CC BY
40
Краткое сообщение
Интерфейс программного модуля САДР (рис. 1) формируется составляющими ИК-анализа: ЯЯ-интервалограмма
(рис. 1, а), гистограмма (рис. 1, б) вариационный ряд (рис. 1,в); фазовый портрет (рис. 1, г); автокорреляционная функция ЛОБ (рис. 1, д); структура сигнала по выделенному фрагменту ЯЯ-интервалограммы (рис. 1, е); спектр плотности мощности (рис. 1, ж). Гистограмма является одним из способов непараметрической оценки частоты распределения случайных величин статистического ряда и универсальным способом оценки плотности вероятности. Обычно применяется 30-минутная регистрация ЭКГ, что соответствует ~2100 значениям ЯЯ-интервалов. После этого определяются сомнительные участки записи (артефакты) и к анализу выделяется участок записи без них. В объеме выборки оказывается около 800-1200 значений ЯЯ-интервалов, что соответствует 8-10 столбцам гистограммы. При построении гистограммы статистического выборочного ряда значений ЯЯ-интервалов часто используется формула Старджеса ¿»1+ ^2 п [7], связывающая оптимальное число столбцов гистограммы с объемом выборки. Общее состояние организма в первом приближении оценивается по гладкости и монотонности огибающей гистограммы и кривой вариационного ряда.
По данным анализа УЗО получено, что кривая (огибающая гистограммы ЯЯ-интервалограммы) соответствует функции нормального распределения. Поэтому ширина каждого столбца гистограммы принимается за ИК-интервал (ИК-широта) функции нормального распределения. Рекомендуется использовать объем выборки ЯЯ-интервалограммы >5000 значений кардиоинтервалов для возможности анализа собственной выборкой (СВ) крайних ИК-интервалов. Исследуемая ЯЯ-интервалограмма разбивается на амплитудные уровни, определяющиеся границами ИК-интервалов, поэтому число уровней равно числу интервалов [5]. Значения ЯЯ-интервалов, входящие в границы исследуемого уровня, представляются СВ значений (рис. 1, е) с линейной интерполяцией. Для каждой СВ стационарные параметры ритма сердца описываются с помощью ЛОБ и спектров плотности мощности [8], а нестационарные составляющие - по топологии фазовых портретов [9].
На рис. 2 представлены графические реализации СВ для крайних верхнего, нижнего и среднего амплитудных уровней по ЯЯ- интервалограмме УЗО. Графики СВ внешне качественно не схожи. Однако объемы СВ разных уровней сильно отличаются. Максимальный объем СВ приходится всегда на наиболее вероятный ИК-интервал, поэтому графическая реализация СВ для крайних уровней имеет гладкую форму, а для среднего уровня -более изрезанную. Для фазовых портретов всех уровней характерен одинаковый масштаб. Топология фазовых портретов качественно не отличается: выделяется область притяжения - аттрактор и область рассеяния траектории изображающей точки. На спектрах плотности мощности имеются характерные максимумы (пики) в частотном диапазоне 0-0,25 И7. Для сравнения с данными рис. 2. на рис. 3 приведены СВ и их характеристики для организмов с ХСН. На спектрах (рис. 3) диапазон проявления пиков на частотной оси увеличен и сильно сдвинут вправо (0,4—1,8 И7). Фазовые портреты сформированы более простыми геометрическими фигурами, для которых характерен переменный масштаб. Определение местоположения аттрактора (рис. 3) в общем случае не представляется возможным.
При анализе отображений на фазовых портретах ЯЯ-интервалограмм больных с патологическими изменениями сердца замечена сильная чувствительность топологической структуры фазовых портретов на изменение общего состояния. Совокупность траекторий изображающей точки на фазовых портретах адекватно выстраивает объемную фигуру в зависимости от общего состояния организма. Это позволяет сертифицировать состояния больных по топологической структуре фазовых портретов.
