CC BY
37
состоянии можно уточнить по индивидуальной кумулятивной кривой кя(т) обследуемого.
Наиболее сложной для аналитического исследования является участок «обедненного» ригидного ритма. Предполагается для его анализа использовать показатель энтропии.
Результаты и выводы. Ярусы могут нести системную информацию о процессах, формирующих сердечный ритм. Кривая кя(^) может служить основой при проведении сертификации больных по тяжести заболевания. По объединенной кумулятивной кривой можно проводить экспресс-профилактические обследования больших групп людей. Применение этого показателя позволяет проводить при профилактических 10-15-минутных регистрациях предварительную сертификацию обследуемых на две группы: УЗО при Дкя(^) = (20^70) и больных при Дкя(^)<20 и Дкя(^)>70 ярусов. Такая «выбраковка» может быть эффективна при большой плотности потока обследуемых при работе мобилизационных медицинских комиссий при призыве в армию, при обследованиях абитуриентов и курсантов военных училищ.
Литература
1. Кавасма Р., Кузнецов А., Сушкова Л. Автоматизированный анализ и обработка электрокардиографических сигналов. Методы и система./ Под ред. Л.Т. Сушковой. - М.: Сайнс-пресс, 2006. 144 с
УДК 681.3
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ КАРДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ ДЕТЕЙ В ВЕСЕННИЙ И ЛЕТНИЙ ПЕРИОДЫ С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ ХАОСА И СИНЕРГЕТИКИ
В.М. ЕСЬКОВ, С.И. ЛОГИНОВ, М.Н. МАЛЬКОВ, О.Е. ФИЛАТОВА2
Показано, что кратковременное лечение в санатории на побережье Черного моря весной и летом сужает параметры аттрактора вектора состояний организма человека и частично нормализует показатели кардиореспираторной системы детей 7-14 лет. Дана количественная оценка такому процессу в терминах синергетики.
Наиболее чувствительным показателем степени адаптации организма к воздействию негативных факторов окружающей среды является здоровье детского населения. Известно, что здоровье ребенка может находиться в одном из трех состояний: состояние с высоким уровнем адаптационных возможностей, состояние болезни со срывом адаптации, пограничное состояние - между здоровьем и болезнью [1]. Такой подход в плане саноге-неза предусматривает накопление знаний по всем трем состояниям с преимущественным изучением третьего состояния. Это становиться достаточно трудным в рамках традиционной медицины. Такая возможность появляется в рамках компартментно-кластерного анализа и синтеза биосистем на основе теории хаоса и синергетики. В настоящее время разработаны новые методы изучения сложных биологических динамических систем (БДС) применительно к феномену «здоровье» в различных условиях внешней среды [3,5]. Отметим, что вектор состояния организма человека (ВСОЧ) в условиях Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО-Югры) по динамике движения отличается от динамики ВСОЧ для человека в условиях средней полосы РФ. Определены различия в коэффициентах синергизма и размерах параметров аттракторов ВСОЧ в фазовом пространстве состояний. Так у жителей ХМАО-Югры наблюдается сужение интервалов устойчивости БДС, снижение степени синергизма, и как следствие уход в глубокую тоническую фазу показателей фазато-на мозга [3]. Исследуемые нами дети в подавляющем большинстве родились и выросли в г. Сургуте и Сургутском районе и являются аборигенами второго поколения с более или менее удовлетворительной адаптацией. Однако детский организм «платить» за эту адаптацию достаточно высокую «цену». Каким же образом снизить «цену адаптации» до безопасного уровня здоровья человека проживающего в ХМАО-Югре. Выходом из данной ситуации является оздоровление в санаториях и летних лагерях отды-
2 НИИ биофизики и медицинской кибернетики при СурГУ, г. Сургут, Энергетиков 14, СурГУ, (3462)524713; e-mail: evm@bf. surgu. ru
ха на побережье Черного моря. Результаты исследований в весенний и летний периоды представлены в настоящем сообщении.
Контингент и методы исследования. В комплексном исследовании с участием 35 детей 8-14 лет (из них 18 девочек) изучали адаптационные изменения показателей кардиореспираторной системы детей в условиях 2-х недельного пребывания на Черноморском побережье Российской Федерации (район Туапсе) весной и летом 2007 года. После получения информированного согласия родителей дети были последовательно обследованы четыре раза: при приезде в санаторий Туапсе (весна); 2) до отъезда из Туапсе (весна); 3) по приезде в санаторий Туапсе (лето); 4) непосредственно перед отъездом из Туапсе (лето).
