Способ определения реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к методам определения чувствительности сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке. Способ заключается в том, что анализируют реакцию сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку посредством велоэргометрии по каждому циклу в отдельности, проводят математическую обработку этих циклов, строят график, отображающий изменения длительности каждого запланированного цикла и оценивают по нему реакцию сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Для определения утомляемости организма рассчитывают коэффициент отношения между длительностями первого и последнего циклов, считая при этом, что, чем ближе этот коэффициент к единице, тем легче пациент переносит нагрузку. Способ позволяет расширить его функциональные возможности за счет получения дополнительных данных, характеризующих компенсаторные возможности организма человека. 1 ил.

Данное изобретение относится к области медицины, а именно к методам определения чувствительности сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке как больного, так и здорового человека, их работоспособности и степени тренированности, а также переносимости физической нагрузки спортсменами.

Известен способ исследования сердечно-сосудистой системы, разработанный нами в 1999 г. и опубликованный в заявке на изобретение №99116292.

Этот способ был реализован с помощью специального устройства.

Нагрузка на педали велоэргометра подавалась с электронного блока не с помощью блока нагрузок и пульта управления велоэргометра, а напрямую с блока дополнительных нагрузок устройства, в результате чего появилась возможность отслеживать по часам время длительности сеанса исследования и автоматически снижать нагрузку на педали велоэргометра с каждым циклом до нуля.

Недостатком данного способа является невозможность определения длительности каждого цикла в отдельности, так как время длительности каждого цикла при выполнении физической нагрузки отличается между собой. Оно уменьшается от начала исследования к его концу в каждом цикле не одинаково. Величина длительности циклов для каждого человека индивидуальна и зависит не только от состояния сердечно-сосудистой системы, но и от физического состояния пациента. Также недостатком прототипа является отсутствие возможности оценки скорости утомляемости организма.

Технический результат заявленного способа состоит в расширении его функциональных возможностей за счет получения дополнительной информации, касающейся компенсаторных возможностей организма человека.

Технический результат достигается тем, что в способе определения реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, заключающемся в том, что у пациента измеряют в покое число сердечных сокращений за одну минуту, принимают его за оптимальный цикл, используют это число для задания кода в счетчик сердечных сокращений, а в счетчик циклов задают код планируемый нагрузки, в процессе исследования автоматически снижают нагрузку на педали велоэргометра на определенную величину с каждым последующим циклом до нуля, в качестве кода, задаваемого в счетчик сердечных сокращений, используют ход дополнения, равный величине разности (100 - число сердечных сокращений в покое), а в качестве кода планируемой нагрузки код, равный (n+1), где n - количество запланированных на исследование оптимальных циклов, с помощью секундомеров блока часов автоматически определяют длительность каждого запланированного цикла в отдельности, строят график, отображающий изменение длительности каждого запланированного цикла, по которому оценивают реакцию сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, и рассчитывают коэффициент отношения длительности первого цикла к последнему, по которому судят о способности пациента реагировать на физическую нагрузку, при этом считают, что, чем ближе этот коэффициент к единице, тем легче пациент переносит нагрузку.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом исследования пациента врач осматривает пациента и, в зависимости от физического состояния и наличия заболеваний, определяет ему время длительности и величину нагрузки для сеанса исследования. Для внесения определенных врачом данных в используемое устройство и получения желаемого результата от исследования необходимо измерить у пациента количество сердечных сокращений за одну минуту. Принять это число сокращений за оптимальный цикл, задать его с блока управления БУ в счетчик сердечных сокращений СчС кодом дополнения, равным по величине: 100 минус число сердечных сокращений пациента в покое. Аналогично задают запланированную норму времени длительности сеанса в минутах другим кодом (n+1) в счетчик циклов СчЦ, где n равно количеству запланированных оптимальных циклов; норма времени длительности сеанса в минутах и количество запланированных оптимальных циклов до начала исследования неизменно. Кодом второго счетчика выражают одновременно и величину начальной запланированной нагрузки на сердце. Величина запланированной нагрузки соответствует величине, равной показателю переключателя нагрузок велоэргометра и порядковому номеру кода запланированного количества циклов на исследование. Например, запланировано пять оптимальных циклов для исследования. Это значит, что берут имеющуюся нагрузку на велоэргометре, соответствующую пятому положению переключателя нагрузок на пульте управления ПУ, и считают ее максимальной на начало исследования данного пациента. В устройстве пятое положение переключателя нагрузок при вращении педалей велоэргометра со скоростью 60 оборотов в минуту соответствует 100 Вт. В дальнейшем при исследовании эта величина нагрузки будет автоматически уменьшаться с приходом каждого следующего цикла на одно положение переключателя вплоть до нуля. Далее с блока управления УП включают счетчики, приводят их в состояние готовности приема информации кнопкой сброс, все часы переводят в режим секундомера и на экранах устанавливают нулевые показания. Отсчет времени длительности циклов по часам начинается автоматически с момента начала вращения педалей. При вращении педалей велоэргометра во время исследования, с приходом последнего сигнала сокращения сердца текущего запланированного цикла, включенный секундомер останавливает отсчет времени с сохранением на экране текущей информации и автоматически включается следующий секундомер для отсчета длительности следующего запланированного цикла. Так продолжается до прихода последнего сигнала последнего запланированного цикла, который отключит отсчет времени последним секундомером, принимающим участие в данном исследовании. При этом перегрузку работы сердца исключают путем уменьшения механической нагрузки на педали велоэргометра автоматическим снижением ее на определенную величину с каждым последующим циклом до нуля. Также, при необходимости для более точного контроля реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, можно в счетчик числа сердечных сокращений СчС с блока управления БУ добавлять до кода дополнения код, равный половине числа сердечных сокращений одного оптимального цикла. В этом случае мы получим на часах разницу во времени не от одной минуты, а от 30 секунд, также можно брать код, равный другому числу сердечных сокращений, например 1/4, 1/8 цикла и т.п., в связи с чем получают результат за меньший промежуток длительности цикла, что позволяет, при необходимости, получить более точный контроль реакции. Оценку реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку проводят по показаниям секундомеров, на которых зафиксировано время длительности каждого запланированного цикла или его части в секундах.