Результаты и выводы. Монотонность и гладкость графических кривых огибающей гистограммы и вариационного ряда данных ЯЯ-интервалограмм может служить оценочным показателем общего состояния организма. Качественным показателем нормы общего состояния организма является степень соответствия графической кривой огибающей гистограммы функции нормального распределения. Параллельное использование методов спектрального и нелинейного анализа дает суммарную информацию о стационарных и нестационарных составляющих ритма сердца.
Применение метода ИК-анализа ЯЯ-интервалограмм предоставляет возможность независимого анализа фазовых составляющих ритма сердца и позволяет определить и про-
ляющих ритма сердца и позволяет определить и проанализировать изменения этих составляющих. Метод ИК-анализа позволяет производить обследование пациента в текущем и в реальном времени, поэтому может быть рекомендован при текущем мониторинге общего состояния организма, при профилактическом обследовании общего состояния молодых людей в школах и иных учебных заведениях, спортивных секциях и клубах.
Литература
1. Кушаковский М.С., Журавлёва Н.Б. Аритмии и блокады сердца (атлас электрокардиограмм).- Л.: Медицина. 1981.- 340 с.
2. Кузнецов АА. // Циклы. Матер. IV межд. конф., Ч. 1, Сев.-Кав. ГТУ. Ставрополь, 2002.- С. 185-190.
3. Яблучанский Н.И. и др. Основы клинического применения вариабельности сердечного ритма // Progress in biomedical research, 1998.
4. Баевский Р.М. и др. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе.- М.: Наука. 1984.-221 с.
5. Кавасма РА. и др. // ВНМТ.- 2005.- Т. XII, № 3^.-С.30-33.
6. Плеханов А.А. и др. Описание программного комплекса САДР // Мат-лы Всерос. научно-техн. конф.- Владимир. 2005.
7. Новицкий П.В., Зограф ИА. Оценка погрешностей результатов измерений.- Л.: Энергоатомиздат, 1991.- 304 с.
8. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения.- Т. II.- М.: Мир, 1971.- 288 с.
9. Кузнецов АА. Биофизика: Учеб. пособие.- Т. 1.- Владимир: Владим. гос. ун-т, 1998.-136 с
INTERQUANTILE ANALYSIS METHOD OF THE RR-INTERVALOGRAMS
A.V. ARDASHEV, R.A. KAVASMA, A.A. KUZNETSOV, A.A. PLEHANOV, V.V. CHEPENKO
Summary
For research of the RR- intervalograms the interquantile (IQ) analysis method is offered. The method includes the statistical, spectral and nonlinear analysis of time series, allows to carry out rhythmgrams certification on phase components with their subsequent analysis.
Key words: interquantile method, RR- intervalogram
УДК 616-008. 6
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
А. А. СОЛОМАХА*
В медицинской литературе в течение длительного времени понятие о самоотравлении организма ядовитыми веществами, образующихся из-за нарушений обмена веществ, называлось аутоинтоксикацией [14, 15]. И. В. Давыдовский в монографии «Учение об инфекции» (1956) высказал тезис о преобладании эндогенной, или аутоинфекции, над экзогенной. Большой вклад в развитие учения об аутоинтоксикации внесли многие отечественные исследователи, в том числе и наиболее выдающиеся: И. В. Давыдовский, В. А. Энгельгардт, Д. С. Саркисов, Ю. А. Владимиров, М. И. Кузин, Ю. М. Лопухин, В. К. Гостищев, а также зарубежные авторы: G. Abouna, D. Allen, Y. Burnet, M. Muller, E.
H. Starling и другие. В 1979 г. М. А. Уманский, Л. Б. Пинчук, В. Г. Пинчук обобщили сведения об аутоинтоксикациях в монографии «Синдром эндогенной интоксикации». Таким образом, понятие об аутоинтоксикации трансформировалось в «синдром эндогенной интоксикации»[14].
