RU2842898C1 - Способ функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы человека - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам диагностики психофункционального состояния организма человека, в том числе к методам оценки собственной кардио-респираторной системы на основе биоритмических показателей. Предварительно человек самостоятельно способом пальпации определяет собственную биологическую секунду, соответствующую периоду одного сердечного сокращения. Затем под счет сердечных сокращений осуществляет фазы дыхательных циклов «вдох-пауза-выдох-пауза» до синхронизации ритма сердечных сокращений и фаз дыхательного цикла. Далее определяют время максимального вдоха и время максимального выдоха относительно биологической секунды. После чего выполняют по меньшей мере 12 повторов дыхательных упражнений, после которых определяют собственную контрольную биологическую секунду и проводят контрольные замеры времени максимального вдоха и времени максимального выдоха относительно контрольной биологической секунды. Затем сравнивают соответствующие значения времени максимального вдоха и максимального выдоха после дыхательных упражнений относительно времени максимального вдоха и максимального выдоха до дыхательных упражнений. Способ обеспечивает упрощение и ускорение функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы организма, обеспечивая ее выполнение без необходимости наличия специальных медицинских знаний и навыков, а также без использования дополнительного оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам диагностики психофункционального состояния организма человека, в том числе к методам оценки собственной кардио-респираторной системы на основе биоритмических показателей [A61B 5/00; A61B 5/02].

Из уровня техники известны ДЫХАТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ И ТЕХНИКИ [URL: https://vk.com/wall-109494975_915], содержащие варианты дыхательных упражнений, синхронизированных с ритмом сердечных сокращений.

Недостатком данных дыхательных упражнений и техник является отсутствие механизмов объективной оценки функционального состояния кардио-респираторной системы, что не позволяет диагностировать или выявлять отклонения в работе кардио-респираторной системы.

Также из уровня техники известен СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА [RU 94002312, опубл. 10.07.1996], включающий определение исходного состояния, проведение тренировок с циклической нагрузкой, дозированной в соответствии с исходным состоянием, отличающийся тем, что исходное состояние определяют в соответствии с числовым значением индекса физического состояния /ИФС/, который, в свою очередь, рассчитывают по формуле

где a_i - оценка в баллах, последовательно регистрируемых следующих показателей:

частоты сердечных сокращений в покое, артериального давления, весо-ростового показателя Кетле, жизненного показателя, пробы Штанге, индекса Скибинского, индекса Руфье, показателя Серкина и времени восстановления ЧСС при одновременном выполнении проб Руфье и Серкина, показателя теста на быстроту двигательной реакции с захватом падающей линейки, гибкости позвоночника по степени наклона вперед, количества группировок из положения лежа на спине за 30 сек, количества отжиманий в упоре лежа за 30 сек, максимального потребления кислорода по степ-тесту Астранда-Римминга, при этом по числовым значениям ИФС выявляют 5 уровней физического состояния человека: 3,71-3,12 I уровень, 3,11-2,49 II уровень, 2,48-1,26 III уровень, 1,25-0,63 IV уровень, ниже 0,63 V уровень, а тренировки проводят в течение не менее 2-х месяцев с последующим контролем ИФС в соответствии со следующим алгоритмом их проведения и контроля: для V уровня, начиная с 15 мин с увеличением до 1-2 часов не менее 1 раза в день при ЧСС 90-100 уд. в мин, для IV уровня, начиная с 5 мин с увеличением до 40 мин по крайней мере через день при ЧСС 100-110 уд. в мин, для III, II, I уровней, начиная с 20 мин до 40 мин, через день при ЧСС соответственно 110-120 уд. в мин, 120-130 уд. в мин, 130-140 уд. в мин.

Недостатком данного способа улучшения физического состояния человека является высокая сложность и многоэтапность измерений и расчетов, требующих использования специализированных устройств для обработки данных. Кроме того, способ не обеспечивает прямой диагностики функционального состояния кардио-респираторной системы, так как сосредоточен на физических нагрузках и их воздействии на общие физические показатели, а не на выявлении отклонений в функционировании кардио-респираторной системы.

