RU2768446C2 - Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму - Google Patents
Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768446C2 RU2768446C2 RU2020126175A RU2020126175A RU2768446C2 RU 2768446 C2 RU2768446 C2 RU 2768446C2 RU 2020126175 A RU2020126175 A RU 2020126175A RU 2020126175 A RU2020126175 A RU 2020126175A RU 2768446 C2 RU2768446 C2 RU 2768446C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- sansc
- state
- adaptation
- nervous system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине. Проводят запись электрокардиограммы в покое в положении лежа. Продолжительность записи 5 минут. Подсчитывают продолжительность кардиоинтервалов. Осуществляют построение ритмограммы. Определяют с помощью программы RR Viewer значение степени саморегуляции процессов управления сердечной деятельностью (SANSC) и коэффициента самоорганизации регуляции сердечной деятельности гуморальной системой (SHC). Оценивают состояние вегетативной нервной системы. При значении SANSC более 60 как высокий уровень адаптации. При значении SANSC, равном 60 и менее, но более 40 - средний уровень адаптации. При значении SANSC, равном 40 и менее, но более 20 - низкий уровень адаптации. При значении SANSC, равном 20 и менее, и SHC, равном 40 и более - состояние декомпенсированного патологического процесса, связанного со срывом адаптации. Способ позволяет повысить качество, надежность оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму за счет установления нормативных значений статистических критериев, адекватно отражающих состояние функциональных возможностей организма человека, а также нормативного значения состояния резкого снижения функциональных возможностей организма в связи со срывом адаптации. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области медицины, точнее, кардиологии и неврологии, и касается способов оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму. Индикатором нервных влияний на сердце считается вариабельность сердечного ритма (ВСР) [1-4] или непрерывные колебания длительности RR-интервалов ЭКГ, обусловленные постоянной коррекцией сердечной деятельности в соответствии с условиями функционирования организма. Методы анализа вариабельности сердечного ритма основаны на распознавании и измерении временных интервалов между R-зубцами ЭКГ (RR-интервалы), построении динамических рядов кардиоинтервалов и последующем анализе полученных числовых рядов различными математическими методами. В настоящее время сложились классические методики получения и интерпретации получаемых показателей ВСР подробно изложенные в российских и зарубежных руководствах и стандартах, например, Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use// Eur. Heart J. - 1996. - Vol. 17, March, - P. 354-381 и в «Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Методические рекомендации. Подготовлены в соответствии с решением Комиссии по клиникодиагностическим приборам и аппаратам Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ (протокол №4 от 11 апреля 2000 г. )». Вестник аритмологии, №24, С-Пб., 2001 г. С. 65-87, Баевский P.M., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов Ю.Н., Федоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М.
Недостатком известных способов анализа ВСР является то, что используемые ими методы математической обработки временных рядов RR интервалов анализируют статистические (RU 2083155, RU 2185090, RU 2614886), спектральные (SU 1630028, RU 2141246, RU 2153843, RU 2241374, RU 2246251, RU 2315557, RU 2356495, RU 2419381, RU 2585237, RU 2707263), нелинейные (RU 2083155, RU 2449725) и т.д. параметры временного ряда, что не дает возможности получить четкую информацию о характере регуляции сердечного ритма. Это связано с тем, что механизм регуляции сердечной деятельности очень сложен и до конца не изучен.
Близким к предлагаемому способу оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму с позиции системного анализа является способ оценки адаптационных возможностей организма человека по ритму сердца, заключающийся в представлении процессов,
определяющих состояния многоконтурной иерархически самоорганизующейся системы регуляции кровообращения, статистической моделью (образом) в виде распределения вероятностей и оценке состояния анализируемой системы в терминах этой модели.
Такое представление, согласно предложенной Клодом Шенноном термодинамической концепции информации, позволяет рассматривать процессы, протекающие в анализируемой системе, с позиции термодинамики и одного из важнейших ее понятий - энтропии. Если рассматривать регулирование сердечного ритма при помощи автономного контура и центрального контура как двух функциональных подсистем, то в качестве статистической модели такой системы может быть выбрано бета-распределение (Мухина И.В., Леванов В.М., Ковалева Г.В. и др. Диагностическая значимость метода анализа вариабельности сердечного ритма, основанного на оценке информационной энтропии бета-распределения, при оценке состояния пациентов с сосудистыми заболеваниями головного мозга. // Функциональная диагностика, 2013, №1, с. 47-54 и патент US 2015/0141859 А1).
