RU43143U1 - Устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека - Google Patents

Abstract

Устройство (полезная модель) относится к медицинской технике, используемой в профилактической медицине, терапии, физиологии и валеологии. Оно может быть использовано в интеллектуальной адаптивной системе с биологической обратной связью при лечении расстройств функционального состояния, например, кардиоваскулярной системы (кардиотренинг). Полезная модель применима как в диагностике, так и для коррекции функционального состояния с применением биологической обратной связи. Сущность полезной модели заключается в том, что в нее дополнительно включены: усилитель пневмограммы, то есть функции дыхания, соединенный с монитором, блок статистического и спектрального анализа, блок определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, блок определения амплитуды периодической кривой, блок определения постоянной составляющей периодической кривой, блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, блок генерации периодической кривой с заданными параметрами, блок вычисления коэффициента кросскорреляции (КК), блок сравнения КК с табличным значением при уровне значимости различий 0.05, электронные ключи, переключатель режимов работы, блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой. Это позволяет существенно расширить область применения и эффективность кардиотренинга за счет оригинальной структурной компоновки электронных блоков и электрических и информационных связей между ними, которые в реальном времени обеспечивают автоматический статистический и спектральный анализ сердечного ритма пациента: всего более 20-ти измеряемых и расчетных показателей, кросскорреляционный анализ КРГ и заданной периодической кривой, последовательный автоматический подбор оптимальных режимов тренинга, не допускающих ни при каких условиях выход состояния пациента за пределы физиологической нормы.

Description

Устройство (полезная модель) относится к медицинской технике, используемой в профилактической медицине, терапии, физиологии и валеологии. Оно может быть использовано в интеллектуальной адаптивной системе с биологической обратной связью при лечении расстройств функционального состояния, например, кардиоваскулярной системы. Полезная модель применима как в диагностике, так и для коррекции функционального состояния с применением биологической обратной связи (БОС).

Известно устройство для реализации зрительной биологической обратной связи по сердечному ритму, в состав которого входят одноканальный усилитель кардиосигнала, блок формирования кардиоритмограммы, генератор низкочастотных синусоидальных колебаний, 8-ми канальный медицинский осциллограф [Ващилло Е.Г. Динамика медленно-волновой структуры сердечного ритма как показателя функционального состояния человека-оператора. Дисс. канд. биол. наук. Л., 1986, 154 с.]. Устройство работает следующим образом: с усилителя электрокардиосигнал подается на вход блока формирования кардиоритмограммы, электрический сигнал, пропорциональный кардиоритмограмме, поступает

на вход одного из каналов медицинского осциллографа, вход другого канала осциллографа соединен с выходом генератора низкочастотных синусоидальных колебаний, - на нем воспроизводится синусоида, период которой может изменяться только стандартным регулятором частоты колебаний. В процессе использования устройства кардиоритмограмма (КРГ) и синусоида предъявляются пациенту для отслеживания. Необходимо достижение максимального совмещения двух кривых за счет произвольного изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы и зрительной обратной связи.

Главным недостатком устройства является его структурная жесткость (отсутствие возможности оперативно менять структурную схему устройства и режимы его работы) и, как следствие, ограниченность его функциональных возможностей.

Известно устройство для обеспечения биологической обратной связи по сердечному ритму, использованное в известном "Способе функциональной коррекции артериального давления" [СССР, авторское свидетельство N 1745200, МПК А 61 В 5/00, публикация 8.03.1992], являющееся наиболее близким по техническому решению к предлагаемому.

Устройство включает усилитель электрокардиограммы первого стандартного отведения, блок формирования кардиоритмограммы, двухлучевой осциллограф с временем развертки луча 50 с, стандартный генератор низкочастотных колебаний.