Наиболее близким по технической сущности являются ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ В ЛЕЧЕБНОЙ И МАССОВОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ [О.М. Буйкова, Г. И. Булнаева; ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России, Курс лечебной физкультуры и спортивной медицины, Кафедра физического воспитания - Иркутск: ИГМУ, 2017 URL: https://vk.com/doc179362297_655466685?hash=viqNUEybn33sSPVLCMvmoTEkc7g83zn4FBcFzMh3NID], содержащие варианты функциональных проб, в том числе пробу Штанге и пробу Генчи, с сравнением полученных результатов времени фаз дыхательного цикла, измеренных в секундах, относительно нормативных значений.

Основной технической проблемой прототипа заключается в том, что он основывается на измерениях в абсолютных единицах (секундах), что требует использования внешнего инструмента, например секундомера, для фиксации времени. Это усложняет процесс диагностики и требует дополнительного оборудования. Кроме того, результаты сравниваются с общими нормативными показателями без учета индивидуальных особенностей функционального состояния кардио-респираторной системы человека. Это может приводить к неточным оценкам, так как нормативные значения не всегда отражают текущее состояние конкретного организма.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в упрощении и ускорении функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы организма, обеспечивая ее выполнение без необходимости наличия специальных медицинских знаний и навыков, а также без использования дополнительного оборудования.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы человека, характеризующийся тем, что предварительно человек самостоятельно способом пальпации определяет собственную биологическую секунду, соответствующую периоду одного сердечного сокращения; затем под счет сердечных сокращений осуществляет фазы дыхательных циклов «вдох-пауза-выдох-пауза» до синхронизации ритма сердечных сокращений и фаз дыхательного цикла, далее определяют время максимального вдоха и время максимального выдоха относительно биологической секунды; после чего выполняют по меньшей мере 12 повторов дыхательных упражнений, после которых определяют собственную контрольную биологическую секунду и проводят контрольные замеры времени максимального вдоха и времени максимального выдоха относительно контрольной биологической секунды; после чего сравнивают соответствующие значения времени максимального вдоха и максимального выдоха после дыхательных упражнений относительно времени максимального вдоха и максимального выдоха до дыхательных упражнений.

В частном случае, собственную биологическую секунду способом пальпации определяют на лучевой артерии на запястье руки, или на сонной артерии на боковой части шеи, или на плечевой артерии в центре локтевой ямки, или задней большеберцовой артерии за внутренней лодыжкой.

В частном случае, при определении времени максимального вдоха осуществляют задержку дыхания на вдохе согласно пробе Штанге.

В частном случае, при определении времени максимального выдоха осуществляют задержку дыхания на выдохе согласно пробе Генчи.

В частном случае, в качестве дыхательных упражнений выполняют удлиненный вдох и выдох, или дыхание по квадрату, или попеременное дыхание через ноздри, или комбинацию указанных упражнений.

На фиг. 1 представлена блок-схема способа функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы человека.

Способ функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы человека используется следующим способом.

Предварительно человек самостоятельно способом пальпации определяет собственную биологическую секунду.

Для объективности использования способа все параметры фаз дыхательного цикла определяются относительно биологической секунде, которая соответствует периоду одного сердечного сокращения. Использование биологической секунды, равной периоду одного сердечного сокращения, обусловлено тесной физиологической взаимосвязью между кардио-респираторной системой и ритмом сердца. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы работают в координации для обеспечения организма кислородом и удаления углекислого газа, и любые отклонения в одной из систем могут непосредственно влиять на другую. В контексте самодиагностики, синхронизация дыхательных циклов с сердечным ритмом позволяет оценить функциональное состояние организма в реальном времени. Определение биологической секунды через пульс обеспечивает объективную оценку, так как она отражает текущие физиологические процессы, включая адаптацию организма к физической нагрузке или изменениям окружающей среды. Таким образом, диагностика, основанная на биологической секунде, позволяет учесть индивидуальные особенности организма и корректно оценить функциональное состояние кардио-респираторной системы. Изменения в частоте сердечных сокращений могут служить ранним индикатором возможных нарушений в дыхательной или сердечно-сосудистой системах.

Наиболее предпочтительным положением для проведения диагностики является сидячее положение тела с прямой спиной, что обеспечивает удобный доступ к артериям и минимальные искажения при измерении пульса и выполнении дыхательных упражнений.

