Способ определения функциональных возможностей организма человека

 

Изобретение относится к разделу клинической медицины "диагностическое обследование", в частности к способу распознавания фаз здоровья и предболезни, с преимущественным использованием в повседневной врачебной практике, например при отборе людей для работы в суб- и экстремальных условиях, при диспансеризации населения и т.д. Целью изобретения является повышение надежности и качества при одновременном сокращении трудоемкости отбора людей для работы в суб- и экстремальных условиях за счет эффективного определения процессов саморегуляции по интегральному критерию, заменяющему комплексное исследование. Способ включает следующие операции: физическую нагрузку, состоящую из двух этапов, которую на первом этапе изменяют от 0 до 600 кгм/мин, а на втором этапе - от 0 до 1200 кгм/мин, определение приростов минутного объема крови в конце каждого этапа в сравнении с начальной его величиной. По значению прироста МОК в конце второго этапа определяют наличие одного из синдромов (физиологический синдром адаптации, синдром компенсации нарушенной регуляции, синдром декомпенсации механизмов саморегуляции), а по динамике приростов МОК - устойчивость регуляции, что позволяет определить пригодность человека для работы в суб- и экстремальных условиях и необходимость первичных контролируемых лечебно-профилактических мероприятий в условиях диспансерного наблюдения.

Изобретение относится к разделу клинической медицины "диагностическое обследование", в частности к способу распознавания фаз здоровья и предболезни, с преимущественным использованием в повседневной врачебной практике, например при отборе людей для работы в суб- и экстремальных условиях, при диспансеризации населения и т.д.

В медицине известны различные способы ориентировочной оценки функциональных возможностей человека, при которых определяют функционирование различных органов и систем в условиях относительного покоя, сравнивая их со среднестатистическими нормативами. Именно на этом основана существующая трехгрупповая система диспансеризации всего населения: здоровые, практически здоровые и больные с компенсированным, субкомпенсированным и декомпенсированным течением. В качестве здорового рассматривается человек, не предъявляющий субъективных жалоб и не имеющий при осмотре врачом, а также при клинико-лабораторном и инструментальном обследовании, признаков отклонений от среднестатистических нормативов. К практически здоровым относятся люди, состояние здоровья которых оценивается как пограничное между болезнью и здоровьем в силу имеющихся у них факторов риска генетического, биологического, производственного, бытового характера. При этом диагноз здоровья ставится методом исключения: все, что не болезнь - здоровье.

Однако, среднестатистические нормативы не дают представления о функционировании организма в целом, о его индивидуальных резервных возможностях. Кроме того, определение значительного комплекса показателей является трудоемким и дорогостоящим, затрудняет их анализ врачом в силу широких колебаний так называемой "нормы".

Известны также способы с применением физических нагрузок и определением физической работоспособности по единичным показателям: частоте сердечных сокращений (ЧСС), мощности выполняемой физической нагрузки, величине артериального давления (АД), ЭКГ-изменениям и т.д. При этом, в основе их лежит определение границ безвредности воздействия физических нагрузок, что не заканчивается диагностикой функциональных способностей организма.

До настоящего времени не существует способов диагностики различных фаз индивидуального здоровья, подготовительного периода к болезни и связанных с ними мер первичной профилактики болезней. Все это затрудняет отбор людей для работы в суб- и экстремальных условиях, для службы в различных родах войск, для различных видов труда и спорта, профотбор и т.д.

Наиболее близким техническим решением является способ определения работоспособности, заключающийся в проведении физической нагрузки в два этапа длительностью по 4-6 мин каждый, с интервалом между ними в 3-4 мин (2-я нагрузка в 2 раза больше 1-й) - определяют минутный объем крови (МОК) и периферическое сопротивление с целью определения максимальной переносимой нагрузки.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: физическая нагрузка дается для установления индивидуально возможной максимальной ее величины; использовано исследование только сердечно-сосудистой системы без сопоставления ее с функционированием целостного организма. Все это приводит к тому, что известный способ не дает возможности определять состояние процессов саморегуляции, а значит и состояние индивидуального здоровья, подготовительного периода к болезни и тем самым отбирать людей для работы в суб- и экстремальных условиях.

