Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Понятие «индивидуальное здоровье» и современная система здравоохранения 14
1.2. Донозологический подход к оценке здоровья 20
1.3. Анализ вариабельности сердечного ритма как метод донозологической диагностики 29
1.4. Автоматизированные системы донозологической диагностики 38
1.5. Телемедицина как новое направление в системе здравоохранения и перспективы ее использования в донозологической диагностике 43
Глава 2. Материалы и методы исследования 56
2.1. Общая характеристика материалов исследования 57
2.1.1. Ежемесячные долговременные медико-экологические исследования в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007» 58
2.1.2. Еженедельные долговременные медико-экологические исследования в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard» 59
2.1.3. Медико-физиологические испытания аппаратно-программного комплекса «Экосан-ТМ2» 60
2.1.4. Медико-физиологические испытания системы «Дельта 2013» 61
2.1.5. Медико-физиологические испытания мобильного приложения «Светофор здоровья» 62
2.2. Методы анализа материалов исследования 63
2.2.1. Метод анализа вариабельности сердечного ритма Оценка адаптационных рисков по данным анализа ВСР 63
2.2.2. Дисперсионное картирование электрокардиограммы (ДК ЭКГ) 69
2.2.3. Измерение ЧСС, АД и антропометрические измерения
2.2.4. Анкетный опрос о состоянии здоровья и факторах риска 72
2.3. Аппаратно-программные средства 74
2.3.1 Аппаратно-программный комплекс «Экосан-2007» 74
2.3.2 Прибор «Heart Wizard» 75
2.3.3 Комплекс «Экосан ТМ-2» 78
2.3.4 Система «Дельта-2013» 81
2.3.5 Мобильное приложение «Светофор здоровья 83
2.3.6. Программное обеспечение «ИСКИМ-6» 85
2.4. Статистическая обработка результатов исследований 85
Глава 3. Основные результаты исследований и их обсуждение 86
3.1. Изучение роли индивидуального донозологического контроля по данным анализа материалов долговременных медико-экологических ис следований в рамках проекта «Марс-500» 86
3.1.1. Изучение роли индивидуального донозологического контроля по данным анализа материалов ежемесячных долговременных медико экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007» 86
3.1.1.1. Группы адаптации, выделенные по результатам анализа материалов ежемесячных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007» 86
3.1.1.2. Оценка исходного статуса участников ежемесячных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007» 94
3.1.1.3. Оценка динамики анализируемых показателей в выделенных группах адптации в зависимости от результатов оценки функционального состояния по данным анализа ВСР при первом обследовании 98
3.1.1.4. Индивидуальные адаптивные реакции у участников долговре менных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс 500» с использованием АПК «Экосан-2007» 103
3.1.2. Анализ материалов еженедельных долговременных медико экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использо
ванием прибора «Heart Wizard» 105
3.1.2.1. Возрастные особенности показателей ВСР в Северо Американской группе участников еженедельных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard» 105
3.1.2.2. Сопоставление данных анализа ВСР с данными анкеты самооценки здоровья и измерения артериального давления 107
3.2. Медико-физиологические испытания новых телемедицинских систем для ИДК 114
3.2.1. Медико-физиологические испытания комплекса «Экосан-ТМ2»... 115
3.2.1.1. Медико-физиологические испытания комплекса «Экосан-ТМ2»
при проведении массовых донозологических обследований 120
3.2.1.2. Медико-физиологические испытания комплекса «Экосан-ТМ2»
при проведении индивидуальной донозологической диагностики 139
3.2.3. Разработка системы для индивидуального донозо логического контроля «Дельта-2013» 143
3.2.4. Результаты медико-физиологических испытаний системы для индивидуального донозологического контроля «Дельта-2013» 144
3.2.5. Разработка и медико-физиологические испытания устройства «Светофор здоровья» для индивидуального донозологического контроля, выполненного в виде мобильного приложения для смартфона. 146
3.2.6. Апробация системы персонализации данных анализа ВСР для оценки динамики изменения функционального состояния участников 520-суточного эксперимента в гермообъекте, моделирующего межпла 5
нетный полет («Марс-500») 149
Заключение 152
Выводы 157
Практические рекомендации 159
Библиографический список
- Автоматизированные системы донозологической диагностики
- Еженедельные долговременные медико-экологические исследования в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard»
- Изучение роли индивидуального донозологического контроля по данным анализа материалов ежемесячных долговременных медико экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007»
- Возрастные особенности показателей ВСР в Северо Американской группе участников еженедельных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard»
Введение к работе
Актуальность исследования. Увеличение длительности космических полетов диктует необходимость выявления возможных отклонений у членов космических экипажей на ранних стадиях нарушения адаптации, в том числе, с использованием различных телемедицинских систем (Богомолов В.В., Самарин Г.И., 2011; Орлов О.И., 2014). Российская система медицинского контроля членов космических экипажей (Алферова И.В., и др., 2011; Григорьев А.И., Баевский P.M. 1998) базируется на донозологическом подходе, который направлен на оценку степени снижения адаптационных возможностей организма, на диагностику донозологических состояний.