На первый канал осциллографа предъявляется кардиоритмограмма, одновременно на второй канал осциллографа выводится периодическая кривая - синусоида с фиксированными периодами 7, 10, 13, 17, 34 или 47 секунд, устанавливаемыми оператором. Устройства для автоматического управления его частотой, амплитудой и постоянной составляющей на основании какого-либо правила или алгоритма в нем не предусмотрено. За счет зрительной обратной связи пациент в соответствии с инструкцией должен изменением функционального состояния модулировать кардиоритмограмму (сердечный ритм) в ритме синусоиды с целью их совмещения.

Существенными недостатками данного устройства является то, что при работе устройства по такой фактически одноконтурной схеме сборки (на протяжении всего цикла исследования работают одни и те же блоки в одной и той же последовательности) создаются неадекватные ситуации по отношению к реальной кардиоритмограмме пациента и ее спектральному составу, для отслеживания фиксированные периоды синусоид предъявляются вручную. Они не всегда связаны с реальными дыхательными колебаниями или не соответствуют этим колебаниям, расположенным в диапазонах быстрых (БВ) и медленных волн (MB) сердечного ритма. Объективные ограничения основных параметров периодической кривой: периода, амплитуды и средней частоты сердечных сокращений

(ЧСС), являющейся постоянной составляющей синусоиды, отсутствуют. Это не исключает выхода состояния пациента за пределы индивидуальной физиологической нормы, приводя, например, к гипервентиляции с возможными отрицательными последствиями. Параметры синусоиды, которые задает специалист, проводящий исследование, назначаются фактически субъективно, они могут быть неадекватными для различных состояний пациента, не соответствовать или противоречить его индивидуальным особенностям. Сердечный ритм (СР) является полигармоническим процессом, что обусловливает реальную вероятность непопадания фиксированных по периоду синусоид в диапазон собственных колебаний СР пациента.

Таким образом, известное устройство не решает проблем автоматического и, в то же время, обоснованного с точки зрения физиологической нормы формирования параметров периодической кривой, терапевтического эффекта, безопасности лечения пациента, имеет место ограничение области применения при различных психофизиологических состояниях пациентов.

Задача, которую решает заявляемая полезная модель, состоит в том, что за счет включения в схему дополнительных счетно-решающих и логических блоков в процессе использования полезной модели реализуется процедура целенаправленного психофизиологического воздействия (кардиотренинг) на симпатический и парасимпатический отделы автономной нервной системы, центральную нервную систему по индивидуальным для каждого конкретного пациента особенностям регулирования процесса функциональной нормализации параметров кардиоваскулярной системы. Это происходит за счет знакопеременной биологической обратной связи по сердечному ритму. Работу на предлагаемой полезной модели осуществляют методом визуального предъявления пациенту на экране монитора выводимой туда с помощью дополнительно введенных блоков графической информации, и содержащей периодическую кривую и кардиоритмограмму.

Сущность полезной модели заключается в том, что в нее дополнительно включены: усилитель пневмограммы (функции дыхания), соединенный с монитором, блок статистического и спектрального анализа, блок определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, блок определения амплитуды периодической кривой, блок определения постоянной составляющей периодической кривой, блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, блок генерации периодической кривой с заданными параметрами, блок вычисления

коэффициента кросскорреляции (КК), блок сравнения КК с табличным значением при уровне значимости различий 0.05, электронные ключи, переключатель режимов работы, блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой.

