Способ коррекции функционального состояния человека



Способ коррекции функционального состояния человека
Способ коррекции функционального состояния человека
Способ коррекции функционального состояния человека
Способ коррекции функционального состояния человека
Способ коррекции функционального состояния человека
Способ коррекции функционального состояния человека

Владельцы патента RU 2323681:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (RU)

Способ относится к медицине, а именно к физиологии и терапии. Регистрируют и анализируют кардиоинтервалограммы пациента в реальном времени. Синхронизируют дыхательные движения с колебаниями собственного сердечного ритма. Команды вдоха-выдоха человеку формирует микроконтроллер на основе анализа текущей кардиоинтервалограммы, причем команда на вдох выдается микроконтроллером при регистрации максимума кардиоинтервалограммы и при условии окончания временного интервала блокировки анализа, в течение которого микроконтроллер не выдает команды даже при наличии экстремума. Команда на выдох выдается при регистрации минимума кардиоинтервалограммы и при условии окончания временного интервала блокировки анализа, причем временной интервал блокировки анализа начинается во время команды вдоха с длительностью три кардиоцикла или выдоха с длительностью один кардиоцикл. Способ повышает эффективность систем диагностики и коррекции функционального состояния человека. 6 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и терапии, и может быть использовано в системах диагностики и коррекции функционального состояния человека.

Известен «Способ функциональной психофизиологической коррекции состояния человека и диагностики в процессе коррекции» (патент РФ №2221477), сущность которого заключается в визуальном представлении пациенту его собственной кардиоритмограммы (кардиоинтервалограммы) в реальном времени, при этом пациент анализирует свою кардиоритмограмму и синхронизирует свои дыхательные движения с колебаниями собственного сердечного ритма: при повышении частоты сердечных сокращений осуществляет вдох, а при снижении частоты сердечных сокращений - выдох. Такая кардиореспираторная синхронизация (тренинг с биологической обратной связью (БОС) кардиореспираторной системы, кардиореспираторный БОС-тренинг) стимулирует блуждающий нерв, приводит к релаксации пациента. Недостатком способа является активная вовлеченность в анализ кардиоритмограммы пациента, что снижает степень его релаксации. Вторым недостатком является привязанность пациента (испытуемого) к монитору, что накладывает ограничения на условия проведения сеансов биологической обратной связи и затрудняет или даже делает невозможным сочетание сеансов биологической обратной связи с другими видами активной нагрузки на организм (физической, психологической и др.).

Задачей изобретения является повышение эффективности воздействия на вегетативную нервную систему человека способами кардиореспираторной синхронизации с организацией биологической обратной связи путем исключения дополнительной психологической нагрузки на пациента в виде анализа собственной кардиоинтервалограммы, а также повышение мобильности всего комплекса кардиореспираторной синхронизации для сочетания сеансов биологической обратной связи с другими видами активной нагрузки на организм путем исключения обязательной визуальной связи пациента с комплексом.

Сущность изобретения заключается в коррекции функционального состояния человека посредством ввода в цепь биологической обратной связи микрокомпьютерного регистратора-анализатора, который анализирует кардиоинтервалограмму и в оптимальные моменты времени формирует управляющие команды на вдох-выдох, которым подчиняется пациент.

На фиг.1 представлена структурная схема комплекса кардиореспираторной синхронизации; на фиг.2 представлена кардиоинтервалограмма с запоздалой реакцией частоты сердечных соеращений (ЧСС) на вдох (с «парадоксальной» реакцией); на фиг.3 представлена блок-схема алгоритма подпрограммы, обеспечивающей анализ кардиоинтервалограммы и формирование управляющих сигналов; на фиг.4 представлено сравнение реальных графиков кардиоинтервалограммы во время проведения сеанса кардиореспираторного БОС-тренинга предлагаемым способом и способом, предложенным в прототипе, у одного и того же человека; на фиг.5 показана кардиоинтервалограмма во время проведения сеанса кардиореспираторного БОС-тренинга предлагаемым способом в сочетании с равномерной нагрузкой на велоэргометре. На фиг.6 представлена кардиоинтервалограмма при совмещении сеансов кардиореспираторного БОС-тренинга с ортостатической пробой.

Способ осуществляется следующим образом. На человека 1 накладывают электроды 2 микрокомпьютерного регистратора-анализатора. Потенциалы электрокардиограммы усиливаются усилителем биопотенциалов 3, фильтруются от помех блоком фильтров 4 и поступают на аналоговый вход микроконтроллера 5, программа которого позволяет оцифровывать сигнал, выделять RR-интервалы, затем их регистрировать в памяти (блок 7, фиг.1), анализировать и, в результате анализа, формировать управляющие сигналы на вдох-выдох, которые поступают на блок выдачи команд (блок 6, фиг.1). Блок выдачи команд воздействует на органы слуха, и(или) зрения, и(или) осязания человека, т.е. выдает команды в звуковом, и(или) визуальном, и(или) тактильном виде. Человек подчиняется командам и совершает дыхательные движения, которые обратно воздействуют на RR-интервалы (частоту сердечных сокращений), т.е. цепь биологической обратной связи замыкается. Для достижения максимальной релаксации рекомендуется поза лежа и(или) с закрытыми глазами.