Донозологическая диагностика - учение о состояниях организма на грани нормы и патологии, появившееся в космической медицине, (P.M., Баевский, В.П.Казначеев. 1978; P.M. Баевский, 1979). Переход от нормы к патологии происходит через четыре последовательных состояния: физиологическая норма, донозологические состояния, преморбидные состояния, срыв адаптации (патология), а любая болезнь рассматривается как результат нарушения (срыва) механизмов адаптации при перенапряжении систем регуляции и снижении их функциональных резервов.
Необходимость регулярного и длительного контроля функционального состояния практически здоровых людей с учетом индивидуальных адаптивных реакций для раннего выявления донозологических и преморбидных состояний требует создания систем индивидуального донозологического контроля (ИДК) и их внедрения, как в космической, так и в Земной медицине. Наибольший опыт по применению индивидуального донозологического контроля накоплен в космической медицине, поэтому его обобщение представляется крайне важным для разработки рекомендаций по дальнейшему развитию и применению систем ИДК в практической медицине. Однако широкое использование систем ИДК до сих пор не имеет достаточно четкого физиологического обоснования. В связи с этим данная тема крайне актуальна.
Целью диссертационной работы является физиологическое обоснование системы индивидуального донозологического контроля, создаваемой на основе различных телемедицинских технологий с использованием анализа вариабельности сердечного ритма и вероятностного подхода к оценке адаптационного риска и риска развития заболеваний.
Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:
-
Проанализировать результаты динамической оценки функционального состояния практически здоровых людей и риска развития у них адаптационных нарушений в ходе долговременных телемедицинских медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием комплекса «Экосан-2007» и прибора «Heart Wizard»;
-
Провести медико-физиологические испытания аппаратно-программного комплекса «Экосан-ТМ» и разработать предложения по его использованию для индивидуального донозологического телемедицинского контроля;
3. Исследовать возможность проведения долговременных
индивидуальных донозологических исследований с применением
разрабатываемой системы «Дельта-2013»;
4. Провести оценку точности анализа ВСР и эффективности
распознавания донозологических и преморбидных состояний с помощью
мобильного приложения для смартфона «Светофор здоровья» и разработать
предложения по коррекции медико-технических требований к этой системе;
5. Апробировать систему персонализации данных анализа ВСР на
примере оценки динамики изменения функционального состояния
участников 520-суточного эксперимента в гермообъекте, при моделировании
межпланетного полета (эксперимент «Марс-500»).
6. Разработать методические рекомендации по проведению
индивидуального донозологического телемедицинского контроля с
использованием различных телемедицинских систем.
Научная новизна исследования. На материалах долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» в результате 1,5-годового динамического наблюдения за функциональным состоянием практически здоровых людей с использованием различных систем, в том числе телемедицинской системы для индивидуального донозологического контроля, впервые показано, что не только экстремальные воздействия, но и повседневные нагрузки могут приводить к появлению донозологических и преморбидных состояний.
В работе впервые показано, что применение методологии индивидуального донозологического контроля при разработке принципов и методов оценки функционального состояния практически здоровых людей позволяет более точно оценивать и прогнозировать вероятность нарушения адаптации по сравнению с традиционными методами клинической и донозологической диагностики.
На основе анализа применения систем для массовых обследований («Экосан-2007») и для индивидуального донозологического контроля («Heart Wizard») предложены изменения методического и программного обеспечения разрабатываемых систем для массовых обследований («Экосан-ТМ2») и для индивидуального донозологического контроля («Дельта-2013», «Светофор здоровья»), включающие созданные в космической медицине алгоритмы оценки адаптационных рисков по данным анализа ВСР, новые алгоритмы оценки факторов риска по данным анкетного опроса, контроля артериального давления и антропометрических измерений.