Целью изобретения является повышение надежности и качества при одновременном сокращении трудоемкости процесса отбора людей для работы в суб- и экстремальных условиях за счет эффективного определения процессов саморегуляции организма по интегральному критерию, заменяющему комплексное исследование.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем воздействие на организм человека физической нагрузкой в 2 этапа длительностью 4-6 мин каждый, с величиной нагрузки второго этапа в 2 раза больше первого и с интервалом между ними 3-4 мин, физическую нагрузку в 1-м этапе изменяют (задают) сразу от 0 до 600 кгм/мин, а во втором этапе - от 0 до 1200 кгм/мин, и одновременно с этим определяют (замеряют) в конце каждого этапа прирост минутного объема крови (МОК) в сравнении с начальной его величиной первого этапа.

По величине прироста МОК делают заключение (заключают) об индивидуальном процессе саморегуляции организма: по значению прироста МОК в конце второго этапа определяют наличие одного из синдромов - физиологический синдром адаптации, синдром компенсации нарушенной регуляции, синдром декомпенсации механизмов саморегуляции, а по динамике (характеру) приростов МОК в конце первого и второго этапов определяют устойчивость организма к суб- и экстремальным условиям. При этом, определение синдромов производят следующим образом. При значении прироста МОК в конце второго этапа в 2,1-4,0 раза и равномерном (пропорциональном) приросте МОК в конце каждого этапа определяют (делают заключение) наличие физиологического синдрома адаптации с относительной устойчивостью регуляции и делают заключение о пригодности человека для работы в суб- и экстремальных условиях; при значении прироста МОК в конце второго этапа в 4,1-6,0 раз определяют синдром компенсации нарушенной регуляции и делают заключение о необходимости диспансерного наблюдения; при значении прироста МОК в конце второго этапа в 1,0-2,0 раза определяют синдром декомпенсации механизмов саморегуляции и делают заключение о непригодности человека к работе в суб- и экстремальных условиях, необходимости лечебно-профилактических мероприятий.

При максимальном приросте МОК уже в конце первого этапа делают заключение о необходимости диспансерного наблюдения и характере нарушения регуляции сердечно-сосудистой системы: при физиологическом синдроме адаптации определяют дефект в регуляции сосудистого тонуса; при синдроме компенсации нарушенной регуляции определяют (дополнительно) нарушение регуляции артериального давления и кардиальной сократимости; при синдроме декомпенсации механизмов саморегуляции определяют дисрегуляцию всех звеньев сердечно-сосудистой системы.

При наличии незначительного прироста МОК в конце первого этапа и максимальном приросте МОК в конце второго этапа определяют нарушение вегетативных механизмов регуляции и регуляции сосудистого тонуса при синдроме компенсации, с дополнительным нарушением регуляции артериального давления при синдроме декомпенсации механизмов саморегуляции и заключают о необходимости контролируемых лечебно-профилактических мероприятий в условиях диспансерного наблюдения.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что: физическая нагрузка стандартизована для испытуемых с указанием конкретных величин каждого этапа;
величину каждого этапа нагрузки изменяют сразу от 0 до постоянной заданной величины на всем протяжении каждого воздействия;
по величине интегрального критерия - приросту МОК, отражающему взаимосвязь различных систем организма (при комплексном его исследовании) в поддержании гомеостаза и индивидуальных процессов саморегуляции, заключают о пригодности человека для работы в суб- и экстремальных условиях, необходимости проведения лечебно-профилактических мероприятий, диспансеризации;
по динамике прироста МОК в конце первого и второго этапов определяют устойчивость организма к суб- и экстремальных условиях и характер нарушения регуляции сердечно-сосудистой системы.

Способ включает следующие операции. Испытуемое лицо подвергается осмотру в соответствии с Приказом N 770 МЗ СССР от 30 мая 1986 г. "О порядке проведения всеобщей диспансеризации населения", после заключения "здоров" или "практически здоров" проводится дополнительное обследование с помощью вышеописанной стандартизованной физической нагрузки.