Медицинская проблема эндогенной интоксикации (ЭИ) в хирургии является актуальной и сегодня, несмотря на достаточное число исследований и публикаций в этой области. Это объясняется тем, что тенденции к стабилизации или снижению частоты гнойно-воспалительных заболеваний (ГВЗ), осложнений послеоперационного периода, риска возникновения внутрибольничной инфекции (ВБИ) в последние годы не наблюдается [3]. Поэтому продолжение изучения теоретических, клинических, экспериментальных вопросов ЭИ в аспекте диалектического взаимодействия микро- и макроорганизма, влияния токсинов на кроветворную ткань и органы, является насущной задачей медицины. Целесо-
* Пензенская областная клиническая больница им. Н. Н. Бурденко
Краткое сообщение
образно выделить понятие о роли органов детоксикации организма как ключевое в рассмотрении ЭИ. В работах последнего времени указывается об особой роли иммунной системы (ИС). Новым в понимании основных причин супрессии ИС признается циркуляция в крови вирусной инфекции: герпетической, цитоме-галовирусной, вирусов гепатита, а также хламидийной и хелико-бактерной [9]. Эта ситуация может принципиально менять течение ГВЗ, осложнений раннего послеоперационного периода, влиять на риск появления посттрансфузионных реакций. В результате этого трансформируются и взгляды на сущность ЭИ. По мнению современных авторов, распространение вирусной инфекции поражает сосудистый эндотелий и способствует прогрессированию атеросклеротического процесса [7]. Данный тезис подчеркивает актуальность развития кровесберегающих технологий в хирургии и трансфузиологии [12], вносит коррекцию в тактику проведения инфузионно-трансфузионной терапии в связи с высоким риском передачи реципиенту гемотрансмиссионных заболеваний, что способствует усилению степени тяжести ЭИ. Взаимодействие с меняющимися условиями жизни и профессиональной деятельности находит отражение в изменении физиологических реакций организма [16]. Система кровообращения, органов кроветворения и чувств, детоксикационная функция печени, выделительная и ИС, терморегуляция и обмен веществ, а также нервная система, выполняющая координирующую роль в их работе, получают отрицательное воздействие в условиях стресса. Функция органов управления и органов детоксикации значительно снижается в условиях патологии [13-14].
В этой связи целесообразно уточнить роль стресса в реакциях нарушения физиологических функций детоксикации организма. Оригинальная и широко известная в настоящее время концепция канадского исследователя Г. Селье, посвященная теории стресса, была сформулирована им в научных публикациях еще в 1936 г. Основная заслуга Г. Селье - в объяснении взаимоотношений чрезвычайных раздражителей и организма человека состоит в выдвижении концепции общего адаптационного синдрома и заболеваний, связанных с адаптацией. Эта теория акцентирует внимание на особой функции гипофизарнокортикостероидной системы. В случае ее декомпенсации появляется дефицит глюкокортикостероидов, ингибирующих системную воспалительную реакцию, которая предотвращает возникновение ЭИ [13, 16]. Хирурги в клинической практике нередко встречаются с морфологическими проявлениями неврозов: трофическими нарушениями кожи, подкожно-жировой клетчатки, развитием облитерирующих заболеваний артерий, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, опухолей.
Румынский исследователь И. Теодореску-Экзарку специально изучал последствия хирургической травмы на основе теории общего адаптационного синдрома. Изменения в морфологической структуре органов в раннем послеоперационном периоде будут соответствовать фазам синдрома Селье: тревоги, резистентности, истощения. Риск развития ЭИ и тяжесть его проявления более выражена при декомпенсации органов естественной детоксикации. Это нередко реализуется в фазе истощения защитно-приспособительных адаптационных реакций [13]. И. Теодоре-ску-Экзарку выделяет главный орган детоксикации, подвергающийся хирургической агрессии во время операции, - печень, выполняющий основную роль в обеспечении постоянства внутренней среды. Гомеостаз сохраняется за счет инактивации эндогенных токсинов крови гепатоцитами и синтезом сывороточных альбуминов. Белки плазмы способны участвовать в образовании иммуноглобулинов, а также абсорбировать токсины и транспортировать их с кровотоком к органам физиологической детоксикации. Гипоальбуминемия - один из ранних лабораторных показателей, указывающих на декомпенсацию белково-синтетической функции печени [10, 14]. Длительное токсическое воздействие на паренхиму печени приводит к дистрофическим изменениям. Клиническая картина может соответствовать жировой дегенерации печени, циррозу, гепатоцеллюлярной карциноме [10, 14]. Это способствует формированию «порочного круга» в связи с поли-органной недостаточностью непосредственно самих органов естественной детоксикации. ЭИ может прогрессировать в раннем послеоперационном периоде в результате наркоза, кровопотери, суперинфекции, синдрома аллогенных трансфузий.