Разработаны формы выдачи автоматизированных заключений по результатам групповых и индивидуальных обследований.
Разработан принципиально новый подход к оценке индивидуальных особенностей вегетативной регуляции функций у каждого пользователя, который основан на создании индивидуальной базы данных, позволяющей провести персонализацию оценок функционального состояния.
Практическое значение работы. Медико-физиологические испытания комплекса «Экосан-ТМ2» позволили уточнить алгоритмы оценки функционального состояния и разработать рекомендации по применению этого комплекса для ИДК. На основе анализа материалов исследований с применением прибора «Heart Wizard» были разработаны медико-технические требования к системе «Дельта-2013». Результаты экспериментальных исследований с использованием мобильного приложения для смартфона «Светофор здоровья» послужили основой для разработки алгоритма анализа ВСР в этом новом устройстве для ИДК в домашних условиях. Разработаны методические рекомендации по применению систем ИДК у практически здоровых людей.
Положения, выносимые на защиту:
1. Индивидуальный донозологический контроль это физиологически
обоснованный методический подход, использующий принципы
донозологической диагностики и направленный на сохранение здоровья и
прогнозирование риска развития патологии у практически здоровых людей;
2. Методические принципы и технические возможности осуществления
ИДК в различных условиях были проверены в результате медико-
физиологических испытаний трех видов телемедицинских систем ИДК: а)
АПК «Экосан-ТМ2» для проведения массовых профилактических и
целенаправленных индивидуальных обследований практически здоровых
людей, с возможностью дифференциации по степени нуждаемости в ИДК в
соответствии с уровнем адаптационного риска; б) прибора «Дельта-2013» для
регулярного индивидуального самоконтроля функционального состояния; в)
мобильного приложения к смартфону «Светофор здоровья», позволяющего
существенно расширить возможности домашнего применения принципов
ИДК. В результате медико-физиологических испытаний показано, что,
независимо от назначения и технических средств, используемых в системах,
во всех случаях сохраняется их основное назначение - определение
адаптационного риска и прогнозирование риска срыва адаптации у
практически здоровых людей.
3. Предлагаемая методика индивидуального телемедицинского донозологического контроля функционального состояния рекомендуется к использованию для оценки адаптационного риска и прогнозирования вероятности срыва адаптации у практически здоровых людей в производственных и домашних условиях, в Центрах здоровья, а также в отдаленной и труднодоступной местности.
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования от постановки целей и задач до написания научных работ и представления докладов. Автор анализировала материалы долговременных сателлитных исследований в рамках проекта «Марс500». Лично принимала участие в анализе и коррекции алгоритмов сбора и обработки первичных данных в разрабатываемых системах для ИДК. Лично проводила исследования при испытаниях АПК «Экосан-ТМ2» в ходе массовых обследований и обучение добровольцев проведению самостоятельных исследований с использованием персональных систем ИДК «Дельта-2013» и «Светофор здоровья». Осуществляла статистическую обработку и интерпретацию полученных результатов, формулировала научные положения. Принято непосредственное участие в разработке методических рекомендаций по проведению телемедицинского ИДК и оценке состояния здоровья практически здоровых людей.
Апробация результатов. Основные результаты и положения диссертационной работы обсуждены на 11-й, 12-й и 13-й конференциях молодых ученых, специалистов и студентов в ГНЦ РФ ИМБП РАН, на 4-м и 5-м международных симпозиумах по нейрокардиологии «Нейрокард» (Белград, Сербия), на 64-м и 65-м Международных Астронавтических Конгрессах (IAC), на 24-м и 25-м симпозиумах по телемедицине в Люксембурге, на 6-м междунородном конгрессе по медицине и экстремальным условиям (ICMS) (Берлин, Германия), на 40-й конференции
COSPAR (Москва, Россия), на 35-м симпозиуме по гравитационной физиологии (Ватерлоо, Канада).
Публикации по теме диссертации. Основное содержание диссертации отражено в 14 публикациях, в том числе, в 3 статьях в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК и 1 книге (методическое руководство).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и дополнена приложением. Работа изложена на 203 листах машинописного текста, содержит 52 рисунка, 18 таблиц и 2 приложения. Указатель литературы включает 217 отечественных и 57 зарубежных источников.
Автоматизированные системы донозологической диагностики
В то же время, приспособление или адаптация к новым условиям достигается ценой затраты функциональных ресурсов организма, за счет определенной «биосоциальной платы» (термин А.Н.Авцина).