Однако такое представление не учитывает того, что структура сердечного ритма включает не только колебательные компоненты в виде дыхательных и недыхательных волн, но и непериодические процессы (так называемые фрактальные компоненты). Происхождение этих компонент сердечного ритма связывают с многоуровневым и нелинейным характером процессов регуляции сердечного ритма и наличием переходных процессов. В качестве модели такой сложной системы было предложено использовать распределение Дирихле (Иляхинский А.В., Пахомов П.А., Ануфриев М.А., Леванов В.М., Мухина И.В. Информационно-статистический анализ вариабельности сердечного ритма в оценке функционального состояния вегетативной нервной системы человека // Современные технологии в медицине, 2015, т. 7, №3, с. 67-72.). Оценка адаптационных возможностей организма человека проводится по величине коэффициента адаптации , в качестве которого выбрано отношение суммарного взвешенного количества выявленных за анализируемый период во временном ряде RR интервалов двухмерных, трехмерных, четырехмерных, пятимерных и т.д. моделей Дирихле, имеющих отрицательное значение внешней энтропии, к суммарному взвешенному количеству двухмерных, трехмерных, четырехмерных, пятимерных и т.д. моделей Дирихле, имеющих положительное значение внешней энтропии. Оценку состояния тонуса вегетативной нервной системы предлагается проводить по величине коэффициента состояния тонуса Ti, в качестве которого выбирается отношение
где суммарное взвешенное количество выявленных во временном ряде кардиоинтервалов двумерных, трехмерных и четырехмерных моделей Дирихле, имеющих отрицательное значение внешней энтропии, а взвешенное количество моделей Дирихле с отрицательной внешней энтропией размерности от пятимерной до четырнадцатимерной.
Однако, предложенные авторами коэффициент адаптации Sk и коэффициент состояния тонуса Ti, принимая значения от нуля до бесконечности, не позволяют однозначно оценить особенности функционирования сердечно-сосудистой системы. Отмеченное затрудняет их использование в качестве критерия вегетативного обеспечения деятельности при оценке биологической и социальной адаптации человека к различным условиям среды обитания, образу жизни и устойчивости организма при различных экстремальных воздействиях.
Наиболее близким по сути к заявляемому "Способу" и принятым в качестве аналога-прототипа является способ использующий новые критерии интегральной оценки степени самоорганизации процессов управления сердечной деятельностью:
SANSC - Self-organization of Autonomic Nervous System Control;
SPNSC - Self-organization of Parasympathetic Nervous System Control;
SSNS - Self-organization of Sympathetic Nervous System Control;
SHC - Self-organization of Humoral Control, учитывающие вклад в регуляцию активности перасимпатического и симпатического отделов автономной нервной системы и адекватно отражающие состояние гомеостаза систем регуляции сердечной деятельности и его динамику. (Иляхинский А.В., Пахомов П.А., Ануфриев М.А., Мухина И.В. Информационно-статистические показатели самоорганизации систем регуляции сердечной деятельности в оценке вариабельности ритма сердца // Физиология человека, 2017, т. 43, №3, стр. 116-122).
Недостатком указанного способа-прототипа является отсутствие конкретных нормативных значений показателей состояния функциональных возможностей организма, а также нормативных значения состояния резкого снижения функциональных возможностей организма в связи с нарушением механизмов компенсации - стадии декомпенсированного патологического процесса связанного со срывом адаптации.
Целью предлагаемого изобретения, является повышение качества и надежности оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму путем установления нормативных значений статистических критериев адекватно отражающих состояние функциональных возможностей организма, а также нормативного значения показателей резкого снижения функциональных возможностей организма в связи со срывом адаптации.