Предлагаемое устройство позволяет регистрировать у пациента кривую дыхания (пневмограмму), кардиоритмограмму, оценивает среднюю ЧСС и спектральные характеристики сердечного ритма - значение периода и амплитуда максимально выраженной гармоники кардиоритмограммы (в диапазоне быстрых и медленных волн) в исходной и контрольных пробах, проводящихся в состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами, и во всех тренировочных (активных) пробах, для чего устройство содержит блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы. В блоке вычисления коэффициента кросскорреляции между собственной КРГ и периодической кривой определяется степень успешности выполнения задания по совмещению обеих кривых после каждой тренировочной активной пробы, и соответственно меняются амплитудно-частотные параметры периодической кривой. На основании спектрального анализа КРГ пациента и коэффициента кросскорреляции формируются параметры периодической кривой , предъявляемой в каждой следующей тренировочной пробе: постоянная составляющая, представляющая собой задаваемую среднюю ЧСС, амплитуда и период (частота). Благодаря наличию блока нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, содержащего информацию о должных значениях физиологических параметров сердечного ритма, устройство препятствует выходу состояния пациента за пределы физиологической нормы. Устройство позволяет в автоматическом режиме путем обоснованного подбора параметров периодической функции (от пробы к пробе, от сеанса к сеансу) найти наиболее подходящий для конкретного пациента темп дыхания, благодаря которому нормализуется биоритмологическая структура его сердечного ритма, а в состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами восстанавливается (формируется) дыхательно-сердечная (кардиореспираторная) синхронизация, являющаяся благоприятньм диагностическим признаком. Таким образом, предлагаемая полезная модель может широко использоваться в здравоохранении.

Технический результат достигается благодаря введенным в структурную схему полезной модели дополнительным блокам и электрическим информационным связям между ними, которые делают схему многоконтурной - на разных этапах исследования функционируют разные блоки в разных сочетаниях. Ранее такие структурные схемы в подобных устройствах не применялись.

Сущность полезной модели поясняется дальнейшим описанием, прилагаемыми чертежами, где приняты соответствующие обозначения.

Устройство - его структурная схема представлена на фиг.1, №№2-16 - блоки устройства.

1 - датчик дыхания и датчик кардиосигнала, установленные на пациенте, который является неотъемлемой частью работающей схемы, так как его биологическая активность является регулятором в цепи сигналов биологической обратной связи, 2 - блок усилителя кардиосигнала и формирования кардиоритмограммы, 3 - блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы, 4 - блок определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, 5 - блок определения амплитуды периодической кривой, 6 - блок определения постоянной составляющей периодической кривой, 7 - блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, 8 - блок генерации периодической кривой, 9 - монитор, 10 - блок вычисления коэффициента кросскорреляции (КК) между КРГ и заданной периодической кривой, 11 - блок сравнения КК с табличным значением при уровне значимости различий 0.05, 12 и 13 - электронные ключи, 14 - переключатель режимов работы (исходные и контрольные пробы - положение ключа вниз, тренировочные активные пробы - положение вверх), 15 - блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, 16 - блок усилителя функции дыхания.

На фиг.2 представлены получаемые с помощью предлагаемой полезной модели варианты периодической кривой: 17 - синусоида (с равными фазами нарастания и спада; 18 - периодическая кривая с удлиненной фазой (полупериодом) спада Те и укороченной фазой (полупериодом) нарастания Тн для успокаивающего типа дыхания, причем Тс/Тн=2/1; 19 - периодическая кривая с укороченной фазой спада Те и удлиненной фазой нарастания Тн для активационного типа дыхания, где Тс/Тн=1/2; соотношение между фазами нарастания и спада выбирается из чисел ряда Фибоначчи в пределах от 1 до 55 (например Тс/Тн как 8/13, 13/8, 3/5, 5/3, 1/1 и др.); А - амплитуда периодической кривой, Т - период, С - постоянная составляющая, причем Те + Тн=Т. При Те больше, чем Тн, реализуется успокаивающий (релаксационный) режим процедуры функционального биоуправления с обратной связью, когда Те меньше, чем Тн, - активационный (возбуждающий) режим.

На фиг.3-5 представлен пример работы полезной модели - вариант графической информации на экране монитора 9, где 20 - исходная кардиоритмограмма пациентки Ф. в

6

начале цикла кардиотренинга (состояние расслабленного бодрствования с закрытыми глазами, 21 - кривая дыхания (пневмограмма).

На фиг.4 - результат коррекции состояния пациентки Ф. в 39-ой пробе кардиотренинга, 22 - кардиоритмограмма, 23 - периодическая кривая для успокаивающего типа дыхания, 24 - пневмограмма.