Показатели кардиореспираторной системы (КРС) изучали с помощью вариационной пульсометрии, поскольку важную роль в адаптации организма к внешним воздействиям играют регуляторные механизмы вегетативной нервной системы (ВНС). Наиболее доступным для регистрации параметром, отражающим процессы регуляции с участием ВНС, является ритм сердечных сокращений, динамические характеристики которого позволяют оценить выраженность симпатических и парасимпатических влияний при изменении функционального состояния организма ребенка [2, 4]. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) изучали с помощью пульсоксиметра «ЭЛОКС-01С2» и программы «ELO-GRAPH» (г. Самара, РФ). Специальным фотооптическим датчиком в положении сидя в течение 5 мин регистрировали мгновенные значения ЧСС, а также величину насыщения гемоглобина крови кислородом (SPO2). Для анализа вариабельности сердечного ритма методами временной обработки кардиоинтервалов рассчитывали показатели симпатической (SIM) и парасимпатической (PAR) ВНС, индекс напряжения Баевского (ИНБ), а также стандартное отклонение нормальных RR-интервалов (SDNN). Изучение параметров аттракторов поведения ВСОЧ в различных условиях внешней среды проводили с помощью оригинальной зарегистрированной программы «Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве», предназначенной для исследования систем с хаотической организацией [4]. Производили расчет координат граней, их длины, объема m-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, хаотического и статистического центров, показателя асимметрии стохастического и хаотического центров. Это давало возможность проследить изменение фазовых характеристик во времени и выяснить скорость изменения состояний системы. Показатели описательной статистики рассчитывали с помощью пакета статистических программ Statistica_6.
Результаты. Представим сравнительные характеристики параметров (координат) ВСОЧ испытуемых Заметим, что статистические данные не всегда дают достоверные различия изучаемых параметров ВСОЧ (табл. 1-3).
Таблица 1.
Динамика показателей КРС мальчиков и девочек ХМАО-Югры весной и летом 2007 г., по данным вариационной пульсометрии и оксиметрии (Х±80)
Показатели Туапсе (приезд- весна) (n=35) Туапсе (отъезд- весна) (n=35) Туапсе (приезд- лето) (n=35) Туапсе (отъезд- лето) (n=35)
SIM, усл. ед. 2,9±2,0 3,6±2,0 3,8±2,6** 3,4±2,3
PAR, усл. ед. 14,0±5,1 12,2±4,4# 12,4±5,3 13,5±4,4
HR, уд/мин 87,1±9,4 89,1±9,6 86,2±9,1 86,8±9,2
INB, усл. ед. 40,9±25,1 53,0±29,2# 52,6±30,2** 41,1±18,9# **
SPO2, отн. ед. 97,8±0,75 97,9±0,8 97,6±1,0 97,6±1,0
SDNN, мс 53,9±15,98 48,1±15,3 52,8±18,5 57,2±16,7**
# - p<0,05 по сравнению с приездом в санаторий Туапсе; ** - p<0,05 по сравнению с весной. Условные обозначения:: SIM - параметры активности симпатического отдела ВНС; PAR - параметры активности парасимпатического отдела ВНС HR - ЧСС; INB - индекс напряжения Баевского; SPO2 -степень насыщения крови кислородом; SDNN - стандартное отклонение кардиоинтервалов за 5 мин регистрации
При приезде в санаторий в весенний период показатель PAR у мальчиков достоверно ниже, чем у девочек, но в отношении SPO2 данный показатель у мальчиков выше, чем у девочек. По отъезду из Туапсе достоверных различий не найдено.