Указанная цель достигается тем, что способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму, включающий в себя запись электрокардиограммы в покое в положении лежа, продолжительность записи 5 минут, с последующим подсчетом продолжительности кардиоинтервалов, построением ритмограммы и определением с помощью программы RR Viewer значений степени саморегуляции процессов управления сердечной деятельностью (SANSC) и коэффициента самоорганизации регуляции сердечной деятельности гуморальной системой (SHC), позволяет оценивать состояния вегетативной нервной системы человека: при значении SANSC более 60 как высокий уровень адаптации, при значении SANSC равном 60 и менее, но более 40 - средний уровень адаптации, при значении SANSC равном 40 и менее, но более 20 - низкий уровень адаптации,. при значении SANSC равном 20 и менее и SHC равном 40 и более - состояние декомпенсированного патологического процесса, связанного со срывом адаптации.
Установление нормативных значений статистических критериев самоорганизации проводят путем сравнения усредненных по количеству исследований значений указанных критериев у больных с различными сердечнососудистыми заболеваниями с нормативным (эталонным) значением контрольной группы практически здоровых обследуемых в возрасте 18-23 лет.
Было проведено исследование нескольких групп пациентов с сосудистой патологией головного мозга и практически здоровых лиц разных возрастов. Были обследованы:
68 пациентов (36 женщину и 32 мужчин) в возрасте 32-65 лет с заболеваниями системы кровообращения с диагнозом энцефалопатия;
38 пациентов (20 женщин и 18 мужчин) в возрасте 32-65 с заболеваниями системы кровообращения с диагнозом инсульт;
38 практически здоровых пациента (21 женщина и 17 мужчин) в возрасте 32-60 лет без признаков сосудистой патологии головного мозга;
23 практически здоровых обследуемых (14 женщина и 9 мужчин) в возрасте 18-23 лет (контрольная группа).
Всем тестируемым было проведено обследование по стандартной методике: запись электрокардиограммы (ЭКГ) в покое в положении лежа, продолжительность записи 5 минут. Регистрация электрокардиограмм проводилась электрокардиографом "Поли-Спектр-8" (ООО "Нейрософт", г. Иваново). Построение кардиоинтервалограмм осуществлялась с помощью программ "Поли-Спектр-Ритм" с последующей передачей на персональный компьютер для вычисления статистических параметров с помощью программного обеспечения RR Viewer Online (Св-во о государственной регистрация программы для ЭВМ №2016612683).
Выборочные средние значения показателей состояния гомеостаза регуляции сердечной деятельности для обследованных групп пациентов с доверительным интервалом с уровнем значимости α=0.01 приведены в таблице 1.
Как видно из приведенных таблиц обследованные группы пациентов не отличаются друг от друга по частоте сердечных сокращений. Существует значимое отличие (α меньше 0.01) между средними значениями коэффициентов самоорганизации SANSC и SNC для пациентов группы «здоровые люди 18-23 лет» и пациентов групп «здоровые люди 30-62 лет» «энцефалопатия» и «инсульт».
Группы "здоровые люди 30-62 лет" и "энцефалопатия" отличаются от группы "инсульт" по показателю SANSC с уровнем значимости α меньше 0.01 и по показателю SNC с уровнем значимости α меньше 0.1.
На рис. 1 представлен график "Относительные значения частоты показателя SANSC в анализируемых группах пациентов"; на рис. 2 - график "Относительные значения частоты показателя SNC в анализируемых группах".
Значимого отличия между группами "здоровые люди 30-62 лет" и "энцефалопатия" не по одному из показателей не выявлено.
Наблюдается устойчивая тенденция уменьшения коэффициента самоорганизации SANSC обусловленная тяжестью заболевания. Кроме этого с тяжестью заболевания изменяется вклад звеньев автономной нервной системы в процесс самоорганизации с усилением влияния гуморальных процессов.
Полученные результаты позволяют в порядке уменьшения адаптивных возможностей предложить следующие нормативные значения состояния вегетативной нервной системы:
высокий уровень адаптации – SANSC больше 60,
средний уровень адаптации – SANSC равном 60 и менее, но более 40,
низкий уровень адаптации – SANSC равном 40 и менее, но более 20.