На фиг.5 - результат коррекции состояния пациентки Ф. в 141-ой пробе кардиотренинга, 25 - кардиоритмограмма, 26 - периодическая кривая для успокаивающего типа дыхания, 27 - пневмограмма.

Другой пример работы устройства представлен на фиг.6 - динамика некоторых объективных параметров состояния пациентки Е-вой в цикле кардиотренинга.

Принцип работы полезной модели. До проведения тренировочной (активной) пробы регистрируются данные об исходном состоянии пациента. От пациента 1 электрокардио-сигнал поступает в блок 2, где он усиливается и формируется соответствующая ему кардиоритмограмма (КРГ), последняя поступает на экран монитора 9 и в блок анализа сердечного ритма 3, который соединен электрическими информационными связями через переключатель режимов работы 14 (положение вниз) с блоками 4, 5, 6 и прямой связью с блоком 7. Данные статистического и спектрального анализа в виде электрических сигналов вводятся в блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента 7, частотные характеристики спектра КРГ поступают в блок определения периода периодической кривой 4, амплитудные характеристики спектра КРГ поступают в блок определения амплитуды периодической кривой 5, средняя ЧСС вводится в блок определения постоянной составляющей периодической кривой 6. Блок 7 соединен электрическими информационньми связями с блоками 4, 5, 6, которые в свою очередь, соединены с блоком 8. В блоке 4 определяется основная гармоника КРГ (с максимальной амплитудой) в диапазоне, захватывающем медленные и быстрые волны (4-12 секунд), в блоке 7 определяется, относится ли эта гармоника к диапазону дыхательных волн. Если «да», то ее период приравнивается к периоду периодической кривой, предъявляемой в первой тренировочной пробе, если «нет», то автоматически выбирается гармоника с максимальной амплитудой, относящаяся к диапазону дыхательных волн и ее период приравнивается к периоду периодической кривой, предъявляемой в первой тренировочной пробе. Физически это осуществляется через связь блока 4 с блоком 8. В блоке 5 определяется амплитуда максимальной гармоники из диапазона дыхательных волн. Если эта амплитуда не выходит за пределы вариационного размаха КРГ пациента, хранящегося в блоке 7, то к ней

приравнивается амплитуда периодической кривой, предъявляемой в первой тренировочной пробе. Физически это осуществляется через связь блока 5 с блоком 8. В блоке 6 определяется средняя ЧСС в исходной пробе. Если средняя ЧСС лежит в пределах физиологической нормы, контролируемой блоком 7, то она определяет уровень постоянной составляющей периодической кривой, если средняя ЧСС в исходной пробе выше или ниже физиологической нормы, то уровень постоянной составляющей периодической кривой для первой тренировочной пробы устанавливается, соответственно, ниже или выше средней ЧСС в исходной пробе на 5%. Физически это осуществляется через связь блока б с блоком 8. Таким образом, в блоке 8 автоматически генерируется периодическая кривая с заданными параметрами, которая в тренировочной (активной) пробе поступает на экран монитора 9 одновременно с КРГ пациента. Длительность фаз спада и нарастания периодической кривой регулируется в блоке 15 в зависимости от того, какой из двух режимов надо проводить - успокаивающий или активационный. Это определяется специалистом, проводящим процедуру, и необходимый режим устанавливается вручную в блоке 15, при этом соотношение между Те и Тн определяется числами из ряда Фибоначчи. Задачей пациента является использование непрерывной зрительной обратной связи для совмещения на экране двух кривых, одна из которых - кардиоритмограмма может произвольно меняться за счет дыхания пациента (при вдохе ЧСС растет, КРГ идет вверх; при выдохе ЧСС снижается, КРГ идет вниз).

В режиме тренировочных проб блок усиления и формирования КРГ 2 соединен также с блоком вычисления коэффициента кросскорреляции 10, а блок анализа 3 через переключатель режимов 14 (положение вверх) и через электронные ключи 12 и 13 соединен с блоками 4, 5, 6. Периодическая кривая с блока 8 поступает в блок 10, где вычисляется коэффициент кросскорреляции между КРГ и периодической кривой, значение которого в блоке 11 сравнивается с табличным при доверительном уровне значимости различий 0.05.