При измерении способом пальпации человек прикладывает указательный и средний пальцы одной руки, например, правой руки, к артерии, например, к лучевой артерии на запястье руки; к сонной артерии на боковой части шеи, чуть ниже угла нижней челюсти и рядом с трахеей; к плечевой артерии в центре локтевой ямки, чуть ближе к внутренней стороне руки; к задней большеберцовой артерии за внутренней лодыжкой, чуть выше пятки. Нажимают на артерию пальцами до ощущения пульсирующих ударов, после чего осуществляют дыхательные циклы «вдох-пауза-выдох-пауза» под счет сердечных сокращений до тех пор, пока фазы дыхательного цикла и ритм сердечных сокращений не синхронизируются.

Далее выполняют диагностические функциональные пробы на вдохе и выдохе, во время которых определяют время максимального вдоха () и время максимального выдоха () относительно биологической секунды, при этом для определения состояния адаптационных возможностей организма осуществляют задержку дыхания на вдохе согласно пробе Штанге, а также осуществляют задержку дыхания на выдохе согласно пробе Генчи.

Функциональные пробы Штанге и Генчи широко используются в спортивной медицине и физиологии для оценки адаптационных возможностей организма. Проба Штанге измеряет время задержки дыхания на вдохе, что дает информацию о способности организма насыщать кровь кислородом и о его тренированности. Проба Генчи, в свою очередь, измеряет время задержки дыхания на выдохе, что позволяет оценить выносливость и резервы организма в условиях кислородного голодания. Эти тесты позволяют выявить резервы адаптации организма и возможные отклонения в функционировании кардио-респираторной системы.

Для измерения времени максимального вдоха () на текущий момент времени делают максимально возможный глубокий вдох и замеряют время данного вдоха, выраженное в биологических секундах, т.е. в количествах сердечных сокращений. Для измерения времени максимального выдоха () на текущий момент времени делают максимально возможный глубокий выдох и замеряют время данного выдоха, выраженное в биологических секундах. Таким образом, человек на основе параметров жизненной емкости легких человек самостоятельно определяет показатели фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла.

После чего выполняют по меньшей мере 12 повторов дыхательных упражнений с самостоятельным контролем сердечного ритма, определяющего биологическую секунду.

В качестве дыхательных упражнений выполняют одно из следующих упражнений или их комбинацию:

- удлиненный вдох в течение 8-10 биологических секунд и выдох в течение 12-15 биологических секунд;

- дыхание по квадрату, для чего вдыхают на 6-8 биологических секунд, задерживают дыхание на 6-8 биологических секунд, выдыхают на 6-8 биологических секунд и снова задерживают дыхание на 6-8 биологических секунд;

- попеременное дыхание через ноздри, для чего закрывают одну ноздрю и вдыхают через другую ноздрю на 8-10 биологических секунд. Затем закрывают другую ноздрю и выдыхают через первую на 10-12 биологических секунд.

После упражнений определяют величину собственной контрольной биологической секунды и выполняют контрольные функциональные пробы на вдохе и выдохе, во время которых осуществляют контрольные замеры времени максимального вдоха () и времени максимального выдоха () относительно собственной контрольной биологической секунды.

Затем сравнивают соответствующие значения времени максимального вдоха () и максимального выдоха () после дыхательных упражнений, т.е. при контрольных функциональных пробах на вдохе и выдохе, относительно времени максимального вдоха () и максимального выдоха () до дыхательных упражнений, т.е. при диагностических функциональных пробах на вдохе и выдохе.

Если значения показателей фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла, полученных при контрольных функциональных пробах на вдохе и выдохе, превышают значения показателей фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла, полученных при диагностических функциональных пробах на вдохе и выдохе, т.е. и , то наблюдается положительная динамика по увеличению жизненной емкости легких. В случае если показателей фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла, полученных при контрольных функциональных пробах на вдохе и выдохе, ниже значений показателей фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла, полученных при диагностических функциональных пробах на вдохе и выдохе, т.е. и , то имеется необходимость обращения к врачу на предмет диагностики патологических состояний.

Настоящий способ диагностики предназначен для использования лицами, не имеющими известных нарушений ритма сердечных сокращений, таких как тахикардия или аритмия. В случае наличия у пациента диагностированных патологий сердечно-сосудистой системы, использование данного способа может быть менее информативным и требует осторожности. Пациентам с подобными нарушениями рекомендуется консультироваться с врачом перед применением способа для оценки его целесообразности и безопасности. В то же время, для лиц, не осведомленных о наличии патологий, данный способ может служить эффективным средством для выявления потенциальных отклонений и определения необходимости дальнейшего медицинского обследования.

