,89 i9,3i 6,46
4 Z4i=14,24 Z42=i3,70 Z43=i2,89 Z44=0,00 40,83 i3,6i
сравнение с классическим математическим подходом в теории устойчивости динамических систем // Метрология. 2005. № 2. С. 24-36.
6. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине. Часть VII Си-нергетический компартментно-кластерный анализ и синтез динамики поведения вектора состояния организма человека на Севере РФ в условиях сано-генеза и патогенеза / Еськов В.М., Хадарцев А.А., Аушева Ф.И. [и др.]. Самара: Офорт, 2008. 159 с.
7. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова О.Е. Флуктуации и эволюции биосистем - их базовые свойства и характеристики при описании в рамках синергетической парадигмы // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т. 17, № 1. С. 17-19.
8. Еськов В.М., Еськов В.В., Филатова О.Е. Особенности измерений и моделирования биосистем в фазовых пространствах состояний // Измерительная техника. 2010. № 12. С. 53-57.
9. Еськов В.М., Филатов М.А., Добрынин Ю.В., Есь-ков В.В. Оценка эффективности лечебного воздействия на организм человека с помощью матриц расстояний // Информатика и системы управления.
2010. № 2. С. 105-108.
10. Третья парадигма. Российская академия наук, Научно-проблемный совет по биофизике. Самара,
2011.
11. Еськов В.М., Балтикова А.А., Буров И.В., Гавриленко Т.В., Пашнин А.С. Можно ли моделировать и измерять хаос в медицине? // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т. 19, № 2. С. 412-414.
12. Еськов В.М., Попов Ю.М., Филатова О.Е. Третья парадигма и представления И.Р. Пригожина и Г. Ха-кена о сложности и особых свойствах биосистем // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т. 19, № 2. С. 416-418.
13. Еськов В.В., Вохмина Ю.В., Гавриленко Т.В., Зимин М.И. Модели хаоса в физике и теории хаоса-самоорганизации // Сложность. Разум. Постнеклас-сика. 2013. № 2. С. 42-56.
14. Карпин В.А., Башкатова Ю.В., Коваленко Л.В., Филатова Д.Ю. Состояние сердечно-сосудистой системы тренированных и нетренированных студентов с позиции стохастики и теории хаоса // Теория и практика физической культуры. 2015. № 3. С. 83-85.
15. Eskov V.M., Eskov V.V., Braginskii M.Ya., Pashnin A.S. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort // Measurement Techniques. 2011. Т. 54, № 7. С. 832-837.
16. Eskov V.M., Khadartsev A.A., Eskov V.V., Filatova O.E. Quantitative registration of the degree of the voluntariness and involuntariness (of the chaos) in biomedical systems // Journal of Analytical Sciences, Methods and Instrumentation. 2013. № 3. С. 67-74.
17. Eskov V.M. Evolution of the emergent properties of three types of societies: the basic law of human development // E:CO Emergence: Complexity and Organization. 2014. Т. 16. № 2. С. 107-115.
klassicheskim matematicheskim podkho-dom v teorii ustoychivosti dinamicheskikh sistem. Metrologiya. 2005;2:24-3б. Russian.
Es'kov VM, Khadartsev AA, Ausheva FI, et al. Sistem-nyy analiz, upravlenie i obrabotka informatsii v biologii i meditsine. Chast' VII Sinergeticheskiy kompartment-no-klasternyy analiz i sintez dinamiki povedeniya vek-tora sostoyaniya organizma cheloveka na Severe RF v usloviyakh sanogeneza i patogeneza. Samara: Ofort; 2008. Russian.
Es'kov VM, Khadartsev AA, Es'kov VV, Filatova OE. Fluktuatsii i evolyutsii biosistem - ikh bazovye svoystva i kharakteristiki pri opisanii v ramkakh sinergeti-cheskoy paradigmy. Vestnik novykh medi-tsinskikh tekhnologiy. 2010;17(1):17-9. Russian.
Es'kov VM, Es'kov VV, Filatova OE. Osobennosti izme-reniy i modelirovaniya biosistem v fazovykh pro-stranstvakh sostoyaniy. Izmeritel'naya tekhnika. 2010;12:53-7. Russian.
Es'kov VM, Filatov MA, Dobrynin YuV, Es'kov VV. Otsenka effektivnosti lechebnogo vozdeystviya na organizm cheloveka s pomoshch'yu matrits rasstoyaniy. Informatika i sistemy upravleniya. 2010;2:105-8. Russian.
Tret'ya paradigma. Rossiyskaya akademiya nauk, Nauchno-problemnyy sovet po biofizike. Samara; 2011. Russian.
Es'kov VM, Baltikova AA, Burov IV, Gavrilenko TV, Pashnin AS. Mozhno li modelirovat' i izmeryat' khaos v meditsine? Vestnik novykh meditsinskikh tekh-nologiy. 2012;19(2):412-4. Russian.
Es'kov VM, Popov YuM, Filatova OE. Tret'ya paradigma i predstavleniya I.R. Prigozhina i G. Khakena o slozhnosti i osobykh svoystvakh biosistem. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012;19(2):41б-8. Russian.
Es'kov VV, Vokhmina YuV, Gavrilenko TV, Zimin MI. Modeli khaosa v fizike i teorii khaosa-samoorganizatsii. Slozhnost'. Razum. Postneklassi-ka. 2013;2:42-5б. Russian.
Karpin VA, Bashkatova YuV, Kovalenko LV, Filato-va DYu. Sostoyanie serdechno-sosudistoy sistemy treni-rovannykh i netrenirovannykh studentov s pozitsii stokhastiki i teorii khaosa. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2015;3:83-5. Russian.
Eskov VM, Eskov VV, Braginskii MYa, Pashnin AS. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort. Measurement Techniques. 2011;54(7):832-7.
Eskov VM, Khadartsev AA, Eskov VV, Filatova OE. Quantitative registration of the degree of the voluntari-ness and involuntariness (of the chaos) in biomedical systems. Journal of Analytical Sciences, Methods and Instrumentation. 2013;3:б7-74.
Eskov VM. Evolution of the emergent properties of three types of societies: the basic law of human development. E:CO Emergence: Complexity and Organization. 2014;1б(2):107-15.