По показаниям секундомеров строят график реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, а также получают результат отношения времени первого секундомера к последнему секундомеру. Результат отношения времени у каждого пациента индивидуален и по его величине можно судить о способности организма пациента реагировать на физическую нагрузку: чем ближе величина отношения времени к единице, тем легче пациент переносит физическую нагрузку. Например, первый цикл у пациента завершился через 55 секунд, а последний через 35 секунд, отношение времени равно (55:35=1,57). У более здорового организма число сердечных сокращений на одну и ту же физическую нагрузку и одно и то же количество циклов будет увеличиваться медленнее и поэтому время длительности циклов будет больше. Например, первый цикл завершился через 58 секунд, а последний через 46 секунд, отношение времени будет равно (58:46=1,26). При обследовании одного и того же пациента, давая ему одну и ту же нагрузку и то же количество циклов или части циклов, можно по отношению во времени длительности первого и последнего цикла или его частей точнее судить об эффективности применяемого лечения, отдыха, тренировки и т.д.

Способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на чертеже в виде блок-схемы.

Способ осуществляется в этом случае следующим образом. До начала сеанса приводят устройство У и велоэргометр В в исходное состояние, для чего с блока управления БУ отключают пульт управления ПУ от блока нагрузок БН велоэргометра В и подключают к блоку БН блок управления нагрузкой БУН, дальнейшая цепь от блока нагрузок БН до блока механического торможения М остается без изменения и функционирует так же, как и у прототипа. Затем на тело пациента накладываются электроды Д узла кардиосигналов УКС, как при снятии электрокардиограммы. С блока управления БУ произведения их переводят в нулевое исходное состояние. У пациента считается пульс в покое в течение одной минуты и принимается это число сердечных сокращений за один оптимальный цикл. Затем рассчитывается код дополнения до 100, так как счетчик числа сердечных сокращений СчС имеет максимальную емкость 100, он может выдать сигнал завершения цикла только при переполнении, то есть с приходом сотового сигнала. Код дополнения равен - 100 минус число сердечных сокращений исследуемого пациента в покос. Если число сердечных сокращений в покое исследуемого пациента составит, например, 80, то код дополнения равен 100-80=20. Если же стоит задача отсчитывать не весь цикл, а его часть (например, 1/2), то к коду дополнения в данном случае добавляется код 40, это значит, что общий код дополнения равен 60. Поэтому счетчик СчС будет переполняться и выдавать импульс в счетчик циклов СчЦ через 40 импульсов сокращения сердца, так как первый импульс сокращения сердца счетчик СчС будет считать как 61. Величина кода дополнения или общего кода дополнения с блока управления БУ вводится в счетчик СчС индивидуально для каждого пациента и один раз за время исследования, в дальнейшем с началом каждого нового цикла код дополнения или общий код дополнения данному пациенту вводится автоматически. Затем врач, осмотрев пациента, определяет исходную для него величину нагрузки на педали велоэргометра и длительность сеанса исследования в оптимальных циклах. После этого врач заносит запланированное количество оптимальных циклов кодом (n+1) в счетчик циклов СчЦ (n - количество запланированных оптимальных циклов). После внесения кода циклов счетчик СчЦ автоматически подает импульс на дешифратор ДШ 1, а тот в свою очередь через блок управления нагрузкой БУН и блок управления БУ устанавливает соответствующую нагрузку в блоке БН велоэргометра В, а блок БН через электронный блок ЭБ выставляет соответствующую нагрузку на педали велоэргометра в блоке механической нагрузки М. Все электронные часы блока часов БЧ, узла управления часами УУЧ устанавливаются в положение секундомера в ждущем режиме, с нулевыми показаниями на табло. После этого включают кардиомонитор КМ или другой прибор, с которого можно снимать кардиосигнал. Исследование начинают после включения кнопки пуск на блоке управления БУ, посредством которой начинает поступать кардиосигнал на счетчик СчС, и на