В летний период наблюдается несколько иная ситуация. Так, по приезду в санаторий у мальчиков показатель PAR достоверно выше такового у девочек. Обнаружено отличие в показате-
лях SDNN - мальчики достоверно имеют более высокие показатели, чем девочек. Перед отъездом различий в показателях SDNN не найдено (табл. 2 и 3). Сравнительный анализ данных «отъезд -приезд» в весенний период в группе девочек выявил ряд достоверных различий: по показателям PAR, SDNN достоверно ниже, INB выше. Это может свидетельствовать о сдвиге фазатона мозга (ФМ) в сторону фазического контура, либо нормотонии ФМ и нахождении детей в состояние эутонии. В летний же период наблюдалась несколько иная картина. Показатель PAR повысился, INB снизился, что может указывать на оптимизацию функциональных систем организма, так как данные показатели находятся в области нормотонии фазатона мозга. В группе мальчиков в весенний и летний периоды достоверных различий не найдено (табл. 2 и 3). В целом (девочки и мальчики) в весенний период «отъезд - приезд» PAR достоверно ниже, INB выше. В летний период INB достоверно ниже, но соответствует области нормальных значений (табл. 1). При сравнении данных «приезд-приезд» (весна-лето) выявлено ряд достоверных различий. В группе мальчиков по показателю SPO2, таковой является, достоверно ниже, такая ситуация возможно говорит этом, что в летний период в организме появляется больше дополнительных резервов жизнеобеспечения, в силу воздействия экологических факторов Туапсинского района. В средней полосе России уровень SPO2 составляет - 93-94 %, в условиях ХМАО - 98-99%. В группе девочек различия найдены по показателям SIM, INB достоверно выше, PAR, SDNN ниже (табл. 2 и 3). В целом показатели SIM, INB достоверно выше, это говорит о сдвиге ФСО в сторону нормальных значений, т.е. перестройки систем организма в область нормотонии ФМ. Сравнительный анализ «отъезд-отъезд» (весна-лето) показал, что в группе мальчиков SPO2 достоверно ниже, что является аналогичным при сравнении данных «приезд-приезд». В группе девочек различий не найдено. В целом показатель INB ниже, SDNN выше (табл.1).
Таблица 2
Динамика показателей КРС мальчиков ХМАО-Югры весной 2007 г., по данным вариационной пульсометрии и оксиметрии (X±SD)
Показатели Туапсе (приезд -весна) (n=17) Туапсе (отъезд- весна) (n=17) Туапсе (приезд- лето) (n=17) Туапсе (отъезд- лето) (n=17)
SIM, усл. ед. 3,1±2,1 3,6±2,1 3,3±2,9 3,2±1,6
PAR, усл. ед. 12,5±4,7* 12,1±4,4 14,3±5,3* 13,7±4,1
HR, уд/мин 85,5±10,0 86,8±10,3 84,0±9,2 85,9±8,1
INB, усл. ед. 43,8±26,4 51,3±30,3 46,6±31,2 39,0±16,6
SPO2, отн. ед. 98,1 ±0,7* 98,0±0,8 97,5±0,6** 97,3±1,2**
SDNN, мс 52,6±15,5 48,6±16,3 58,6±20,0* 59,4± 14,9**
IntervalX6= 8364.0 IntervalX7= 13799. IntervalX8= 5944.0 IntervalX9= 22536. IntervalX10= 60.0 IntervalX11= 60.0 IntervalX12= 10.45 IntervalX13= 57.0 General asymmetry General V value : 2.
AsymmetryX6= 0.2320 0 AsymmetryX7= 0.2832 AsymmetryX8= 0.1746 0 AsymmetryX9= 0.1986 AsymmetryX10= 0.1158 AsymmetryX11= 0.1158 AsymmetryX12= 0.2883 AsymmetryX13= 0.0439 value rX = 6337.0745 726887e+029
Для сравнения с итогами статистической обработки представим результаты анализа этих же данных в рамках теории хаоса и синергетики. В табл. 4-7 представлены параметры аттракторов ВСОЧ для обобщенной группы детей (мальчики и девочки) при приезде в Туапсе (табл. 4) и перед отъездом из санатория в весенний период (табл. 5). Табл. 6 и 7 соответствуют летнему периоду.
Таблица 5
Результаты обработки данных аттрактора параметровКРС (отъезд из санатория, весенний период г. Туапсе)
Количество измерений n=35 Размерность фазового пространства m=13 IntervalX1= 17.0 AsymmetryX1= 0.2397
IntervalX2= 21.0 Asymmetry X2= 0.0583
IntervalX3= 45.0 AsymmetryX3= 0.1150
IntervalX4= 278.0 AsymmetryX4= 0.3006
IntervalX5= 3.0 AsymmetryX5= 0.1250
IntervalX6= 9401.0 AsymmetryX6= 0.2967
IntervalX7= 6575.0 AsymmetryX7= 0.1681
IntervalX8= 7298.0 AsymmetryX8= 0.2467
IntervalX9= 17734.0 AsymmetryX9= 0.1792
IntervalX10= 55.0 AsymmetryX10= 0.0391
IntervalX11= 55.0 AsymmetryX11= 0.0391
IntervalX12= 5.30 AsymmetryX12= 0.2259
IntervalX13= 67.0 AsymmetryX13= 0.0787
General asymmetry value rX = 4727.1194 General V value : 1.151339^029
* - р<0,05 мальчики по сравнению с девочками; ** - р<0,05 по сравнению с весной. Условные обозначения те же, что и в табл. 1
Таблица 3.