Если после первой и последующих тренировочных проб КРГ и периодическая кривая скоррелированы между собой на уровне вероятности значимости различий менее 0.05, то есть имела место достоверная корреляция КРГ и периодической кривой (задание выполнено успешно), то электрический сигнал с блока 11 открывает электронный ключ 12. Тогда блок 3 через переключатель 14 (положение вверх) соединен с входами блоков 4, 5, 6, которые вместе с блоком 7 производят автоматическую коррекцию параметров периодической кривой на последующую тренировочную пробу путем ее незначительного усложнения - сохранение периода, повышение амплитуды в пределах вариационного размаха но не более чем на 5%, снижение или увеличение постоянной составляющей также в

8

пределах 5%, если средняя ЧСС выше или ниже физиологической нормы. Электрические информационные связи блоков 4, 5, 6 с блоком 8 организуют генерацию периодической кривой с новыми параметрами для последующей тренировочной пробы. Через блок 15 специалист управляет длительностью фаз нарастания и спада периодической кривой, при этом величина периода не затрагивается.

Если после первой и последующих тренировочных проб КРГ и периодическая кривая не скоррелированы между собой (уровень вероятности значимости различий более 0.05), то есть имело место различие между КРГ и периодической кривой (задание не выполнено), то электрический сигнал с блока 11 открывает электронный ключ 13. Тогда блок 3 через переключатель 14 (положение вверх) соединен с другими входами блоков 4, 5, б, которые вместе с блоком 7 производят автоматическую коррекцию параметров периодической кривой на последующую тренировочную пробу путем ее незначительного упрощения. Основной причиной отсутствия корреляции между КРГ и периодической кривой является разница (несовпадение) их основных периодов (гармоник с максимальной амплитудой), поэтому период периодической кривой в последующей тренировочной пробе изменяется на значение периода соседней гармоники в спектре справа или слева от того, какой был задан в предыдущей тренировочной пробе в пределах диапазона 4-12 секунд. Амплитуда понижается в пределах вариационного размаха не более чем на 5%, постоянная составляющая снижается или повышается на 5%, если средняя ЧСС выше или ниже физиологической нормы. Управление соотношением фаз нарастания и спада периодической кривой осуществляется специалистом через блок 15, длительность периода при этом не затрагивается.

Такой подбор производится для каждой пробы во всех сеансах (6-8 проб) на протяжении всего цикла тренинга (до 20 сеансов в зависимости от динамики состояния).

Сигнал пневмограммы пациента усиливается в блоке 16 (фиг.1) и выводится на монитор только после проб (во время активной пробы-тренинга пневмограмма скрыта от пациента). Она является контрольной и включается для выявления феномена дыхательно-сердечной синхронизации (фиг.З - 5).

Техническим преимуществом предлагаемого устройства перед аналогичными известными и наиболее прогрессивными техническими решениями в данной области медицинской техники, в частности перед устройством, использованном в прототипе [СССР, авторское свидетельство N 1745200, МПК А61В 5/00, публикация 8.03.1992], является то, что оно реализует, по существу, адаптивный режим выбора периодической кривой - ее параметры зависят от результата, достигнутого в предыдущей пробе биоуправления и, в то

9

же время, эти параметры ограничены нормативными физиологическими величинами. Это позволяет существенно расширить область применения и эффективность кардиотренинга за счет оригинальной структурной компоновки электронных блоков и электрических и информационных связей между ними, которые в реальном времени обеспечивают автоматический статистический и спектральный анализ сердечного ритма пациента (всего более 20-ти измеряемых и расчетных показателей), кросскорреляционный анализ КРГ и заданной периодической кривой, последовательный автоматический подбор оптимальных режимов тренинга, не допускающих ни при каких условиях выход состояния пациента за пределы физиологической нормы. Устройство позволяет формировать кардиореспиратор-ную синхронизацию с дыханием успокаивающего или активационного типа. С помощью устройства организуется воздействие на биоритмологически значимые для конкретного индивида активационные и тормозные механизмы саморегуляции. Это сочетается с документальным заключением, оперативным контролем и управлением процессом кардиотренинга на всех его стадиях, обеспечивает долгосрочный лечебный эффект в течение года и более у 90% пациентов, например, с функциональными нарушениями в сердечнососудистой системе, больных мигренями, головньми болями напряжения, пограничной артериальной гипертензией, бронхиальной астмой, вегето-сосудистыми дистониями.