Как известно, при вдохе RR-интервалы укорачиваются относительно исходного уровня (частота сердечных сокращений увеличивается), а при выдохе RR-интервалы удлиняются относительно исходного уровня (частота сердечных сокращений уменьшается). Процесс монотонного уменьшения RR-интервалов на вдохе у большинства здоровых людей длится примерно 4-7 секунд, а затем, даже при продолжающемся вдохе, RR-интервалы начинают увеличиваться. Процесс монотонного увеличения RR-интервалов на выдохе у большинства здоровых людей длится примерно 3-5 секунд (и происходит, как правило, быстрее процесса монотонного уменьшения RR-интервалов), а затем, даже при продолжающемся выдохе, RR-интервалы начинают уменьшаться. Если в момент перехода через максимум кардиоинтервалограммы изменить фазу дыхания, то наступит кардиореспираторная синхронизация (явление функционального резонанса кардиореспираторной системы [1]) с максимальной стимуляцией блуждающего нерва и релаксацией пациента. На этом явлении основана работа выбранного прототипа, а также целый ряд других подобных методик [2, 3]. Однако организация биологической обратной связи в этих способах подразумевает активную вовлеченность в анализ кардиоритмограммы пациента, что снижает степень его релаксации, а также формирует привязанность пациента (испытуемого) к монитору, а это накладывает ограничения на условия проведения сеансов биологической обратной связи. Устранить эти недостатки возможно вводом в цепь биологической обратной связи микрокомпьютерного регистратора-анализатора, который анализирует кардиоинтервалограмму и в оптимальные моменты времени формирует управляющие команды на вдох-выдох, которым подчиняется пациент.

Практические испытания способа организации биологической обратной связи с анализом кардиоинтервалограммы пациента микрокомпьютерным регистратором-анализатором в реальном времени показали, что в ряде случаев характер изменения RR-интервалов при вдохе и выдохе не подчиняется выше сформулированному правилу и происходит обратная («парадоксальная») реакция, в частности у некоторых людей наблюдалась запоздалая реакция учащения (урежения) ритма сердца на вдох (выдох), что приводило к появлению вслед за одним экстремумом других экстремумов, непосредственно не связанных с явлением кардиореспираторной синхронизации (функционального резонанса), а зависящих от индивидуальных особенностей реакции ритма сердца на дыхательные движения. Из-за этого микрокомпьютерный регистратор-анализатор выдавал неверные команды. Для ликвидации этого негативного эффекта был введен сразу за выданной командой интервал блокировки анализа, во время которого наличие экстремума не приводит к выдаче управляющей команды. Длительность интервала блокировки целесообразно брать равным трем кардиоциклам после команды вдоха и одному кардиоциклу после команды выдоха. Это значение является компромиссом между ошибками первого и второго рода, то есть между пропуском экстремума, обусловленного резонансными свойствами кардиореспираторной системы и ложными срабатываниям анализатора экстремумов. Различие длительности этих двух интервалов блокировки обусловлено разной скоростью процессов увеличения и уменьшения RR-интервалов (фиг.2).

Блок-схема алгоритма подпрограммы микроконтроллера, обеспечивающей анализ кардиоинтервалограммы и формирование управляющих сигналов с учетом интервала блокировки, представлена на фиг.3.

На фиг.4 представлено сравнение кардиоинтервалограмм, полученных у одного и того же человека в одинаковых условиях способом, описанном в прототипе (слева на фиг.4) и предлагаемым способом (справа на фиг.4). По субъективным ощущениям глубина релаксации при организации биологической обратной связи предлагаемым способом выше, чем при организации биологической обратной связи способом-прототипом. По объективным данным при кардиореспираторной синхронизации способом-прототипом усредненные RR-интервалы удлинились с 0,75 до 0,87 с (ЧСС соответственно уменьшилась с 80 до 69 уд./мин), а при кардиореспираторной синхронизации предлагаемым способом усредненные RR-интервалы удлинились с 0,76 до 1,05 с (ЧСС соответственно уменьшилась с 79 до 57 уд./мин), что отражает большую релаксацию пациента и большую стимуляцию блуждающего нерва предлагаемым способом по сравнению с прототипом. Подобные результаты получены и у других испытуемых.

Человеку в предлагаемом способе организации биологической обратной связи отводится пассивная роль, т.е. человек просто подчиняется командам микрокомпьютерного регистратора-анализатора, причем визуальная связь с техническими устройствами не обязательна, достаточна звуковая связь. Это позволяет совместить сеансы биологической обратной связи с другими видами активной нагрузки на организм (физической, психологической и др.). На фиг.5 представлен пример кардиоинтервалограммы при совмещении сеансов кардиореспираторного БОС-тренинга предлагаемым способом с равномерной нагрузкой на велоэргометре, а на фиг.6 представлена кардиоинтервалограмма при совмещении сеансов кардиореспираторного БОС-тренинга с ортостатической пробой.