Оперативные вмешательства у больных со сниженной активностью гепатоцитов вызывают интраоперационные изменения регионарной гемодинамики. Это создает дополнительные предпосылки для возникновения гипоксии печеночных клеток [5].
Кровоснабжение печени осуществляется посредством печеночной артерии и воротной вены. Однако печеночная артерия обеспечивает ~20% регионарного кровотока в сравнении с воротной веной, на долю которой приходится ~80% [5, 13].
Нарушение проницаемости сосудистой стенки, микроциркуляции является следствием патологии регионарной гемодинамики во время выполнения операции и раннем послеоперационном периоде, что создает дефицит синтеза альбуминов, а в последующем развивается дистрофия и дегенерация гепатоцитов [16].
Современные исследователи различают следующие органы естественной детоксикации: монооксигеназную систему печени, выделительную и ИС [5, 14]. ИС состоит из тимуса, костного мозга, селезенки, лимфатических узлов, иммунокомпетентных клеток. Среди выделительных органов различают: почки, желудочно-кишечный тракт, потовые и сальные железы. Нормализация газового состава крови приводит к восстановлению кислотно-основного состояния. Реализация этого процесса осуществляется с помощью регуляции дыхания [5, 14].
Различают несколько видов ЭИ: ретенционные, резорбци-онные, обменные, инфекционные [14-15]. Инфекционные или бактериально-токсические нарушения являются одной из наиболее частых причин ЭИ. В процессе длительной эволюции человека развивались и совершенствовались способы защиты и детоксикации. Совершенно очевидно, что органы естественной детоксикации современного человека наиболее адаптированы к ответу на внедрение бактериальной микрофлоры. Проблемы в этих органах чаще развиваются при вирусной инфекции, что объясняется трудностями реализации классических механизмов обезвреживания. Обычно это связано с трансформацией вирусов, что приводит к манифестации первичных хронических заболеваний. Сочетание хронической вирусной инфекции с развитием местного гнойного очага способствует более выраженной ЭИ [9, 10, 14]. Крайней степенью тяжести ЭИ является септический шок.
Эндогенные токсины, циркулирующие в крови, накапливаясь, способны превысить определенный «критический порог» (КП). В результате этого развивается полиорганная недостаточность. Уровень эндогенных токсинов крови индивидуален, поэтому его сложно объективизировать. КП - это соотношение общего количества эндотоксинов крови к активности органов, тканей, клеток, функционирующих в режиме детоксикации и выведения из организма продуктов их метаболизма.
При выявлении эндогенных токсинов менее КП установлено, что в 55% наблюдений активность нейтрофилов образцов крови доноров значительно повышена, у 70% из них было увеличение циркулирующих иммунных комплексов. Однако активации или угнетения гуморального звена ИС не выявлено. Выявленные изменения связаны с общим адаптационным синдромом органов естественной детоксикации организма к воздействию микроорганизмов окружающей среды в связи с отсутствием жалоб и объективных изменений в состоянии здоровья доноров [11].
К современным тенденциям развития учения о синдроме ЭИ относят: создание генетических вакцин для индукции клеточного и гуморального иммунного ответа [8], изучение двойственных свойств глюкозы, тормозящей гипоталамические центры, регулирующие продукцию соматотропного гормона, еще целый ряд феноменальных изменений в обмене веществ [2]. Разрабатываются методы, позволяющие выявить факторы риска ЭИ на основе современных лабораторных маркеров в ранних стадиях формирования патологии [6]. Условно-патогенная и патогенная микрофлора активирует или подавляет в зависимости от условий существования программу естественной гибели клеток - апоптоз [1]. Установлено, что цинксодержащие эндопептидазы, участвующие в свободно-радикальном окислении клеточных мембран, могут активно принимать участие в деградации белкового компонента практически всех макромолекул внеклеточного матрикса. Это приводит к повторному стенозу артерий после выполнения баллонной ангиопластики в ближайшие месяцы.