За нормативные значения стадии декомпенсированного патологического процесса связанного со срывом адаптации предлагается принять значения статистических показателей, при которых SANSC меньше 20 и SNC равно и более 40.
Предлагаемые нормативные значения критериев в оценке состояний здоровых и больных были проверены при анализе процессов управления сердечной деятельностью пациентов из международной базы данных PhysioBank Databases (http://physionet.incor.usp.br/physiobank/database/#rr). Было проанализировано состояние пациентов с диагнозами: аритмия (CAST RR Interval Sub-Study Database), сердечная недостаточность (Congestive Heart Failure RR Interval Database), а также состояния пациентов во время двух техник медитации с дополнительными данными от самопроизвольно и метрономно дышащего контроля и от высококвалифицированных спортсменов (Exaggerated heart rate oscillations during two meditation techniques) и нормальный синусовый ритм (Normal Sinus Rhythm RR Interval Database). Подтвердилось, что предлагаемые критерии объективно отражают состоянии индивидуума, позволяют наблюдать изменение состояния здорового и больного человека в динамике, оперативно оценивать адекватность воздействия на организм любых по дозе и силе раздражителей. В связи с этим нормативные значения статистических показателей становятся показателями индивидуальных типологических особенностей, степени устойчивости здорового человека, либо степени компенсации патологического процесса, а также критерием достоверности излеченности больного, позволяют в простом и понятном виде получить информацию о резервах регуляторных систем организма человека, повысить качество и надежность оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму.
Сравнение предлагаемого способа с ближайшим аналогом позволяет судить о соответствии критерию «новизна», а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Список использованной литературы:
1. Миронова Т.Ф. Миронов В.А. Клинический анализ волновой структуры синусового ритма сердца. Челябинск. Дом печати, 1998, 162 стр.
2. Орбели Л.А. (1928). Физиология вегетативной нервной системы. Избранные труды. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - Т. 2, стр. 97-137.
3. Рабочая группа Европейского кардиологического общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования// Вести. Аритмол. - 1999. - П. - Стр. 53-78.
4. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use// Eur. Heart J. - 1996. - Vol. 17? March, - P. 354-381.
Claims (1)
- Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму, включающий запись электрокардиограммы в покое в положении лежа, продолжительность записи 5 минут, далее подсчитывают продолжительность кардиоинтервалов, осуществляют построение ритмограммы и определяют с помощью программы RR Viewer значение степени саморегуляции процессов управления сердечной деятельностью (SANSC) и коэффициента самоорганизации регуляции сердечной деятельности гуморальной системой (SHC) и оценивают состояние вегетативной нервной системы: при значении SANSC более 60 как высокий уровень адаптации, при значении SANSC, равном 60 и менее, но более 40 - средний уровень адаптации, при значении SANSC, равном 40 и менее, но более 20 - низкий уровень адаптации, при значении SANSC, равном 20 и менее, и SHC, равном 40 и более - состояние декомпенсированного патологического процесса, связанного со срывом адаптации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126175A RU2768446C2 (ru) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126175A RU2768446C2 (ru) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020126175A3 RU2020126175A3 (ru) | 2022-02-03 |
RU2020126175A RU2020126175A (ru) | 2022-02-03 |
RU2768446C2 true RU2768446C2 (ru) | 2022-03-24 |
Family
ID=80214427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126175A RU2768446C2 (ru) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768446C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA31020A (ru) * | 1998-07-01 | 2000-12-15 | Олена Борисівна Прокопенко | Способ диагностики состояния вегетативной нервной системы |
RU2241374C2 (ru) * | 2003-01-17 | 2004-12-10 | Воронежский государственный университет | Способ исследования вариабельности сердечного ритма у детей |
RU2011140969A (ru) * | 2011-10-07 | 2013-04-20 | Ирина Васильевна Мухина | Способ исследования вариабельности ритма сердца |