И.В. Давыдовский предложил термин «цена адаптации». Им же была выдвинута концепция «болезнь-адаптация»: «По своей биологической сущности всякая болезнь есть приспособительное явление» (Давыдовский И.В., 1957; Давыдовский И.В., 1965).
Ф.З. Меерсон указывает, что адаптация имеет свою не только «энергетическую», но и «структурную» цену. Им разработана концепция фено-типической адаптации, в основе которой лежит формирование структурного системного следа, благодаря которому увеличивается мощность систем, ответственных за адаптацию (Меерсон Ф.З., 1995).
Адаптационные возможности организма представляют собой одно из фундаментальных его свойств. Чем выше адаптационные возможности организма, тем меньше риск болезни, поскольку более надежна защита от болезни. Поддержание достаточных адаптационных (приспособительных) возможностей организма, т.е. обеспечение здоровья, находится в прямой зависимости от функциональных резервов организма, от его способности мобилизовать эти резервы для поддержания и сохранения устойчивого равновесия (гомеостаза) в изменяющихся условиях окружающей среды (Агаджанян Н.А. и др., 2004; Агаджанян и др., 2006). Переход от состояния здоровья к болезни проходит ряд стадий, на которых организм пытается приспособиться к новым для него условиям существования путем изменения уровня функционирования и напряжения регуляторных механизмов. Процесс адаптации организма к условиям среды завершается определенным исходом. Если действующий фактор невелик по силе или его воздействие было кратковременным, организм при относительно небольшом напряжении механизмов регуляции может сохранить удовлетворительную адаптацию, т.е сохранить свою оптимальную настройку. В случае чрезвычайной силы воздействий или их большой продолжительности возникает выраженное напряжение регуляторных систем, которое требуется для мобилизации функциональных резервов организма и включения соответствующих защитных приспособлений, которые обеспечивают необходимый конечный эффект (Анохин П.К., 1972).
Выделяют следующие типы адаптационных реакций: нормальные адаптационные реакции, напряжение механизмов адаптации (кратковременная, или неустойчивая, адаптация), перенапряжение механизмов адаптации и их срыв ("полом") (Апанасенко Г.Л. и др., 2000).
И. В. Давыдовский: «Между здоровьем и болезнью располагается целая гамма промежуточных состояний, указывающих на особые формы приспособления, близкие то к здоровью, то к заболеванию, и все же не являющиеся ни тем, ни другим» (Давыдовский И.В., 1965).
При определении границ здоровья необходимо определить переходное состояние между здоровьем и патологией - донозологическое состояние. До-нозологическое состояние - это такое состояние, при котором поддержание жизнедеятельности поддерживается за счет более высокого, чем в норме, напряжения регуляторных систем (Вайнер Э.Н. и др., 2003).
Термин "донозологические состояния" был впервые предложен P.M. Баевским и В.П. Казначеевым (Баевский P.M. и др., 1978). Развитие учения о донозологических состояниях связано с космической медициной, в которой, начиная с первых пилотируемых полетов медицинский контроль за состояниєм здоровья космонавтов ориентировался не столько на вероятное развитие болезней, сколько на способность организма адаптироваться к новым, необычным условиям окружающей среды. Прогнозирование возможных изменений функционального состояния в космическом полете основывалось на оценке степени напряжения регуляторных систем организма. Именно космическая медицина и дала толчок развитию массовых донозологических исследований в профилактической медицине, способствовала прогрессу в области донозологической диагностики.
Под донозологической диагностикой в широком смысле этого слова понимают постановку так называемого донозологического диагноза или, точнее, оценку функционального состояния организма в интервале состояний между нормой и патологией, здоровьем и болезнью (Баевский P.M. и др., 1997).
Баевский P.M. выделяет четыре типа функциональных состояний (Баевский P.M., 1979), соответствующих напряжению регуляторных систем организма: 1. состояние физиологической нормы. Оно характеризуется удовлетворительной адаптацией к условиям окружающей среды. Имеются достаточные функциональные возможности организма. Гомеостаз поддерживается при минимальном напряжении регуляторных систем 2. донозологические состояния. При этих состояниях для поддержания равновесия организма с окружающей средой необходима мобилизация функциональных ресурсов, что требует напряжения регуляторных систем. Адаптационные возможности организма в покое не снижены, способность адаптироваться к нагрузкам уменьшена. Гомеостаз поддерживается только благодаря определенному напряжению регуляторных систем 3. преморбидные состояния. Состояние неудовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Функциональные возможности организма снижены. Гомеостаз сохранен лишь благодаря значительному на 27 пряжению регуляторних систем либо за счет включения дополнительных компенсаторных механизмов 4. срыв (полом) механизмов адаптации. Резкое снижение функциональных возможностей организма. Гомеостаз нарушен. Развитие специфических патологических изменений на органно-системном уровне (Баевский P.M., 1979; Баевский P.M. и др., 1993; Баевский P.M. и др., 1996; Баевский P.M. и др., 1997).