Физическую нагрузку дают в два этапа, по 5 мин каждый, с трехминутным интервалом отдыха между ними, причем каждый этап задают сразу от 0 до постоянной заданной величины (600 кгм/мин для 1-го этапа и 1200 кгм/мин - для 2-го). В исходном состоянии до проведения физической нагрузки и после каждого ее этапа определяют кислотно-щелочное состояние организма (рО₂, рСО₂, рН, р₅₀ и др.), состояние гормональной системы - гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и гипофизарно-щитовидной систем (АКТГ, СТГ, Кортизол, альдостерон, Т₃, Т₄, ТТГ и др.), состояние вегетативной (вегетативный индекс Кердо, использование ино- и хронотропного резервов миокарда и др. показатели) и центральной нервной систем, состояние обмена веществ (общий белок крови и его фракции, липиды, сахар крови, содержание молочной и пировиноградной кислот, их излишков, микроэлементы и т.д.), газообмена (потребление кислорода и выделение углекислого газа - УО₂ и УСО₂, кислородный пульс, скорость транспорта кислорода, кислородный запрос и кислородный долг и т.д.), состояние сердечно-сосудистой системы (показатели кардио- и гемодинамики, эффективности кровообращения, состояния тонуса периферических сосудов и аорты), отражающих функционирование целостного организма (всего 58 показателей), функционального синдрома.

Определяют взаимосвязь всех показателей в исходном и пост-нагрузочном состояниях в поддержании кислотно-щелочного состояния внутренней среды и судят о процессах саморегуляции организма:
адекватность процессов саморегуляции примененным воздействия физической нагрузкой проявляется высокой экономичностью функционирования организма в обеспечении кислотно-щелочного состояния внутренней среды (не утрачена способность к быстрому и точному восстановлению ее оптимального состояния), что является важнейшей биологической характеристикой здорового человека (физиологический синдром адаптации). Выполнение физической нагрузки не требует значительной мобилизации выделения регуляторных метаболитов и метаболических процессов, кислородного режима и происходит за счет приспособления хорошо отрегулированных сердечно-сосудистой и дыхательной систем к запросам целостного организма;
синдром компенсации нарушенной регуляции характеризуется наличием первичного дефекта регулирующей системы, который наглядно вскрывается и становится доминирующим при воздействии физической нагрузкой (выраженное изменение всех показателей КЩС как проявление компенсаторной мультипараметрической регуляции), активация гипоталамуса с увеличением в крови рилизинг-факторов, повышение активности вегетативной нервной системы с максимальным использованием хроно- и инотропного резервов миокарда, неадекватное возрастание кислородного запроса и метаболизма, гиперкинетический тип гемодинамики с напряженным функционированием всего организма;
синдром декомпенсации механизмов саморегуляции характеризуется еще большим снижением рН с компенсаторным отклонением других показателей кислотно-щелочного состояния, нарушением гормонального гомеостаза, анаэробным метаболизмом, преобладанием в энергетическом обеспечении выполнения физической нагрузки гликолитических процессов с выраженным накоплением в крови молочной кислоты и ее излишков, явлениями дисрегуляции сердечно-сосудистой системы (артериальное давление увеличивается за счет повышения периферического сопротивления и тонуса магистральных сосудов, однако этого компенсаторного механизма недостаточно для достижения того же уровня АД, что при первых двух синдромах).

Опытным путем с применением статистических методов анализа устанавливают интегральный критерий - прирост МОК после второго этапа нагрузки в сравнении с первоначальной его величиной первого этапа, конкретные величины которого отражают определенную взаимосвязь показателей при выделенных синдромах. По значению прироста МОК в конце второго этапа определяют наличие одного из синдромов: физиологический синдром адаптации при значении прироста МОК в 2,1-4 раза, синдром компенсации нарушенной регуляции по приросту МОК в 4,1-6 раз, синдром декомпенсации механизмов саморегуляции - по приросту МОК в 1-2,0 раза. Определяют величину прироста МОК после 1-го этапа нагрузки в сравнении с исходной его величиной и сопоставляют с приростом МОК в результате 2-го этапа нагрузки. При каждом синдроме выявляют по динамике приростов МОК один из типов реакции: I - прирост МОК на 1-м этапе нагрузки незначителен, максимум прироста наблюдается на 2-м этапе - гипореактивный тип; II - равномерный прирост МОК на оба этапа нагрузки - пластичный тип; III - максимальный прирост МОК отмечается сразу на 1-м этапе нагрузки и сохраняется (млм незначительно увеличивается) на 2-м этапе - гиперреактивный тип.

