Введение к работе
Актуальность работы. Высокая распространенность сосудистых заболеваний головного мозга и тяжесть последствий от этих заболеваний, приводящих к инвалидизации и смертности, делает изучение этой патологии актуальной проблемой современной неврологии и восстановительной медицины. Особенно это актуально в северных регионах РФ, где экстремальные условия проживания из-за резких перепадов температур и атмосферного давления, неустойчивости геомагнитных полей, негативно влияют на функциональные системы организма (ФСО), что ведет к необратимым изменениям со стороны центральной нервной системы и кардио-респираторной системы (КРС).
Инвалидизация после инсульта составляет 320 случаев на 10000 населения, а к труду возвращается после инсульта только 20,2% работавших. Полная же профессиональная реабилитация достигается лишь в 8% случаев.
Инвалиды вследствие цереброваскулярных патологий (ЦВП) составляют 9,8% в структуре общего контингента инвалидов среди населения РФ. Двигательные нарушения в остром периоде развиваются у 75% больных, а через 6 месяцев стойкий двигательный дефект наблюдается у 53% пациентов, перенесших инсульт. К концу первого года после инсульта только 25-30% больных полностью не зависят от помощи окружающих. При этом инвалидизация обусловлена, прежде всего, тяжестью нарушения двигательных функций, а также психологической и социальной дезадаптацией. В связи с этим, проблемой особой важности является повышение эффективности и совершенствование системы физической реабилитации данной категории больных.
В настоящее время нейрореабилитация после острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) переживает период особого развития. Он характеризуется появлением множества методик реабилитации в области массажа, лечебной гимнастики и физиотерапии, открытием центров восстановительной медицины и реабилитации. Большинство лечебных мероприятий оказывают рефлекторное влияние на функциональное состояние нервной системы, однако другие мобилизуют компенсацию нарушенных функций. При этом некоторые воздействия направлены на улучшения функции равновесия и восстановления постуральной устойчивости.
Так, для улучшения устойчивости и уменьшения асимметрии вертикальной позы используются различные технологии: специальные лечебные упражнения, степ-тренировка, тренировка при помощи подвижных стабилографических платформ, тренировка методом биоуправления и биологической обратной связи. Для усиления и поддержания объема мышечной массы, облегчения произвольного мышечного сокращения используется метод нервно-мышечной электростимуляции.
Согласно современным представлениям, в основе восстановления нарушенных функций при повреждении головного мозга лежат механизмы нейропластичности. При этом под пластичностью головного мозга понимается его способность к компенсации структурных и функциональных расстройств при органическом поражении. Физиологической основой пластичности является реорганизация кортикальных отделов, увеличение эффективности использования сохранившихся структур и более активное использование альтернативных нисходящих путей.
Следует заметить, что процесс реорганизации начинается уже в острую фазу инсульта, поэтому реабилитационные мероприятия необходимо начинать проводить уже в остром периоде при стабильных гемодинамических показателях. Если раньше при изучении процессов пластичности основное внимание уделялось корковым структурам, то в настоящее время считается, что процессы пластичности могут осуществляться на различных уровнях: как корковых, так субкортикальных. Одним из доказательств этого является тот факт, что лучшее восстановление после инсульта отмечается при сохранности метаболической активности в области таламуса, а также структур, обеспечивающих связи базальных ганглиев с лобными отделами. Таким образом изучение состояний функций организма, в частности КРС, при реабилитации больных с ЦВП является актуальной проблемой биологии и медицины, а использование методов системного анализа в этом процессе – актуальная задача восстановительной медицины и лечебной физической культуры.
Цель исследования. В рамках системного анализа и синтеза оценить эффективность реабилитации на базе новых методов идентификации характеристик квазиаттракторов движений вектора, описывающего поведение параметров организма больных с цереброваскулярной патологией в разные восстановительные периоды, в аспекте информационной значимости диагностических признаков при этой патологии в условиях ХМАО – Югры.
Задачи исследования
-
Выполнить анализ существующих методов идентификации параметров порядка (наиболее важных диагностических признаков) и обосновать целесообразность использования наиболее эффективного из них при реабилитации больных инсультом в условиях ХМАО-Югры.
-
Используя новые разработанные методы и алгоритмы диагностики, выполнить идентификацию диагностических признаков при ОНМК, выявить наиболее значимые признаки, влияющие на ФСО и процессы восстановления больных после инсульта в разные периоды реабилитации.