В настоящее время признанным считается термин «болезни адаптации» и они даже внесены в международную классификацию болезней 10-го пересмотра (F 43- реакция на тяжелый стресс и нарушения адаптации) (по материалам cafiTahttp://www.forens-med.ru/mkb.php?pid=4257), и признана их связь с длительным или кратковременным, но сильным воздействием стрес-сорных факторов. Наиболее распространены болезни адаптации при длительном пребывании людей в неблагоприятных условиях. Вследствие продолжительного напряжения механизмов регуляции, а также клеточных механизмов, связанных с повышенными энергетическими затратами, происходит истощение и потеря наиболее важных резервов организма. Часть структур или функций выключается. Приспособление продолжается через болезнь. В дальнейшем может наступить гибель организма (Иванов В.П. и др., 2011).
Еженедельные долговременные медико-экологические исследования в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard»
В рамках проекта «Марс-500» в 2009 - 2011 г.г. были проведены долговременные медико-экологические исследования, основной задачей которых было получение информации о динамике состояния здоровья практически здоровых людей в естественных социально-производственных условиях для их сравнения с аналогичными данными при 520-суточном пребывании группы-испытателей в термокамере, имитирующей межпланетный корабль. В 520-суточном эксперименте принимали участие 12 учреждений. В исследованиях участвовали 125 испытателей (11 групп), в том числе 6 участников (1-ая группа) находились в гермокамере-макете межпланетного корабля и остальные 10 групп (по 5-18 человек) находились в 12 городах в разных регионах мира (Orlov О. et.al., 2012). В состав групп включались, в основном, лица умственного труда - сотрудники научных лабораторий, инженеры, экономисты, учителя. Все участники иссследований были практически здоровыми людьми, прошедшие поликлиническое обследование (до и после эксперимента осмотр терапевта, хирурга, невропатолога, анализы крови и мочи, ЭКГ, рентген, УЗИ внутренних органов) и давшие письменное согласие на добровольное участие в эксперименте (Мёрзлый A.M. и др., 2012; Солонин Ю.Г. и др., 2012).
Так как задачей нашей работы являлось физиологическое обоснование разработки систем для длительного ИДК, поэтому из анализа результатов были исключены данные участников с небольшим количеством обследований (менее 8 записей). В результате, нами была проанализирована динамика функционального состояния в течение 14-месячного наблюдения у 64 испытателей-участников эксперимента из 5 городов (Москва, Минск, Магадан, Екатеринбург, Сыктывкар).
По результатам использования аппаратно-программного комплекса «Экосан-2007» и системы «Heart Wizard» в проекте Марс-500 были подготовлены предложения в медико-технические требования к новому аппаратно-программному комплексу «Экосан-ТМ2». Он рассчитан на проведение массовых донозологических обследований с целью выделения групп лиц с доно-зологическими и преморбидными состояниями, а так же для индивидуального донозологического контроля.
Тестирование «пилотной» версии комплекса «Экосан-ТМ2» проводилось в рамках выставки «Электронная Москва» (г. Москва, парк Сокольники) в декабре 2013-январе 2014 года, с участием 85 человек (мужчины и женщины в возрасте 17-67 лет). За время работы выставки 85 человек смогли проверить уровень своего здоровья и адаптационный риск с использованием комплекса «Экосан-ТМ2».
Протокол обследования предусматривал следующие виды исследований: 1) Заполнение краткого вопросника о самочувствии, жалобах и образе жизни с вычислением факторов риска; 2) Регистрацию ЭКГ в трех стандартных отведениях в течение 5 минут в состоянии покоя сидя с анализом вариабельности сердечного ритма и оценкой адаптационных рисков; 3)Дисперсионное картирование ЭКГ по данным регистрации ЭКГ в течение 30 секунд в состоянии покоя сидя с вычислением индекса «Миокард»; 4) Измерение роста и массы тела; 5) Измерение артериального давления. По результатам проведенных обследований было доработано программное обеспечение РИСК, представляющее собой специализированную информационно-измерительную систему для исследования функционального состояния пациентов и оценки риска развития у них различных патологий. Результаты обследований сохраняются в базе данных, предусмотрена возможность автоматического формирования индивидуальных («Паспорт здоровья») и групповых («Отчет») заключений.