Более подробно определяют включение сердечно-сосудистой системы в ответную реакцию на нагрузку по интеграции ее различных звеньев и элементов (показателей), составляющих каждое звено, выявляют устойчивость или нарушение регуляции:
при максимальном приросте МОК уже в конце 1-го этапа (III - гиперреактивный тип) при физиологическом синдроме адаптации определяют дефект в регуляции сосудистого тонуса; при синдроме компенсации нарушенной регуляции определяют дополнительно нарушение механизмов регуляции артериального давления и кардиальной сократимости; при синдроме декомпенсации механизмов саморегуляции определяют дисрегуляцию всех звеньев сердечно-сосудистой системы;
при наличии незначительного прироста МОК в конце 1-го этапа и максимальном приросте МОК в конце 2-го этапа определяют нарушение вегетативных механизмов регуляции и регуляции сосудистого тонуса при синдроме компенсации нарушенной регуляции с дополнительным нарушением регуляции артериального давления при синдроме декомпенсации механизмов саморегуляции и заключают о необходимости контролируемых лечебно-профилактических мероприятий в условиях диспансерного наблюдения;
при равномерном приросте МОК в конце каждого этапа определяют относительную устойчивость регуляции.

На основании определения физиологического синдрома адаптации с пластичным типом регуляции делают заключение о пригодности человека для работы в суб- и экстремальных условиях. При физиологическом синдроме адаптации с гиперреактивным типом регуляции, при всех вариантах синдрома компенсации нарушенной регуляции делают заключение о необходимости диспансерного наблюдения. На основании определения синдрома декомпенсации механизмов саморегуляции делают заключение о непригодности человека к работе в суб- и экстремальных условиях, необходимости первичных лечебно-профилактических контролируемых мероприятий.

Накануне исследования испытуемого знакомят с методикой проведения пробы. В день исследования исключают курение, употребление крепкого чая, кофе. Исследование проводят после предварительного отдыха испытуемого перед кабинетом обследований или спокойного состояния непосредственно в кабинете после наложения электродов в течение 10-15 мин, при температуре окружающего воздуха 20^оС.

Испытуемому, прошедшему предварительное обследование в соответствии с Приказом N 770 МЗ СССР, после заключения "здоров" или "практически здоров" предъявляют две пятиминутные с трехминутным интервалом физические нагрузки мощностью 600 и 1200 кгм/мин. Нагрузочное тестирование проводят с помощью стоп-теста или велоэргометра.

П р и м е р 1. Испытуемый Б., 26 лет, прошел обследование в соответствии с Приказом N 700 МЗ СССР. Заключение: практически здоров. Определение качества его индивидуального здоровья проводят путем дополнительного обследования с применением вышеописанной функциональной пробы со стандартизованной физической нагрузкой. До нагрузки регистрируют ЭКГ, АД, ЧСС, определяют ударный и минутный объем крови (МОК). Затем дают 1-ю нагрузку на велоэргометре либо с помощью стоп-теста. Нагрузку сразу задают от 0 до 100 Вт (600 кгм/мин) со скоростью педалирования 60 об/мин. Тотчас же после ее выполнения (либо за 30 с до него) определяют те же показатели. После 3-минутного отдыха предъявляют 2-ю нагрузку сразу от 0 до 200 Вт (1200 кгм/мин) и так же внезапно через 5 мин прекращают ее выполнение, регистрируя все показатели с определением МОК. Делят абсолютные величины МОК после 1-й и 2-й нагрузок (этапов) на исходную преднагрузочную величину МОК, получают приросты: 2,75 - в результате выполнения 1-го этапа; 2,96 - в результате выполнения 2-го этапа. Последняя величина укладывается в интервал 2,1-4 раза, что соответствует физиологическому синдрому адаптации. Поскольку максимальный прирост МОК наблюдается уже в конце 1-го этапа (2,75) и поддерживается на этом уровне в результате выполнения 2-го этапа нагрузки (гиперреактивный тип) - определяют дефект в регуляции сосудистого тонуса. Заключение: Физиологический синдром адаптации с дефектом регуляции сосудистого тонуса. Необходимо диспансерное наблюдение.