Примеры использования изобретения

Вариантом использования заявленного изобретения является периодическая самодиагностика в качестве профилактики в повседневной жизни у людей, которые следят за своим состоянием здоровья, но не имеют выявленных сердечно-сосудистых заболеваний. Предварительно человек в сидячем положении тела с прямой спиной определяет собственную биологическую секунду способом пальпации, приложив указательный и средний пальцы правой руки к лучевой артерии на запястье левой руки.

Альтернативными вариантами использования заявленного изобретения является предварительная самодиагностика перед посещением врача, позволяя человеку иметь базовое представление о состоянии своей кардио-респираторной системы. Предварительно человек в сидячем положении тела с прямой спиной определяет собственную биологическую секунду способом пальпации, приложив указательный и средний пальцы правой руки к сонной артерии на боковой части шеи, чуть ниже угла нижней челюсти и рядом с трахеей; или к плечевой артерии в центре локтевой ямки, чуть ближе к внутренней стороне руки; или к задней большеберцовой артерии за внутренней лодыжкой, чуть выше пятки.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с измерением биологической секунды на разных артериях позволяют достичь заявленный технический результат изобретения, поскольку использование различных артерий для измерения пульса делает метод доступным и удобным для человека в разных жизненных ситуациях. Эти места измерения являются анатомически удобными для самостоятельного замера пульса, обеспечивая достаточно точные данные без необходимости специализированного медицинского оборудования. Такой подход обеспечивает возможность самодиагностики в любом месте и при любых условиях, что ускоряет процесс диагностики и делает его более доступным для пользователей без медицинских навыков.

После чего осуществляют дыхательные циклы «вдох-пауза-выдох-пауза» под счет сердечных сокращений до тех пор, пока фазы дыхательного цикла и ритм сердечных сокращений не синхронизируются. Далее выполняют диагностические функциональные пробы на вдохе и выдохе, во время которых определяют время максимального вдоха () и время максимального выдоха () относительно биологической секунды. Затем выполняют 12 повторов дыхательного упражнения «удлиненный вдох в и выдох», после которых определяют величину собственной контрольной биологической секунды, выполняют контрольные функциональные пробы на вдохе и выдохе и сравнивают соответствующие значения фаз «вдох» и «выдох» дыхательного цикла до и после дыхательных упражнений.

В дополнительных вариантах использования изобретения перед планированием поездки со сменой часовых поясов или климатических условий в качестве оценки готовности организма к изменению окружающей среды. Выполняют 15 повторов дыхательных упражнений с дыханием по квадрату, или 18 повторов с попеременным дыханием через ноздри, или комбинацией указанных дыхательных упражнений с суммарным количеством повторов не менее 12.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с разными вариантами дыхательных упражнений позволяют достичь заявленный технический результат изобретения благодаря их способности поддерживать физиологическую связь между сердечным ритмом и дыхательными фазами. Синхронизация этих процессов улучшает вентиляцию легких и оптимизирует кровообращение, что позволяет более эффективно оценивать состояние кардио-респираторной системы. Такая синхронизация важна для выявления отклонений, так как нарушение согласованности ритмов может указывать на дисфункции, которые невозможно зафиксировать при нерегулярном дыхании.

Проведение менее 12 повторов дыхательных упражнений не создаёт достаточной нагрузки на кардио-респираторную систему для полной синхронизации процессов, что снижает точность самодиагностики и уменьшает вероятность обнаружения нарушений. Минимум 12 повторов обеспечивает необходимую степень воздействия на дыхательную систему, что позволяет более точно и объективно оценить её функциональные возможности и выявить потенциальные отклонения.

Технический результат изобретения заключается в упрощении и ускорении функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы организма, обеспечивая ее выполнение без необходимости наличия специальных медицинских знаний и навыков, а также без использования дополнительного оборудования.

Было проведено исследование, в котором приняли участие 100 добровольцев в возрасте от 18 до 56 лет. В исследовании не принимали участие люди с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой или дыхательной систем, с острыми заболеваниями на момент исследования, а также профессиональные спортсмены. Участники исследования были разделены на две группы по 50 человек. В первой группе находились люди без известных нарушений сердечного ритма, во второй группе были участники с диагностированными легкими отклонениями в ритме сердца, такими как нерегулярные экстрасистолы, но не требующими постоянного медицинского наблюдения. Каждому участнику обеих групп были установлены холтер-мониторы для непрерывной регистрации сердечного ритма на протяжении исследования.