Указанные технические преимущества достигаются тем, что пациенту во время пробы биоуправления предлагают периодическую кривую (например, синусоиду) с научно обоснованными амплитудой, периодом и постоянной составляющей, равной средней ЧСС. Это способствует восстановлению колебательного характера сердечного ритма, что гармонирует с большинством физиологических функций, имеющих колебательный характер относительно некоторого среднего значения, максимально увязывается со структурой функции во времени и нагружает разные регуляторные механизмы. При этом диапазон дыхательных волн расширяется в сторону медленных волн и практически охватывает весь реальный диапазон дыхательных волн, используемый в терапевтических целях. Состояние нормализуется, в частности, попеременным воздействием на парасимпатический и симпатический отделы автономной нервной системы за счет дыхания, ритм которого определяется периодической кривой, ее периодом и длительностью фаз нарастания и спада полупериодов периодической кривой.

Кроме того, преимуществом предлагаемого устройства является возможность предварительной диагностики состояния кардиоваскулярной системы за счет наличия блоков:

статистического и спектрального анализа, определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, определения амплитуды периодической

10

кривой, определения постоянной составляющей периодической кривой, блока нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента.

Феномен дыхательно-сердечной синхронизации контролируется визуализацией на экране монитора одновременно кардиоритмограммы и пневмограммы (кривой дыхания).

Тестирование испытуемых на предмет профессиональной пригодности по психофизиологическим показателям, психофизиологической подготовки операторов (диспетчеров) перед выполнением специфической деятельности (суточные вахты, дежурства, работа в изолированных малочисленных коллективах и др.) также возможны благодаря наличию в полезной модели блоков: статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы, определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, определения амплитуды периодической кривой, определения постоянной составляющей периодической кривой, блока нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, генерации периодической кривой с заданными параметрами, вычисления коэффициента кросскорреляции (КК), сравнения КК с табличным значением, управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой. Это предопределяет широкие перспективы использования устройства.

Используя сведения, представленные в материалах заявки, а также электронную элементную базу, предлагаемое устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека без дополнительного изобретательства может быть практически реализовано в любых современных учреждениях по разработке медицинской техники, что характеризует предлагаемое устройство как повсеместно широко применимое.

Достоверность высокой эффективности работы полезной модели в цикле коррекции состояния представлена на конкретных примерах.

Пример 1. Пациентка Ф-ва Н.П., 45 лет. С 30 лет страдает нервно-психической формой бронхиальной астмы. Жалобы на учащенное дыхание, одышку, ощущение нехватки воздуха и приступы удушья, возникающие под влиянием психоэмоциональных стрессов и физических нагрузок 3-5 раз в день, купирующиеся соответствующим количеством ингаляций адреномиметиков. Больную беспокоили головные боли, повышенная тревожность, раздражительность и беспокойный сон с частыми пробуждениями. Объективно дыхание аритмичное, шумное. Частота дыхания 16-17 циклов в минуту. При перкуссии звук тим-панический, аускультативно выявляется бронхиальное дыхание с сухими свистящими