Эти эндопептидазы получили собственное название - мат-риксные металлопротеиназы [4]. Таким образом, взгляды на развитие ЭИ претерпевают определенные изменения, что отразится на методах диагностики, прогнозировании, инфузионно-трансфузионной детоксикационной терапии в ближайшем будущем.
Литература
1. БелыйЮ. Ф. // Вестник РАМН.- 2005.- №1.- С. 30-33.
Краткое сообщение
2. Берштейн Л. М. // Вестник РАМН.- 2005.- №2.- С. 48.
3. Гельфанд Б. Р. и др. Антибактериальная терапия абдоминальной хирургической инфекции.- М., 2002.- 125 с.
4. Землянская О. А. //Ангиология и сосудистая хирургия-2004.- №2.- С. 29-35.
5. Ивачев А. С. Избранные вопросы лечения больных перитонитом: Моногр.- Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.- 220 с.
6. Кирьяков В. А. и др.// Вест. РАМН.- 2005.- №3.- С. 27.
7. Лесков В. П, Затевахин И. И. // Ангиология и сосудистая хирургия.- 2005.- №2.- С. 9-14.
8. Логунов Д. Ю. и др. // Вестн. РАМН.- 2005.- №2.- С. 14.
9. Пигаревский П. В. и др. // Вестн. РАМН.- 2005.- № 2.-С. 17-22.
10. Саркисов Д. С. Очерки по структурным основам гомеостаза.- М. :Медицина, 1977.- 350 с.
11. Соломаха А. А. // Вестник службы крови России.- 2003.-№3.- С. 23-24.
12. Таричко Ю. В. и др. // Анн. хир.- 2002.- №5.- С. 25-29.
13. Теодореску-ЭкзаркуИ. Общая хирургическая агрессоло-гия.- Бухарест, 1972.- 574 с.
14. Уманский М. А. и др. Синдром эндогенной интоксикации.- Киев, 1979.- 204 с.
15. Чаленко В. В. , Кутушев Ф. Х. // Вестник хирургии им. И. И. Грекова.- 1990.- №4.- С. 3
16. Selye H. The physiology and pathology of exposure to stress // Acta Inc. Montreal, 1950.
УДК 612; 616-009.2
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРОИЗВОЛЬНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ РУКИ
С.В. КОМИН, А.Я. РЫЖОВ*
Известно, что физиологический тремор, регистрируемый, как правило, в угловых градусах, характеризует функциональное состояние нервно-мышечного аппарата и поисковую функцию моторных центров нервной системы [3-5]. В то же время существенный интерес представляют при этом сами движения дистальных звеньев кинематической цепи конечности, регистрация и анализ которых представляют определенные трудности.
Цель работы - посредством разработанной нами методики компьютерной регистрации и анализа ритмических движений пальцев руки дать физиологическую оценку частотных и амплитудных характеристик физиологического тремора.
программа
ПТН 1! АЦП :J)
і
Рис. 1. Электронно-вычислительный комплекс Tremor
Методика исследования. Разработана модифицированная методика измерений параметров тремора пальцев руки с помощью новой разновидности широкополосного индукционного преобразователя [2, 8] - электронно-вычислительного комплекса Tremor (рис. 1). Выходной сигнал измерительных катушек (Ф1, Ф2) подается на преобразователь «ток - напряжение» (ПТН). Обусловленные тремором перемещения постоянного магнита ведут к появлению индукционного тока, прямо пропорционального перемещению. ПТН с измерительными катушками представляет собой полосовой фильтр, что обеспечивает фильтрацию сигнала от шумовых составляющих. Сигнал с ПТН поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и считывается с АЦП программой Tremor, осуществляющей обработку и анализ изучаемых движений. Испытуемые (18 мужчин 17-20 лет), находящиеся в положении сидя с фиксированными предплечьем и кистью правой руки, удерживали пальцы с надетым на них намагниченным наконечником между измерительными обмотками (Ф1 и Ф2), с которых велась регистрация амплитудных и частотных характеристик движений пальцев - не менее 120 циклов.