-
Выявить изменения параметров квазиаттракторов вектора организма человека в 4-х мерном фазовом пространстве в разные периоды реабилитации и подтвердить их значимость.
-
Выполнить системный анализ и синтез изменения математических параметров динамики ВСОЧ в фазовом пространстве состояний при проведении реабилитационных мероприятий, в условиях влияния физической нагрузки на организм больных, с целью идентификации наличия маркера по оценке степени восстановления и компенсации нарушенных функций больных в различных периодах реабилитации в условиях Севера РФ.
Научная новизна работы.
-
Впервые разработаны и внедрены алгоритмы идентификации параметров квазиаттракторов движения ВСОЧ в фазовом пространстве состояний при реабилитации больных с ОНМК.
-
Научно обоснован метод идентификации наиболее важных диагностических признаков при инсульте, который базируется на анализе значимости координат ВСОЧ в фазовом пространстве состояний при кластерном сравнении признаков.
-
В условиях выполнения физических нагрузок выявлены закономерности изменения параметров квазиаттракторов вектора состояния организма больных с ОНМК в разные периоды реабилитации, а также произведена оценка степени влияния физической нагрузки на процесс реабилитации в условиях Севера РФ.
Научно практическое значение.
-
Разработанные алгоритмы идентификации размеров квазиаттракторов поведения ВСОЧ в фазовом пространстве состояний находят применение не только в клинике неврологической патологии, но и при реабилитации больных с ЦВП.
-
Анализ состояния фазатона мозга при ОНМК позволяет выбрать адекватное восстановительное лечение в зависимости от тяжести заболевания при ЦВП, что находит применение в нейрореабилитации и нейрофизиологии вообще.
-
Разработанные системные методы оценки состояния вегетативной нервной системы (ВНС) позволяют внедрять их в практику работы центров реабилитации для оценки степени состояния организма больных в процессе реабилитации, выбирать оптимальную физическую нагрузку индивидуально для каждого больного.
Внедрение результатов исследования. Разработанные программы и методы идентификации коэффициента асинергизма внедрены в НИИ физиологии им. И.П. Павлова РАН (г. Санкт — Петербург), ГОУ ВПО « Сургутский государственный университет Ханты-мансийского автономного округа — Югры», в работу Сургутской отделенческой больницы «станции Сургут», БУ ОКБ «Травматологический центр».
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на кафедральных и факультетских семинарах Сургутского государственного университета; на ежегодных городских окружных, Всероссийских и международных научно-практических конференциях (2006-2009 гг.); Всероссийская конференция в Благовещенске «Информатика и системы управления»; XIV – Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблеммы адаптации» РУДН; Всероссийская научно-практическая конференция «Современные аспекты клинической физиологии в медицине» (Самара); VIII - IX окружных конференциях молодых ученых «наука и инновации XXI века» (на последней доклад занял первое место).
Личный вклад автора заключается в получении первичных данных мониторинга двигательных функций больных, перенесших ОНМК, а также показателей КРС в разные периоды реабилитации; в анализе современного состояния проблемы. Непосредственно автором с позиций теории хаоса и синергетики (ТХС) с использованием методов системного анализа и синтеза выполнены исследования динамики изменения параметров КРС больных в многомерном фазовом пространстве, самостоятельно осуществлена статистическая обработка данных, их интерпретация и анализ. В диссертационной работе использованы результаты исследований, выполненных и опубликованных в соавторстве с долей личного участия автора 50-70%.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них: – 3 – статьи в рекомендованных ВАК журналах, 9 – статей в других журналах и научных сборниках, 1 – статья в зарубежном журнале. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из “Введения”, в котором обосновывается актуальность исследования изменений физиологических параметров больных, в разные периоды реабилитации; 1-й главы “Системный анализ в клинике цереброваскулярных патологий”, представляющей обзор литературных данных по рассматриваемой проблеме; 2-й главы “Объект и методы исследования”, представляющей объект исследования и общие традиционные и оригинальные авторские методы, применяемые в настоящей работе; 3-й главы “Результаты собственных исследований и их обсуждение”, посвященных исследованию и разработке новых методов системного анализа для изучения восстановительных процессов организма больных с ОНМК при реабилитации с анализом результатов; “Выводов”; “Приложений”. Библиографический указатель содержит 175 наименований работ, из которых 120 на русском языке и 55 иностранных. Текст диссертации иллюстрирован 17 таблицами и 15 рисунками.