11

хрипами над всеми легочными полями. Тоны сердца приглушены. АД 135/80 мм рт.ст., пульс напряженный 80 уд/мин. На фиг.З - фоновая (исходная) кардиоритмограмма 20, 21 - кривая дыхания (пневмограмма) с отношением длительности вдоха (вверх) к длительности выдоха (вниз) 3 к 5. Кардиотренинг этой пациентки проводился в направлении формирования более редкого дыхания и усиления кардиореспираторного взаимодействия с использованием как синусоиды, так и периодической кривой с удлиненной фазой выдоха. На фиг.4 кардиоритмограмма 22, периодическая кривая 23 с отношением длительности нарастания к длительности спада полупериодов 3 (вдох) к 5 (выдох), пневмограмма 24. По мере проведения процедур постепенно происходило снижение частоты дыхания и усиление дыхательно-сердечной синхронизации. Так как частотная область медленных волн, в которой преимущественно проходил тренинг, характеризуется как парасимпатической, так и симпатической активностью в кардиоваскулярной системе, то увеличение периода доминирующих гармоник кардиоритма указывает на расширение диапазона его адаптивной регуляции в сторону медленных волн. К концу занятий у больной сформировался более редкий темп дыхания с удлиненньм выдохом, на фиг.5 - кардиоритмограмма 25, периодическая кривая 26 с отношением длительности нарастания к длительности спада полупериодов 13 (вдох) к 21 (выдох), соответственно, пневмограмма 27. Все вышеприведенные численные отношения фаз вдоха и выдоха соответствуют числам из ряда Фибоначчи. Самочувствие пациентки значительно улучшилось. Она стала легче переносить физические и психоэмоциональные нагрузки, провоцирующие приступы удушья. Ингаляции -менее одного раза в сутки. У пациентки прекратились головные боли, нормализовался сон, повысились активность и настроение. С помощью цикла биоуправления (кардиотре-нинга) сформировались навыки саморегуляции, позволяющие самостоятельно в домашних условиях купировать приступы.

Пример 2. Пациентка Е-ва Г.Л., 26 лет, 7 лет страдает мигренью. В последние 2 года, помимо мигренозных головных болей, которые беспокоили больную 4-6 раз в месяц, стала отмечать частое повышение АД, сопровождающееся ощущением тяжести в затылочной области и связанное с психоэмоциональными нагрузками и нарушениями режима сна и бодрствования. Жалобы на внутреннюю напряженность, раздражительность, беспокойство, волнение, сон поверхностный, беспокойный, с кошмарными сновидениями, часто затруднено засыпание. Свое состояние связывает с острой психотравмирующей ситуацией, которую пережила 2 года назад, частыми дежурствами в ночные смены и совмещением работы с успешным обучением в юридическом колледже. Объективно белый, стойкий дермографизм, ладони холодные и влажные. Размеры сердца не увеличены, аускультатив-

12

но выявлено усиление первого тона на верхушке, шумы не выслушиваются. АД 145/100 мм рт.ст., пульс повышенного наполнения 80 уд/мин. Диагноз: нейроциркуляторная дис-тония средней степени по смешанному типу с церебральным синдромом (мигрень). На первом же сеансе пациентка продемонстрировала эффективное совмещение колебаний собственного кардиоритма с предложенными целевыми функциями. Наиболее успешно тренинг проходил в диапазоне до 7 секунд. В динамике тренинга (всего пациентке проведено 12 сеансов по 8 проб в каждом) происходило постепенное снижение систолического и диастолического АД, средней ЧСС и индекса функционального состояния (ИФС) - расчетный параметр, зависящий от возраста, пола, роста, веса, давления, ЧСС. Средняя ЧСС 70 уд/мин, АД 130/75 мм рт.ст., ИФС 2,4. К концу цикла тренинга частота мигренозных атак снизилась до 2 в месяц, состояние удовлетворительное. Так как наибольшее количество проб проходило в частотной области менее 7 секунд, связываемой с парасимпатической активностью, то снижение артериального давления было результатом усиления парасимпатических влияний в кардиоваскулярной системе. Повышение цикличности колебаний сердечного ритма при биоуправлении свидетельствовало об усилении дыхательно-сердечной синхронизации при плавном ритмичном дыхании. Пациентка при обычном режиме труда и отдыха стала отмечать снижение уровня тревожности, повышение активности, настроения, нормализацию сна. На фиг.6 представлена динамика ЧСС (28), АД (29 и 30) и ИФС (31). Превышение ИФС сверх 2,59 свидетельствует о неудовлетворительной адаптации кардиоваскулярной системы.