RU2510621C1 (ru) * | 2013-01-30 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации-Институт медико-биологических проблем Российской академии наук | Способ комплексной оценки функционального состояния организма при стрессорных воздействиях |
-
2020
- 2020-08-03 RU RU2020126175A patent/RU2768446C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA31020A (ru) * | 1998-07-01 | 2000-12-15 | Олена Борисівна Прокопенко | Способ диагностики состояния вегетативной нервной системы |
RU2241374C2 (ru) * | 2003-01-17 | 2004-12-10 | Воронежский государственный университет | Способ исследования вариабельности сердечного ритма у детей |
RU2011140969A (ru) * | 2011-10-07 | 2013-04-20 | Ирина Васильевна Мухина | Способ исследования вариабельности ритма сердца |
RU2510621C1 (ru) * | 2013-01-30 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации-Институт медико-биологических проблем Российской академии наук | Способ комплексной оценки функционального состояния организма при стрессорных воздействиях |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur Heart J. 1996 Mar; 17 (3): 354-81. * |
ИЛЯХИНСКИЙ А.В. Информационно-статистические показатели самоорганизации систем регуляции сердечной деятельности в оценке вариабельности ритма сердца. Физиология человека N 3, Т. 43, 2017, стр. 116-122. * |
ИЛЯХИНСКИЙ А.В. Информационно-статистические показатели самоорганизации систем регуляции сердечной деятельности в оценке вариабельности ритма сердца. Физиология человека N 3, Т. 43, 2017, стр. 116-122. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur Heart J. 1996 Mar; 17 (3): 354-81. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2020126175A3 (ru) | 2022-02-03 |
RU2020126175A (ru) | 2022-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Charlton et al. | Breathing rate estimation from the electrocardiogram and photoplethysmogram: A review | |
RU2707650C2 (ru) | Обработка биологических данных | |
RU2548791C2 (ru) | Неинвазивный способ и устройство для определения стадий поверхностного и глубокого сна | |
JP2019524187A (ja) | 被検者の呼吸情報を決定するための方法及び装置 | |
US11075009B2 (en) | System and method for sympathetic and parasympathetic activity monitoring by heartbeat | |
Bricout et al. | Autonomic responses to head-up tilt test in children with autism spectrum disorders | |
Kotzen et al. | SleepPPG-Net: A deep learning algorithm for robust sleep staging from continuous photoplethysmography | |
US20190350480A1 (en) | Monitoring of biosignals, in particular electrocardiograms | |
RU2442531C2 (ru) | Способ дистанционного мониторинга состояния человека | |
CN103892812A (zh) | 匹配度分析技术 | |
Zhang et al. | Study of cuffless blood pressure estimation method based on multiple physiological parameters | |
Martsenyuk et al. | Information system of arterial oscillography for primary diagnostics of cardiovascular diseases | |
Chuangchai et al. | Postural changes on heart rate variability among older population: a preliminary study | |
Shah | Vital sign monitoring and data fusion for paediatric triage | |
Pirbhulal et al. | Analysis of efficient biometric index using heart rate variability for remote monitoring of obstructive sleep apnea | |
Bicen et al. | Improved pre-ejection period estimation from ballistocardiogram and electrocardiogram signals by fusing multiple timing interval features | |
RU2768446C2 (ru) | Способ оценки состояния вегетативной нервной системы человека по сердечному ритму | |
US20100036267A1 (en) | Analysis device and analyzing method for autonomic nerve state | |
Georgieva-Tsaneva | Frequency analysis of cardiac data obtained through holter monitoring in real living conditions | |
JP6667226B2 (ja) | 不定愁訴症状の状態の分類のための指標を取得する方法 | |
Farhan et al. | Linear analysis of ECG data variability to assess the autonomic nervous system in two different body positions | |
Yu et al. | Non-Contact Measurement of Heart Rate Variability in Frail Geriatric Patients: Response to Early Geriatric Rehabilitation and Comparison with Healthy Old Community-Dwelling Individuals–a Pilot Study | |
RU2714438C1 (ru) | Способ оценки функционального состояния организма | |
Dzhebrailova et al. | Relationships between the EEG θ-and β-parameters and heart rate variability during human cognitive performance | |
Anisimov et al. | Simultaneous registration of hemodynamic parameters during ortho-and anti-orthostatic loads |