П р и м е р 2. Испытуемый Л., 29 лет, прошел общепринятое обследование. Определение его индивидуального здоровья и функциональных возможностей проведено так же, как описано в примере 1. Прирост МОК в результате двух этапов нагрузки составляет 5,6 раза, в связи с чем определяют синдром компенсации нарушенной регуляции. Наличие прироста МОК в результат 1-го этапа нагрузки в 4 раза свидетельствует о гиперреактивном типе реакции (дефект регуляции сосудистого тонуса, артериального давления и кардиальной сократимости). Делают заключение о необходимости диспансерного наблюдения в связи с синдромом компенсации нарушенной регуляции (дефект регуляции сосудистого тонуса), нарушение механизмов регуляции артериального давления и кардиальной сократимости). Подбирают индивидуальные кратковременные тренирующие физические нагрузки в качестве лечебно-профилактических мероприятий с целью коррекции выявленных нарушений процессов регуляции (тренирующие нагрузки должны быть близки к диагностическим). Контролем эффекта является повторное определение качества индивидуального здоровья и функциональных возможностей путем применения того же нагрузочного тестирования. Эффект следует считать положительным, если получены показатели физиологического синдрома адаптации с гиперреактивным типом регуляции, при котором допустимо кратковременное пребывание в суб- и экстремальных условиях под контролем функциональных возможностей организма.

П р и м е р 3. Прирост МОК в результате двух этапов нагрузки составляет 3,8 раза, на 1-й этап - 1,7 раза. На основании этих величин определяют физиологический синдром адаптации с относительной устойчивостью регуляции (пластичный тип, равномерный прирост) и заключают о пригодности человека для работы в суб- и экстремальных условиях.

П р и м е р 4. Прирост МОК в конце 2-го этапа 1,9 раза, 1-го этапа - 1,7 раза, определяют синдром декомпенсации механизмов саморегуляции с гиперреактивным типом регуляции (дисрегуляция всех звеньев сердечно-сосудистой системы) и делают заключение о непригодности человека для работы в суб- и экстремальных условиях, необходимости лечебно-профилактических контролируемых мероприятий (подбирают тренирующие физические нагрузки, медикаменты с учетом механизма их действия). Контролем эффекта является все то же нагрузочное тестирование с определением функциональных возможностей).

Предлагаемый способ определения функциональных возможностей организма человека может быть реализован с использованием любых методов неинвазивного определения МОК, поскольку решающее значение имеют не абсолютные, а относительные величины их приростов, которые при динамическом наблюдении в процессе двух этапов нагрузки нивелируют погрешности определения МОК.

Использование предлагаемого способа определения функциональных возможностей организма человека обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:
стандартизация одинаковой для всех по величине физической нагрузки дает возможность выявлять исходное функциональное состояние процессов саморегуляции, их устойчивость к внешним воздействия в виде синдромов: физиологический синдром адаптации, синдром компенсации нарушенной регуляции, синдром декомпенсации механизмов саморегуляции;
предложенный способ в 10-20 раз сокращает трудоемкость обследования организма человека при комплексном его исследовании путем исключения последнего (нервной вегетативной системы, гормональной системы, обмена веществ, кислотно-щелочного состояния, дыхательной и др. систем) и определения конкретных величин приростов МОК, выведенных опытным путем и многократно проведенных с помощью математического аппарата пакета прикладных программ "САС". Конкретные величины приростов МОК отражают взаимосвязь различных систем организма в поддержании гомеостаза в условиях нагрузки;
использование заявленного способа повышает надежность определения здоровья и качество отбора людей для работы в различных условиях и дает высокий экономический эффект;
дает возможность для динамических наблюдений в условиях реальной жизни с проведением первичных контролируемых лечебно-профилактических мероприятий;
создает методическую основу для разработки дешевых мобильных автоматизированных систем, предназначенных для широкого применения;
способ позволяет определить состояния предболезни: синдром компенсации нарушенной регуляции и декомпенсации механизмов саморегуляции; проводить первичную контролируемую профилактику заболеваний.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА путем измерения минутного объема крови до и после дозированной двухэтапной физической нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, физическую нагрузку на первом этапе изменяют от 0 до 600 кг · м/мин, на втором от 0 до 1200 кг · м/мин, затем опеределяют в конце каждого этапа прирост минутного объема крови по сравнению с его начальной величиной и по его значению судят о состоянии саморегуляции организма, а по соотношению прироста минутного объема крови в конце первого и второго этапов физической нагрузки определяют устойчивость регуляции организма.