Динамика показателей КРС девочек ХМАО-Югры весной 2007 г., по данным вариационной пульсометрии и оксиметрии (X±SD)
Показатели Туапсе (приезд -весна) (n=18) Туапсе (отъезд- весна) (n=18) Туапсе (приезд- лето) (n=18) Туапсе (отъезд- лето) (n=18)
SIM, усл. ед. 2,7±1,9 3,7±1,9 4,2±2,4** 3,5±2,8
PAR, усл. ед. 15,5±5,0 11,9±4,4# 10,6±4,9** 13,4±4,7#
HR, уд/мин 88,0±8,6 91,1 ±7,7 88,2±8,9 87,5±10,1
INB, усл. ед. 35,3±19,0 55,6±28,2# 57,9±29,9** 43,1±20,6#
SPO2, отн. ед. 97,6±0,8 97,8±0,7 97,6±1,2 97,8±0,7
SDNN, мс 56,4±15,7 47,3±14,6# 47,6±16,4** 55,3±18,0
* - p<0,05 девочки по сравнению с мальчиками; # - p<0,05 по сравнению с отъездом из Сургута; Условные обозначения те же, что и в табл. 2
Таблица 4
Результаты обработки данных аттрактора параметров КРС (приезд в санаторий, весенний период г. Туапсе)
Количество измерений n=35 Размерность фазового пространства, m=13 IntervalX1= 19.0 AsymmetryX1= 0.3395
IntervalX2= 19.0 AsymmetryX2= 0.0211
IntervalX3= 49.0 AsymmetryX3= 0.0760
IntervalX4= 155.0 AsymmetryX4= 0.2508
IntervalX5= 3.0 AsymmetryX5= 0.1083
Рис. 1. Показатели параметров аттракторов детей при приезде в санаторий (А) и отъезде из санатория в весенний период (Б)
Легко видеть различия в параметрах аттракторов ВСОЧ перед приездом в санаторий и перед отъездом из него в весенний период. Объем параллелепипеда, внутри которого находится аттрактор движения ВСОЧ, по приезду в Туапсе составлял 2.726887е+029, а по отъезду из санатория его объем несколько уменьшился и составил 1.151339е+029.
А
По трем наиболее характерным координатам ВСОЧ (параметрам порядка), а именно, степени насыщения гемоглобина крови кислородом (SPO2), показателям SIM и PAR вегетативной нервной системы внешний вид аттракторов (в трехмерном пространстве признаков) см. на рис. 1 и 2. В летний период - та же ситуация. Объем параллелепипеда, внутри которого находится аттрактор движения ВСОЧ, по приезду в Туапсе составил 8.158239e+030, а при отъезду - 3.194494e+030, т.е. уменьшился. Анализ параметров аттракторов поведения ВСОЧ нагляднее, чем анализ в рамках математической статистики и биометрии.