Таким образом, ввод в цепь биологической обратной связи микрокомпьютерного регистратора-анализатора, который анализирует кардиоинтервалограмму и в оптимальные моменты времени формирует управляющие команды на вдох-выдох, которым подчиняется пациент, исключает дополнительную психологическую нагрузку на пациента в виде анализа собственной кардиоинтервалограммы, а также исключает обязательную визуальную связь пациента с техническими устройствами, что позволяет добиться большей релаксации пациента, повысить эффективность воздействия на вегетативную нервную систему человека способами кардиореспираторной синхронизации с организацией биологической обратной связи, а также повысить мобильность всего комплекса кардиореспираторной синхронизации для сочетания сеансов биологической обратной связи с другими видами активной нагрузки на организм. Ввод в подпрограмму анализа экстремумов интервалов блокировки анализа позволяет учитывать возможность индивидуальной реакции учащения (урежения) ритма сердца на вдох (выдох) с появлением вслед за одним экстремумом кардиоинтервалограммы других экстремумов, непосредственно не связанных с явлением кардиореспираторной синхронизации (функционального резонанса) и являющихся в данном случае шумом.

Источники информации

1. Ващилло Е.Г., Зингерман А.М, Константинов М.А. Исследование резонансных характеристик сердечно-сосудистой системы. //Физиология человека, 1983. Т.9, №2. С.257-265.

2. Патент РФ №2190952. Способ лечения опийной зависимости, отягощенной нейроциркуляторной дистонией, у подростков в остром периоде / Яковлев Н.М., Сметанкин А.А. Опубл. 2002.10.20.

3. Авт. св. СССР №1745200. Способ функциональной коррекции артериального давления/ Гондарева Л.Н., Василевский Н.Н., Сейсембеков Т.З. и др., Опубл. 1992.07.07.

Способ функциональной коррекции состояния человека, включающий регистрацию и анализ кардиоинтервалограммы пациента в реальном времени и синхронизацию дыхательных движений с колебаниями собственного сердечного ритма: вдох осуществляется при регистрации максимума кардиоинтервалограммы, а выдох осуществляется при регистрации минимума кардиоинтервалограммы, отличающийся тем, что команды вдоха-выдоха человеку формирует микроконтроллер на основе анализа текущей кардиоинтервалограммы, причем команда на вдох выдается микроконтроллером при регистрации максимума кардиоинтервалограммы и при условии окончания временного интервала блокировки анализа, в течение которого микроконтроллер не выдает команды даже при наличии экстремума, а команда на выдох выдается при регистрации минимума кардиоинтервалограммы и при условии окончания временного интервала блокировки анализа, причем временной интервал блокировки анализа начинается во время команды вдоха с длительностью три кардиоцикла или выдоха с длительностью один кардиоцикл.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, в частности к нейроофтальмологии. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии, и может быть использовано для диагностики пароксизмальных состояний эпилептического и неэпилептического генеза.
Изобретение относится к медицине, а именно к способам восстановления психофозиологических параметров организма с использованием электроэнцефалографической биологической акустической обратной связи (ЭЭГ-БАОС), и может быть использовано в различных областях медицины при лечении широкого спектра заболеваний, таких как функциональные нарушения центральной нервной системы, психосоматические заболевания и последствия органических поражений мозга.

Изобретение относится к медицине, конкретно к неврологии и клинической нейрофизиологии и предназначено для лечения функциональных нарушений центральной нервной системы (ЦНС) путем стабилизации биоэлектрической активности мозга сенсорным сигналом.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам управления психофизиологическими параметрами индивидуума с использованием биологической обратной связи, и может быть использовано в различных областях медицины при лечении широкого спектра заболевания.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для функциональной коррекции расстройств функций у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата, для коррекции осанки и лечения начальных стадий сколиоза, а также в офтальмологии для лечения амблиопии.

Изобретение относится к медицине, в частности, к психофизиологии предназначены для снятия эмоционального напряжения человека и могут быть использованы в спортивной и лечебной практике, а также на производстве для тренировки людей, реализующих свою деятельность в условиях вероятной опасности.

Изобретение относится к медицине, а именно к к кардиологии. .
Изобретение относится к области медицины, в частности к кардиологии. .

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к методам экспресс-диагностики. .
Изобретение относится к медицине, а именно к кардиодиагностике. .
Изобретение относится к медицине, а именно кардиологии. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к эргономике. .

Изобретение относится к области медицины, в частности к электрокардиографии, и может быть использовано для измерения длительности кардиоцикла, сегментации сигнала, а также в методиках анализа вариабельности сердечного цикла.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии для выявления дисфункции височно-нижнечелюстного сустава. .

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и терапии, и может быть использовано в системах диагностики и коррекции функционального состояния человека

Наверх