Приведенные примеры свидетельствуют, что предлагаемое устройство обладает более широкой областью применения с высокой эффективностью как на промежуточных этапах лечения, так и после полного цикла кардиотренинга. Таких результатов невозможно достичь без наличия в полезной модели блоков: статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы, определения периода (частоты) периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, определения амплитуды периодической кривой, определения постоянной составляющей периодической кривой, блока нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, генерации периодической кривой с заданными параметрами, вычисления коэффициента кросскорреляции (КК), сравнения КК с табличным значением, управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, функции дыхания (пневмограммы).

Claims (1)

1. Устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека, состоящую из датчика и усилителя электрокардиосигнала, формирователя кардиоритмограммы, генератора низкочастотных периодических колебаний, монитора для предъявления пациенту и совмещения за счет зрительной обратной связи периодической кривой и кардиоритмограммы пациента, отличающееся тем, что дополнительно содержит электрически связанные между собой блок усилителя функции дыхания, блок определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, блок определения амплитуды периодической кривой, блок определения постоянной составляющей периодической кривой, блок нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, блок генерации периодической кривой, блок вычисления коэффициента кросскорреляции, блок сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, электронные ключи, переключатель режимов работы, блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, причем в режиме регистрации исходного неактивного состояния пациента датчики дыхания и электрокардиосигнала, расположенные на пациенте, соединены с входом блока усилителя функции дыхания, соединенного с монитором, и с входом блока усилителя кардиосигнала и формирования кардиоритмограммы, соединенного с монитором, с блоком статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы, при этом блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы соединен с блоком нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, соединенным с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, с блоком определения амплитуды периодической кривой, с блоком определения постоянной составляющей периодической кривой, и с переключателем режимов работы, причем при положении ключа “вниз” переключатель режимов работы соединен с блоками определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, определения амплитуды периодической кривой, определения постоянной составляющей периодической кривой, которые соединены с блоком генерации периодической кривой, при этом с ним соединен блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, а блок генерации периодической кривой соединен с монитором для предъявления пациенту и отслеживания им периодической кривой во время активной пробы, в режиме тренировочной активной пробы с монитором соединен блок усилителя функции дыхания, блок усилителя кардиосигнала и формирования кардиоритмограммы соединен с монитором, с блоком статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы и с блоком вычисления коэффициента кросскорреляции между кардиоритмограммой и периодической кривой, поступающей по связи с выхода блока генерации периодической кривой, при этом блок вычисления коэффициента кросскорреляции между кардиоритмограммой и периодической кривой соединен с блоком сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, блок статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы соединен также с блоком нормативных физиологических значений параметров сердечного ритма и хранения результатов статистического и спектрального анализа кардиоритмограммы пациента, причем его выход соединен с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, с блоком определения амплитуды периодической кривой, с блоком определения постоянной составляющей периодической кривой и с переключателем режимов работы с положением ключа “вверх”, переключатель режимов работы через электронные ключи соединен с блоком определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн с блоком определения амплитуды периодической кривой и блоком определения постоянной составляющей периодической кривой, причем управление электронными ключами осуществляется по электрическим связям с блока сравнения коэффициента кросскорреляции с табличным значением при уровне значимости различий 0,05, выход блока определения периода периодической кривой в диапазоне быстрых и медленных волн, выход блока определения амплитуды периодической кривой и определения постоянной составляющей периодической кривой и выход блока определения постоянной составляющей периодической кривой соединены с входом блока генерации периодической кривой, причем с ним соединен блок управления длительностью фаз спада и нарастания периодической кривой, а выход блока генерации периодической кривой соединен с монитором, на который выводится периодическая кривая для отслеживания пациентом во время активной пробы.