Аппаратно-программный комплекс «Экосан-ТМ2» использовался на базе санатория-профилактория «Здоровье (г. Ковров) для проведения доно-зологического обследования пациентов и отдыхающих профилактория с 14 по 25 апреля 2014 года. В ходе работы было обследовано 112 человек (муж-чин-26, женщин-86) в возрасте от 23 до 80 лет.
Параллельно велась работа и на базе ГУ « Специальное Управление ФПС №72 МЧС России» (г. Москва). Было обследовано 18 человек (13 мужчин и 5 женщин, 18 обследовани) в возрасте от 28 до 50 лет.
Система «Дельта-2013» представляет собой систему «Heart Wizard» с модифицированным, согласно рекомендациям ИМБП, программным обеспечением. Испытания системы «Дельта-2013» проводились добровольцами из разных городов России (Москва, Владимир, Ковров). Всего 6 человек, мужчины и женщины в возрасте от 25 до 67 лет.
Это мобильное приложение было создано совместно с ИМБП в канадской компании «Autosun Health Technologies Inc» для смартфонов типа Андроид в интересах внедрения методов донозологической диагностики в практику «домашней медицины»( http://autosunnet.com/). Сигналы работы сердца регистрируются с помощью фотокамеры смартфона по пульсовым колебаниям светопроницаемости кожи пальца руки пациента. Поскольку считывание информации фотокамерой смартфона происходит с частотой 25-30 точек в секунду измерение многих показателей происходит с ошибкой. Поэтому испытания «Светофора здоровья» проводились с синхронной записью электрокардиограммы. Основной задачей при медико-физиологических испытаниях данной системы являлся выбор адекватных показателей ВСР для оценки функционального состояния. Это позволило выбрать для использования в алгоритме оценки функционального состояния такие показатели ВСР, которые при измерении смартфоном в наибольшей степени коррелируют с результатами измерений при электрокардиографическом исследовании.
Изучение роли индивидуального донозологического контроля по данным анализа материалов ежемесячных долговременных медико экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007»
В каждой из экспериментальных групп было от 8 до 18 испытателей-добровольцев, практически здоровых мужчин в возрасте от 25 до 45 лет. Как уже указывалось в разделе «Материалы и методы исследования», задачей работы является физиологическое обоснование разработки систем для длительного ИДК, поэтому для анализа были отобраны данные 64 (из 125) участников эксперимента с количеством обследований не менее 8 из 5 городов (Москва, Минск, Магадан, Екатеринбург, Сыктывкар).
Группы адаптации, выделенные по результатам анализа материалов ежемесячных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием АПК «Экосан-2007»
Участники исследований были классифицированы на 4 группы адаптации по своим усредненным за 1,5 года индивидуальным категориям адаптационного риска, полученным на основе анализа ВСР. Среднее индивидуальное значение (М) категории адаптационного риска по всей анали 87 зируемой выборке (64 человека) составило 2,09 балла, стандартное отклонение (SD) - 0,89. Шагом классификации была принята величина 0,5 SD. В первую группу вошли лица со средней категорией риска не больше 1,65 балла (М - 0,5 SD), во вторую - от 1,65 балла (М - 0,5 SD) до 2,54 балла(М + 0,5 SD), в третью - от 2,54 балла (М + 0,5 SD) до 2,98 балла (М + 1,0 SD), в четвертую - выше 2,98 балла (М + 1,0 SD). То есть, в первую группу адаптации вошли лица с устойчиво низким адаптационным риском, у которых в течение всех 1,5 лет наблюдения почти всегда диагностировалось состояние физиологической нормы. Во второй группе адаптации оказались лица, функциональное состояние которых в течение всех 1,5 лет наблюдения также преимущественно относилось к физиологической норме, но эпизодически у них повышалась вероятность наличия донозологического состояния. Лица из третьей группы адаптации находились на границе нормального и донозологического состояния с частыми переходами из одного в другое. В четвертой группе адаптации вероятность донозологического состояния в среднем была больше 50%, и эпизодически появлялась вероятность наличия преморбидно-го состояния.
