CC BY
56ДИАГНОСТИКА
к<еквк1
Экспресс-метод диагностики донозологических состояний, предболезни и процессов адаптации пациентов с помощью аппаратно-программного комплекса «Пульс-Антистресс»
Михайлов Н. Ю., к. ^т. н., с. н. с. ЮНЦРАН; Толмачев Г. Н., к. ф.-м. н., зав. отделом физики и астрономии ЮНЦ РАН; Гаркави Л. Х., д. м. н., профессор, академик РАЕН, руководитель лаборатории изыскания новых противоопухолевых средств и изучения механизмов их действия РНИОИ; Пляка П. С., к. ф.-м. н., с. н. с. ЮНЦ РАН; г. Ростов-на-Дону
Введение
В конце семидесятых — начале восьмидесятых годов прошлого века после первых попыток всеобщей диспансеризации в нашей стране было выяснено, что 80—90% всех обследованных оказались больными. Выходом из сложившейся ситуации стала донозологическая диагностика — новое научное направление, ставшее альтернативой науке о болезни [1].
Было разработано учение о донозологических состояниях, пограничных между здоровьем и болезнью (состояние предболезни) [2—4]. Очевидно, что чем менее здоров человек, тем выше риск развития заболевания, то есть степень риска зависит от возможности организма сопротивляться негативным воздействиям внешней среды и способности адаптироваться к ним. Исходя из этого, адаптационные возможности организма можно рассматривать как меру здоровья. В свою очередь, необходим эффективный «инструментарий» для их оценки. Таким образом, становится актуальной задача поиска методов диагностики состояний предболез-ни, которые бы позволяли судить об уровне здоровья, а также соответствующей систематики донозологиче-ских состояний.
Впервые общее неспецифическое состояние было описано в 1936 году Г. Селье и названо реакцией стресс (общий адаптационный синдром) [2]. В дальнейшем было выявлено, что, кроме реакции стресс, действию разных по качеству и силе факторов соответствует система антистрессорных реакций человека: реакция спокойной и повышенной активации на действие различных по качеству средних, дострессовых воздействий [5, 6] и реакция тренировки на действие разных по качеству слабых воздействий [3, 5, 6].
В дальнейшем была найдена периодическая закономерность развития адаптационных реакций в зависимости от абсолютной величины действующего фактора, то есть на разных уровнях реактивности [3, 6]. Каждой реакции и группе уровней реактивности свойствен свой комплекс изменений в организме, его основных подсистем и метаболизма. Поэтому тип и характер реакции определяют состояние здоровья, донозологические состояния, болезни разной тяжести [3, 7]. Л. Х. Гаркави высказала гипотезу: у каждой реакции есть свои частотные характеристики. Эта гипотеза была подтверждена дальнейшими многочисленными исследованиями [3, 7].
Определение типа реакции и уровней реактивности позволяет диагностировать состояния организма, в том числе и донозологические. Это открывает перспективы профилактики и лечения заболеваний, особенно находящихся в начальных стадиях, с помощью целенаправленного вызова и поддержания в организме
антистрессорных реакций, особенно реакций активации — спокойной и повышенной высоких уровней реактивности, проведения активационной терапии, повышающей неспецифическую резистентность организма (Гаркави Л. Х., Квакина Е. Б., 1990; Гаркави Л. Х., Кваки-на Е. Б., Кузьменко Т. С., Шихлярова А. И., 2003).