Таблица 6
Результаты обработки данных аттрактора параметров КРС (приезд в санаторий, летний период г. Туапсе)
Количество измерений n=35 Размерность фазового пространства, m=13
IntervalX1= 22.0 IntervalX2= 23.0 IntervalX3= 44.0 IntervalX4= 409.0 IntervalX5= 5.0 IntervalX6= 11443.0 IntervalX7= 14440.0 IntervalX8= 12518.0 IntervalX9= 33141.0 IntervalX10= 62.0 IntervalX11= 62.0 IntervalX12= 8.50 IntervalX13= 80.0
AsymmetryX1 = 0.2774 AsymmetryX2= 0.0050 AsymmetryX3= 0.0437 AsymmetryX4= 0.3520 AsymmetryX5= 0.2179 AsymmetryX6= 0.3274 AsymmetryX7= 0.3110 AsymmetryX8= 0.3495 AsymmetryX9= 0.3011 AsymmetryX10= 0.0641 AsymmetryX11= 0.0641 AsymmetryX12= 0.2855 AsymmetryX13= 0.0622
General asymmetry value rX = 12368.6032 General V value : 8.158239e+030
Таблица 7
Результаты обработки данных аттрактора параметров КРС (отъезд из санатория, летний период г. Туапсе)
Количество измерений n=35 Размерность фазового пространства m=13 IntervalX1= 13.0 AsymmetryX1 = 0.2577 IntervalX2= 22.0 Asymmetry X2= 0.0205 IntervalX3= 38.0 Asymmetry X3= 0.0217 IntervalX4= 167.0 AsymmetryX4= 0.2325 IntervalX5= 5.0 AsymmetryX5= 0.2100 IntervalX6= 13941.0 AsymmetryX6= 0.3084 IntervalX7= 23785.0 AsymmetryX7= 0.3727 IntervalX8= 10913.0 AsymmetryX8= 0.3467 IntervalX9= 30278.0 AsymmetryX9= 0.2608 IntervalX10= 64.0 AsymmetryX10= 0.1008
IntervalX11= 64.0 AsymmetryX11= 0.0969
IntervalX12= 10.60 AsymmetryX12= 0.2762
IntervalX13= 74.0 AsymmetryX13= 0.0764
General asymmetry value rX = 13181.2654 General V value : 3.194494e+030
Уменьшение размеров аттракторов ВСОЧ перед отъездом (после отдыха в санатории) свидетельствует о снижении степени разброса в фазовом пространстве состояний нахождения ВСОЧ для разных детей. Очевидно, двух недельное пребывание в районе Черноморского побережья способствует положительным сдвигам в организме человека. Вместе с тем, для получения наиболее значимых фактов необходимо увеличение группы обследуемых и времени пребывания в условиях южного региона.
Литература
1. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний.- М.: Медицина, 1997.- С. 43-53.
2. Баевский, Р.М., Никулина Г.А. Холтеровское монитори-рование в космической медицине: анализ вариабельности сердечного ритма // Вестник аритмологии.- 2000.- Вып. 16.
3. Еськов В.М. и др. Синергетика в клинической медицине.-Ч. I.- Теоретические основы системного анализа и исследований хаоса в биомедицинских системах.- Самара: ООО Офорт, 2006.
4. Еськов В.М. и др. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном пространстве / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212. РОСПАТЕНТ.- М., 2006.
5. Хадарцев А. А., Еськов В М. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине.- Ч. V.-Обработка информации, системный анализ и управление (общие вопросы в клинике, в эксперименте): Монограф.- Тула: Изд-во ТулГУ, 2004.
COMPARATYIVE ANALISYS OF CHILDREN’S ADAPTIVE REACTIONS OF CARDIRESPIRATORY SYSTEM IN SPRING AND SUMMER CONDITIONS FROM THE POSITION OF THEORY CHAOS AND SYNERGETHICS
V.M. ES’KOV, S.I. LOGINOV, M.N. MAL’KOV, O.E. FILATOVA
Summary
It is shown, that short-term treatment in sanatorium at coast of Black sea narrows attractor parameters a vector of body human conditions and in part normalizes parameters cardio respiratory systems of children 7-14 years. It was presented the dates of such process.
Key words: attractor parameters, synergethics
УДК 539.2
ПРАВО- И ЛЕВОСТОРОННИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ ПОЛЯ В КВЧ-ТЕРАПИИ
А.С. НОВИКОВ, А.А. ЯШИН, С.А. ЯШИН *
Космопланетарный феномен человека (по В. П. Казначееву) подразумевает, что структурирование живой материи на Земле во многом определяется факторами космологическими.
Несомненно, что к числу этих факторов относится и ки-ральная асимметрия живого мира, являющаяся естественной основой электромагнитной терапии с использованием киральных полей, то есть высокочастотных электромагнитных полей (ЭМП) и низкочастотных постоянных магнитных полей (ПМП) с правой и левой (Э- и Ь-) формами вращения.
В настоящей статье анализируются и систематизируются физические основы такой терапии, что необходимо не только для удовлетворения вполне понятного научного интереса, но и для оптимизации рабочих характеристик соответствующей медицинской и экспериментально-биофизической аппаратуры.
Как было показано в [1], собственно диссимметризация правых и левых форм жизни в материальном мире связана, очевидно, с космическим структурообразованием. Категория дис-симметрии и ее частного проявления - киральности, то есть проявления асимметрии правого и левого, является предметом
Рис. 2. Показатели параметров аттракторов детей при приезде (А) и отъезде из санатория в летний период (Б)
ТулГУ, ГУП НИИ НМТ
а
б