В работе (Шафиркин А.В. и др., 2009) отмечается, что более стрессовыми являются условия жизни в Северо-Западном и Дальневосточном Федеральном округе (по сравнению с другими регионами России), и, следовательно, можно было предполагать, что изучаемые показатели ВСР у жителей Сыктывкара и Магадана окажутся несколько «хуже». Ранее опубликованные результаты саттелитных исследований с участием большего количества регионов (Baevsky R.M. et.al., 2013) подтверждают это предположение и показывают, что в северных и северо-восточных регионах России - Магадане и Сыктывкаре достоверно выше индекс напряжения регуляторных систем и показатель адаптационного риска.
Проведенная нами оценка средних рисков нарушений адаптации в указанных городах действительно подтвердила, что самое неблагоприятное распределение людей по группам адаптации наблюдается в Магадане и Сыктывкаре (см. рис. 9). Если в Екатеринбурге более половины исследованных лиц (70%) относятся к 1-й группе адаптации, то в Магадане и Сыктывкаре более 50% относятся ко второй группе, где уже преобладают донозологиче-ские состояния.
В таблице 5 представлены усредненные для групп адаптации вероятностные оценки функционального состояния по данным анализа ВСР. Из этих данных видно что функциональные резервы (ФР) от 1-ой группы до 4-ой снижаются, а степень напряжения (СН) растет. Соответственно, отличия в выделенных группах по вероятностным оценкам функциональных состояний и адаптационного риска являются достоверными, что закономерно, так как эти группы формировались по индивидуальным средним категориям адаптационного риска.
Анализ данных в выделенных группах адаптации (см. табл. 6) при попарном сравнении групп выявил достоверно более высокий индекс массы тела (ИМТ) в 4-й группе по сравнению с 1-й и 2-й группами. По артериальному давлению достоверно более высокие значения АД наблюдаются во всех группах по сравнению с 1-й. ЧСС и ИФИ достоверно растут одновременно с ростом адаптационного риска. Показатель энергетических процессов в миокарде по данным ДК ЭКГ - Индекс миокард (ИМ), достоверно выше в 4-й группе адаптации.
Анализ среднегрупповых значений результатов анкетного опроса обследуемых по выделенным группам адаптации говорит об усилении выраженности факторов риска у испытателей от 1-й группы к 4-й. Так у обследуемых, отнесенных к 4-ой группе, достоверно выше фактор риска по психо 92 логическому статусу, влиянию факторов окружающей среды, вредным привычкам и влиянию стрессов (см. табл. 8).
Возрастные особенности показателей ВСР в Северо Американской группе участников еженедельных долговременных медико-экологических исследований в рамках проекта «Марс-500» с использованием прибора «Heart Wizard»
Разработка систем индивидуального донозологического контроля (ИДК) связана с дальнейшим развитием профилактического направления в медицине, важной задачей которого является создание методов распознавания функциональных состояний организма, предшествующих появлению болезни. Общие принципы ИДК были разработаны в космической медицине и получили свое развитие при массовых донозологических профилактических осмотрах населения. Ведущее место в системах ИДК принадлежит методам анализа ВСР, которые позволяют своевременно выявлять переход от донозологических состояний в преморбидные и определять риск развития патологии. Современные системы массовых профилактических осмотров и ИДК широко используют телемедицинские технологии для проведения исследований в режиме удаленного доступа и для передачи результатов обследований. Одной из актуальных проблем дальнейшего развития и совершенствования систем ИДК является физиологическое обоснование их применения при обследовании практически здоровых людей.
В работе представлены результаты медико-физиологических испытаний предназначенных для ИДК новых аппаратно-программных комплексов, приборов и систем, разработанных в ИМБП с целью внедрения космических технологий в практику здравоохранения. Основной целью работы являлось физиологическое обоснование системы индивидуального донозологического контроля на основе различных телемедицинских технологий с использованием методов анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР).
В работе последовательно рассматриваются три вида систем ИДК, соответственно предназначенных для применения: а) в практике массовых (групповых) профилактических обследований, б) при индивидуальном контроле функционального состояния, в) в «домашней» медицине. Эти виды ИДК различаются не только по своему назначению, но и по техническим характеристикам, по методике применения, по получаемым результатам. Однако во всех случаях сохраняется их основное назначение-оценка риска развития предпатологических (преморбидных) и патологических отклонений у практически здоровых людей. Две из этих систем («Дельта-2013» и «Светофор здоровья» уже используют технологии удаленного доступа, что дает основание считать их телемедицинскими. АПК «Экосан-ТМ2» при включении его в сосав АРМ врача Центров Здоровья также может быть подключен к единой сети через Интернет. Организация удаленного консультативного центра позволит создать на основе этих систем единую телемедицинскую сеть ИДК (рис. 52).