На современном этапе развития исследование физиологии человека отталкивается от полученных экспериментальных данных, к которым можно отнести физиологические сигналы. Широкое распространение получили методы: сфигмография лучевой артерии, пье-зопульсография, фотоплетизмография (ФПГ), электроэнцефалография, электрокардиография (ЭКГ) и многие другие специализированные инструментальные средства. Среди них можно выделить несколько методик, имеющих непосредственное отношение к сердечнососудистой системе. Наибольший интерес у исследователей вызывает ЭКГ, ФПГ и сфигмография лучевой артерии, что можно объяснить как обилием получаемых параметров (ФПГ и сфигмография лучевой артерии), так и принятыми стандартами диагностики в клинике (ЭКГ). На сегодняшний день приоритет чаще всего отдается диагностическим программно-аппаратным комплексам, в которых реализованы цифровые методы анализа физиологических сигналов. При их использовании получают огромный набор информативных параметров. Все они, так или иначе, отражают процесс адаптации организма. При этом происходит функциональная модификация во времени органов и систем, наблюдая за изменением которых, например параметров гемодинамики, можно дать предварительную оценку состояния сердечно-сосудистой системы [4]. Выделяя тот или иной инструментальный метод, врачу становится доступной информация, позволяющая косвенно судить о процессе адаптации организма. Но физиологически важно знать и интегральные оценки происходящих изменений, для того чтобы вовремя предупредить развитие заболеваний. Частично данную проблему пытались решить путем анализа ритма сердца. Как правило, во многих работах, посвященных данной тематике, используются программно-аппаратные комплексы (ПАК) [8—10]. В их основе заложены интегральные оценки и градуировка функционального состояния организма, разработанные авторами на основе анализа экспериментальных данных. Так, в ПАК «Динамика-100» путем регистрации сигнала ЭКГ и статистической и спектральной обработки ритмограммы была предложена следующая градация показателя здоровья [9]:
• системы регуляции организма в оптимальном состоянии;
ДИАГНОСТИКА
• системы регуляции организма в состоянии
мобилизации;
• системы регуляции организма в состоянии
рассогласования;
• системы регуляции организма в состоянии
функциональной неустойчивости;
• системы регуляции организма в устойчиво
нарушенном состоянии.
Схожих принципов придерживались и разработчики программно-аппаратных комплексов «Вита-87» и «Ва-рикард». Ими был разработан показатель активности регуляторных систем (ПАРС) [4], базирующийся на анализе ритма сердца (норма; умеренное функциональное напряжение; выраженное функциональное напряжение; состояние перенапряжения регуляторных механизмов; состояние истощения регуляторных систем, явления астенизации, срыв адаптации). Предлагаемые системы оценки адаптационных возможностей организма базировались на выводах одного либо нескольких экспертов. Это не могло не сказываться на указанных градациях. Поэтому необходимо учитывать некоторые объективные количественные показатели, например гемограмму. Отметим, что исследования в данной области основывались не только на параметрах сигнала ЭКГ [10], но и на анализе общих, фундаментальных закономерностей физиологии человека. Речь идет о систематике адаптационных ресурсов организма, указанной ранее.
Разработка и применение пульсовой диагностики, отражающей частотные характеристики организма и его разных иерархических уровней, позволили сопоставить характер изменений характеристик пульса с типом адаптационных реакций [11]. Было показано, что характеристики пульсовой волны (статистические и частотные) коррелируют с типом адаптационных реакций. Определение типа реакции и уровней реактивности позволяет диагностировать состояние организма, в том числе и донозологическое. Это открывает перспективы профилактики и лечения заболеваний, особенно находящихся в начальных стадиях, с помощью целенаправленного вызова и поддержания в организме антистрес-сорных реакций, в первую очередь реакций активации на спокойных, повышенных и высоких уровнях реактивности [5].
В целом общая тенденция развития медицины заключается в том, чтобы сделать целью массовых медицинских осмотров изучение здорового контингента людей для предотвращения появления новых заболеваний. С учетом этого целью обследования является не постановка диагноза заболевания, а определение риска его развития путем оценки адаптационных возможностей организма. Причем особенно важен подобный подход для лиц, принимающих ответственные решения, для которых нарушение состояния здоровья может привести к возникновению внештатных ситуаций, способных привести как к материальным, так и к людским потерям. В данной работе не ставится задача исследования факторов риска и нагрузок, влияющих на развитие адаптационных реакций. Это связано в первую очередь с тем, что в таком случае необходим длительный мониторинг и достаточно полная информация о профессиональной деятельности, которая по ряду причин не всегда является общедоступной. Тем не менее, это могло бы быть не менее актуальным исследованием.