2000 4000 6000 8000
дв/с
tun
6,7 N
2000 4000 6000
9,9 16,4 22,9 29,4
Рис.2. Сверху вниз - амплитудные и частотные показатели физиологического тремора, представленные в виде интервалограмм (А) и гистограмм (Б). Испытуемый И., 1/ лет
Результаты исследования. Когда человек поддерживает определенный суставной угол, в нем имеются периодические колебания с амплитудой порядка нескольких градусов и с широким спектром частот (мышечный тремор). Сохранение положения кинематического звена идет посредством постоянных поисковых движений, имеющих вид периодических колебаний относительно среднего положения [6-7]. В этом случае управление со стороны ЦНС этими движениями заключается в селекции необходимых степеней свободы с элиминированием лишних [1-2].
В наших опытах частотные параметры тремора в усредненном варианте всей выборки составили 9,70±0,33 дв/с, длительность двигательного цикла (одно колебание пальцев) -
0,105±0,004 дв/с, амплитуда тремора - 2,761±0,234 мм.
Индивидуальный анализ выявляет вариативный характер колебаний амплитуды физиологического тремора (рис. 2), при котором со 2-й секунды регистрации наблюдается увеличение амплитуды до 7 мм и с 4-й секунды опыта - ее снижение. Гистограмма распределения амплитуды физиологического тремора (рис.2Б) представляет собой левоасимметричную кривую вследствие относительно небольшого числа высокоамплитудных колебаний, смещенных вправо. На частотной характеристике физиологического тремора проявляются колебания 5-15 движ/с с несколькими пиками в пределах 29 движ/с, отчетливо проявляющимися на мономодальной гистограмме. При этом частотные и амплитудные показатели тремора параметрически не скоррелированы в пределах статистической выборки и индивидуально.
Определены возможности индивидуального анализа периодических процессов непроизвольных и произвольных движений кинематических звеньев пальцев рук. Характер ритмических непроизвольных движений пальцев рук может быть подвергнут анализу по виду кривых и количественному - по параметрам гистограмм. Исследования физиологического тремора пальцев рук наряду с исследованиями произвольных ритмических движений (теппинг-тест) и аналогичных движений с навязанным ритмом (серия двигательных реакций) позволяет определить субординационную картину управления локальным двигательным актом со стороны центральной нервной системы [3] .
Литература
1. Бернштейн Н.А.. Физиология движения и активности.-М., 1990.-346 с.
2. Гречишкин Р.М. и др. Ф //Актуальные проблемы физиологии труда.- Тверь, 2005.- С.63-77.
3. Комин С.В. и др. // Психофизиологические аспекты трудовой деятельности: Всерос. сб..- Тверь, 2002.- С. 58-66.
4. Рыжов А.Я. // Междунар. конф. «Медицина труда в третьем тысячелетии»: Тез. докл.- М., 1998.- С.182.
5. ElbleRJ. // J. Clin. Neurophysiol.-1996.- Vol. 13.- P. 133.
6. Morrison S., Newell KM. // Eur. J. Appl. Physiol.- 1999.-Vol. 80.- P. 564-574.
7. Norman K.E. et al. // J. Neurosci. Methods.- 1999.- Vol. 92.-P. 41-54.
8. Prance RJ. et al. // Sensor and Actuator.- 1999.- Vol. 76.-P. 117-121.
Тверской государственный университет, г.Тверь, пр-т Чайковского, д. 77А, биологический факультет, кафедра биомедицины Тел. 8(4822) 36-0633, Ё-таП:Ъютеё(@уег$и.ги
%
Б
А
мм
20
4
0.2 1
3
0
%
Б
мс
N
0