Важное место в данном исследовании занимает анализ результатов наземного космического эксперимента «Марс-500». В нем были получены уникальные данные об индивидуальной динамике здоровья в течение 1,5 лет более чем у 100 практически здоровых людей, живущих и работающих в естественных социально-производственных условиях в 10 различных регионах мира. Эти долговременные медико-экологические исследования проводились параллельно с исследованием 6 членов «марсианского» экипажа, которые в течение 520 дней находились в термокамере, имитирующей макет межпланетного корабля. В обеих сериях исследований использовался аппаратно-программный комплекс (АПК) «Экосан-2007».
Анализ результатов применения АПК «Экосан-2007» в долговременных медико-экологических исследованиях 90 практически здоровых людей, живущих в разных регионах мира, показал, что при динамических ежемесячных и еженедельных исследованиях сочетание анализа ВСР с анкетированием и антропометрическими измерениями позволяет выявлять лиц с донозологическими и преморбидными состояниями, контролировать динамику этих состояний, выявлять изменения, обусловленные колебаниями погоды (сезонные колебания) или стрессорными воздействиями социально-бытовых и производственных факторов.
На основе опыта долговременной эксплуатации комплекса «Экосан-2007» были разработаны медико-технические требования к новому аппаратно-программному комплексу «Экосан-ТМ», который предназначен как для массовых профилактических осмотров, так и для ИДК с возможностью использования Интернета для передачи результатов обследований в аналитический центр. Медико-физиологические испытания комплекса «Экосан-ТМ» были проведены на пациентах санатория-профилактория и на управленческом персонале одного из учреждений МЧС и показали высокую эффективность его применения для выделения групп лиц, нуждающихся в ИДК, и для планирования оздоровительно-профилактических мероприятий и управления рабочими нагрузками.
Изучение возможностей применения специализированной системы индивидуального донозологического контроля функционального состояния проводились в ходе эксперимента «Марс-500» на базе прибора «Heart Wizard-Mars500», созданного совместно ИМБП и американской компанией «Biocom Technologies». Этот прибор использовался при обследованиях групп добровольцев в США и Канаде и обеспечивал получение информации, аналогичной данным АПК «Экосан-2007». Он позволял испытателям-добровольцам регулярно, практически еженедельно проводить индивидуальные исследования с помощью персонального компьютера и получать результаты через Интернет. Анализ результатов этих исследований показал, что у практически здоровых людей функциональное состояние крайне чувствительно к любым стрессорным воздействиям от изменений погоды до изменений служебно-производственной обстановки. Результаты этих исследований послужили базой для разработки ме дико-технических требований к специализированной системе «Дельта-2013.
Испытания макетного образца системы «Дельта-2013» показали, что она обеспечивает комфортную и удобную работу пользователей в производственных и домашних условиях и позволяет получать своевременную информацию об отклонениях в состоянии здоровья. Система обеспечивает автоматизированное формирование и выдачу индивидуальных оздоровительно-профилактических рекомендаций, а при необходимости и срочных приглашений на врачебный осмотр.
С целью изучения перспектив дальнейшего развития систем ИДК и их внедрения в практику «домашней» медицины были проведены медико-физиологические испытания устройства «Светофор здоровья», выполненного в качестве мобильного приложения к смартфону. Эта разработка выполнялась ИМБП совместно с канадской компанией «Autosun Health Technoligies Inc». Сигналы пульса регистрировались с помощью фотокамеры смартфона, что потребовало коррекции алгоритмов анализа ВСР и дополнительного выбора оценочных критериев. Показано, что использование сотовой связи для оперативного ИДК может стать важной частью единой системы телемедицинского контроля здоровья.
В работе физиологически обоснована целесообразность и эффективность развития различных типов систем ИДК для диагностики донозологических состояний, как предшествующих по следующему развитию преморбидных и патологических состояний. При обследовании практически здоровых людей с целью прогнозирования развития патологии нет альтернативы донозологическому подходу, поскольку используемые клинические подходы рассчитаны на выявление уже развывшейся патологии.