Для решения поставленной задачи необходимо использовать простые, доступные и экономичные методики, которые не требуют больших затрат времени и, с учетом диагностики донозологических состояний, в достаточной степени являются информативными. Наиболее простой и повсеместно принятой на территории России методикой определения сигнального показателя реакции является методика анализа лейкоцитарной формулы крови. Однако, с учетом адаптационных возможностей, ее использование с целью диагностики донозологических состояний требует особой трактовки результатов. Впервые данная интерпретация была предложена в 1975 году российскими учеными Л. Х. Гар-кави, Е. Б. Квакиной и М. А. Уколовой (открытие №158) [6].
Пулъс-Анти стресс
Аппаратно-программный комплекс «Пульс-Антистресс»
С целью разработки и реализации экспресс-метода диагностики донозологических состояний, предбо-лезни и процессов адаптации человека было предложено использовать методику и вариант программно-аппаратного комплекса «Пульс-Антистресс» [3, 11], который основан на анализе сигнала пульсовой волны и имеет градацию уровней здоровья в соответствии с систематикой группы риска [2, 5, 6] (стресс, тренировка, спокойная активация, повышенная активация). Особенностями разработанного на данный момент варианта программно-аппаратного комплекса являются как оперативность исследования (время регистрации пульсовой волны для выдачи результатов занимает не более двух минут), так и обработка и представление результатов согласно систематике адаптационных возможностей [3]. Ранее на основе применения данной экспресс-методики определяли группы риска военнослужащих. В данном случае под риском понимается риск развития заболевания. Группы риска сформированы согласно адаптационным реакциям и уровням реактивности (табл. 1), определяемым по параметрам лейкоцитарной формулы крови. Следует указать на то, что адаптационные реакции и уровни реактивности являются неспецифическими показателями [2, 3, 6], то есть они не указывают на наличие конкретного заболевания, а указывают на степень резистентности организма в целом к воздействию различных факторов (безотносительно к их природе), снижение которой и может привести к появлению либо развитию заболеваний.
0
№1(28) • 2012
www.akvarel2002.ru
Таблица 1
Распределение адаптационных реакций по группам риска
Группа очень высокого риска (ОВР) Группа высокого риска (ВР) Группа низкого риска (НР) Группа: условно здоровые (УЗ)
Антистрессорные реакции очень низких уровней реактивности (УР), стресс средних УР, напряженная переактивация средних УР Антистрессорные реакции низких УР, стресс средних УР, напряженная переактивация средних УР Антистрессорные реакции средних УР, стресс высоких УР, мягкая переактивация Антистрессорные реакции высоких УР
Результаты проведенных ранее исследований в группе военнослужащих (71 человек) на основе разработанной экспресс-методики показали, что 80,3% здоровых по данным анамнеза вошли в группу риска (42,3% — группа очень высокого и высокого риска, 38% — группа низкого риска), и 30% имеющих функциональные заболевания по данным анамнеза вошли в группу высокого и очень высокого риска. Таким образом, группы высокого и очень высокого риска нуждаются в дополнительных обследованиях и в лечебных и лечебно-профилактических мероприятиях, что и является одной из задач допускового контроля.
На основе проведенных исследований в отделе физики и астрономии ЮНЦ РАН был разработан и создан аппаратно-программный комплекс «Пульс-Антистресс» [12]. В настоящее время комплекс производится ООО «НПП «АрхиМед» по лицензии ЮНЦ РАН. Аппаратно-программный комплекс «Пульс-Антистресс» успешно выставлялся на российских и зарубежных выставках: Международный конгресс Euromedica (Ганновер, Германия, 2005) — диплом I степени за разработку программно-аппаратного комплекса оценки адаптационных ресурсов организма человека «Пульс-Антистресс»; Х Московский международный салон инноваций и инвестиций (Москва, 2010) — золотая медаль за разработку программно-аппаратного комплекса «Пульс-Антистресс Риски».