Перед выполнением диагностики участники самостоятельно определяли свою биологическую секунду и затем выполняли дыхательные упражнения, замеряя время максимального вдоха и выдоха до и после выполнения дыхательных упражнений. Группы были разделены на пять подгрупп по типу дыхательных упражнений:

- 12 повторов удлиненного вдоха и выдоха.

- 12 повторов дыхания по квадрату.

- 12 повторов попеременного дыхания через ноздри.

- 6 повторов удлиненного вдоха и выдоха и 6 повторов дыхания по квадрату.

- 4 повтора удлиненного вдоха и выдоха, 4 повтора дыхания по квадрату и 4 повтора попеременного дыхания через ноздри.

После завершения диагностики согласно заявленному изобретению данные с холтеров были проанализированы и сопоставлены с самодиагностическими данными участников. Первая группа показала высокую корреляцию между данными самодиагностики и холтер-мониторинга. В 96% случаев расхождение между результатами самодиагностики и данными медицинского оборудования не превышало 2%. Вторая группа продемонстрировала аналогичные результаты в 90% случаев, однако у оставшихся 10% участников наблюдались отклонения в данных самодиагностики, что сигнализировало о необходимости проведения дополнительного обследования.

В среднем время выполнения самодиагностики с использованием предложенного способа составило от 15 до 20 минут, включая этапы самостоятельного определения биологической секунды, выполнения дыхательных упражнений и проведения контрольных замеров. Это значительно сокращает время по сравнению с традиционными методами диагностики, такими как спирометрия или электрокардиография, которые требуют дополнительного оборудования и участия медицинского персонала.

Таким образом, указанный технический результат достигается за счет того, что способ функциональной диагностики состояния кардио-респираторной системы человека, характеризующийся тем, что предварительно человек самостоятельно способом пальпации определяет собственную биологическую секунду, соответствующую периоду одного сердечного сокращения; затем под счет сердечных сокращений осуществляет фазы дыхательных циклов «вдох-пауза-выдох-пауза» до синхронизации ритма сердечных сокращений и фаз дыхательного цикла, далее определяют время максимального вдоха и время максимального выдоха относительно биологической секунды; после чего выполняют по меньшей мере 12 повторов дыхательных упражнений, после которых определяют собственную контрольную биологическую секунду и проводят контрольные замеры времени максимального вдоха и времени максимального выдоха относительно контрольной биологической секунды; после чего сравнивают соответствующие значения времени максимального вдоха и максимального выдоха после дыхательных упражнений относительно времени максимального вдоха и максимального выдоха до дыхательных упражнений.

Claims (3)

1. Способ определения функционального состояния кардио-респираторной системы человека, характеризующийся тем, что предварительно человек самостоятельно способом пальпации определяет собственную биологическую секунду, соответствующую периоду одного сердечного сокращения; затем под счет сердечных сокращений осуществляет фазы дыхательных циклов «вдох-пауза-выдох-пауза» до синхронизации ритма сердечных сокращений и фаз дыхательного цикла, далее определяют время максимального вдоха с задержкой дыхания на вдохе согласно пробе Штанге относительно биологической секунды и время максимального выдоха с задержкой дыхания на выдохе согласно пробе Генчи относительно биологической секунды; после чего выполняют по меньшей мере 12 повторов дыхательных упражнений, после которых определяют собственную контрольную биологическую секунду и проводят контрольные замеры времени максимального вдоха и времени максимального выдоха относительно контрольной биологической секунды; при этом если время максимального вдоха и время максимального выдоха после проведения дыхательных упражнений превышают значения времени максимального вдоха и времени максимального выдоха перед проведением дыхательных упражнений, то делают вывод об отсутствии отклонений в функциональном состоянии кардио-респираторной системы, а если время максимального вдоха и время максимального выдоха после проведения дыхательных упражнений ниже, чем значения времени максимального вдоха и времени максимального выдоха перед проведением дыхательных упражнений, то делают вывод о возможных отклонениях в функциональном состоянии кардио-респираторной системы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что собственную биологическую секунду способом пальпации определяют на лучевой артерии на запястье руки, или на сонной артерии на боковой части шеи, или на плечевой артерии в центре локтевой ямки, или задней большеберцовой артерии за внутренней лодыжкой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дыхательных упражнений выполняют удлиненный вдох и выдох, или дыхание по квадрату, или попеременное дыхание через ноздри, или комбинацию указанных упражнений.