Предполагается дальнейшее развитие возможностей данного комплекса. Будут созданы и использованы беспроводные биомедицинские датчики, которые подключаются к общей беспроводной системе датчиков, позволяющей регистрировать как сигналы пульсовой волны, так и ЭКГ, и сигналы других датчиков (ФПГ, реограмма и т. д.). Предполагается возможность использования стандартных и перспективных разрабатываемых приборов в составе комплекса. Одной из целей такого аппаратно-программного комплекса является возможность разделения обследованных на группы риска для проведения лечебных и профилактических мероприятий (табл. 1). При этом система может быть расширена не только экспресс-методами, но и классическими медицинскими инструментальными и другими методиками, включающими и экспертные врачебные оценки.
Другим перспективным направлением развития комплекса является оценка состояния сердечно-сосудистой системы организма человека в покое и при физических нагрузках. Это позволит дистанционно оценивать индексы ишемии миокарда, вариабельность сердечного ритма, нелинейных составляющих сердечного ритма, кардиографических индексов гемодинамической перегрузки сердца, адаптационных возможностей с помощью сигнала пульсовой волны, биологического возраста сердечно-сосудистой системы, характеристик эластических свойств сосудистой стенки при артериальной
гипертонии и других функциональных заболеваниях, скорости распространения пульсовой волны.
Литература
1. Казначеев В. П., Баевский P.M., Берсенева Л. П. До-нозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. — Л: Медицина, 1980. — 207 с.
2. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. — М: Медгиз, 1960. — 275 с.
3. Гаркави Л. Х., Квакина Е. Б., Кузьменко Т. С, Ших-лярова А. И. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. — Екатеринбург: Филантроп,
2002. — Т. 1. — 196 с.
4. Баевский Р. М., Берсенева А. П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. — М: Медицина, 1997. — 265 с.
5. Гаркави Л. Х. Об общей неспецифической адаптационной «реакции активации», способствующей борьбе организма с опухолью // Вопросы клинической онкологии и нейроэндокринных нарушений при злокачественных новообразованиях. — Ростов н/Д, 1968. — С. 341—348.
6. Гаркави ЛХ, Уколова М. А., Квакина Е. Б. Закономерность развития качественно отличающихся общих неспецифических адаптационных реакций организма. Диплом на открытие №158 // Открытия СССР. Бюллетень открытий СССР. — 1975. — №3. — С. 56—61.
7. Гаркави Л. Х., Квакина Е. Б., Кузьменко Т. С, Ших-лярова А. И. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. — Екатеринбург: Филантроп,
2003. — Т. 2. — 336 с.
8. Эльянов М. М. Медицинские информационные технологии 2000: Каталог. — М: Изограф, 2000. — 122 с.
9. Бибикова Л. А., Ярилов С. В. Системная медицина, путь от проблем к решению. — СПб: НИИ Химии СПбГУ, 2000. — 154 с.
10. Воскресенский А. Д., Вентцелъ М. Д. Статистический анализ сердечного ритма и показателей гемодинамики в физиологических исследованиях. — М: Наука, 1974. — 221 с.
11. Гаркави Л. Х., Михайлов Н. Ю., Толмачев Г. Н., Ших-лярова А. И., Верескунова Е. П. Программно-аппаратный комплекс пульсовой диагностики для определения типа адаптационной реакции // Эл. журнал «Исследовано в России». — 2003. — Т. 193. — С. 2295—2303. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/193.pdf
12. Михайлов Н. Ю., Толмачев Г. Н., Пляка П. С. Оценка групп риска по состоянию адаптационных возможностей человека (Пульс-Антистресс Риски): Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010610702 от 20.01.2010. — М: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2010.