блоке индикатора ИНД виден отсчет числа сердечных сокращений. Педали вращать пациент начинает только по окончании первого текущего (не запланированного) цикла и обязательно с постоянной скоростью (в нашем случае 60 оборотов в одну минуту). Педали вращать пациент начинает по окончании текущего цикла, потому что только последний сигнал текущего цикла, пройдя через узел управления часами УУЧ устройства У, сможет включить первый секундомер для отсчета времени первого запланированного цикла на блоке БЧ. Этот же сигнал автоматически сбросит и нагрузку на педали велоэргометра на один разряд (поэтому код планированной нагрузки устанавливается на единицу больше, т.е. n+1). С момента вращения педалей с максимально запланированной нагрузкой начинается отсчет времени первого запланированного цикла на первом секундомере блока часов БЧ. Сигналы сокращения сердечной мышцы, снимаемые с электродов Д, пройдя через кардиомонитор КМ и усиливаясь там, поступают в блок формирования кардиосигнала ФКС. С блока ФКС кардиосигналы, при отсутствии запрета на прохождение сигнала в блоке БРС, поступают через блок управления БУ в счетчик кардиосигналов СчС, присоединяясь там к коду дополнения, увеличивают его число. После прихода на счетчик СчС 80-го сигнала он переполняется и выдает на счетчик циклов СчЦ импульс завершения первого запланированного цикла. Счетчик циклов СчЦ после приема сигнала от счетчика СчС подает один импульс через дешифратор ДШ 1 на блок управления нагрузкой БУН, который в свою очередь через блок управления БУ и блок нагрузок БН велоэргометра В, с помощью электронного блока ЭБ снимает нагрузку на педали велоэргометра на один порядок. Другой сигнал счетчика СчЦ через блок управления БУ поступает в блок формирования сигнала управления часами ФСУ, откуда поступает напрямую на один из счетчиков блока счетчиков часов СчЧ и блок кратковременной задержки сигнала УЗС, через который с небольшой задержкой поступает на другой счетчик блока счетчиков часов СчС. Не задержанный сигнал через один из дешифраторов блока дешифраторов ДШ 3 с помощью блока управления часами БУЧ включает следующий секундомер блока часов БЧ, а задержанный сигнал через другой дешифратор блока дешифраторов ДШ 3 с помощью того же блока управления часами БУЧ отключает отсчет времени предыдущего включенного секундомера блока часов БЧ. Так продолжается до прихода последнего сигнала последнего запланированного цикла, с помощью которого отключается последний включенный секундомер блока часов БЧ. Блок управления нагрузкой БУН после прихода на него последнего сигнала последнего запланированного цикла отправляет один сигнал через уже перечисленные блоки для снятия нагрузки на велоэргометре до нуля. Другой сигнал блока БУН поступает через блок управления БУ в блок разрешения прохождения кардиосигнала БРС узла кардиосигнала УКС, откуда запрещает дальнейшее прохождение кардиосигнала, после чего процесс исследования считается оконченным. Врач снимает показания с остановленных секундомеров и обрабатывает их информацию.

За счет получаемых дополнительных данных, свидетельствующих о компенcаторных возможностях организма человека, функциональные возможности способа более широкие.

Формула изобретения

Способ определения реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, заключающийся в том, что у пациента измеряют в покое число сердечных сокращений за одну минуту, принимают его за оптимальный цикл, используют это число для задания кода в счетчик сердечных сокращений, а в счетчик циклов задают код планируемой нагрузки, в процессе исследования автоматически снижают нагрузку на педали велоэргометра на определенную величину с каждым последующим циклом до нуля, отличающийся тем, что в качестве кода, задаваемого в счетчик сердечных сокращений, используют код дополнения, равный по величине разности (100 минус число сердечных сокращений в покое), а в качестве кода планируемой нагрузки код, равный n+1, где n - количество запланированных на исследование оптимальных циклов, с помощью секундомеров блока часов автоматически определяют длительность каждого запланированного цикла в отдельности, строят график, отображающий изменения длительности каждого запланированного цикла, по которому оценивают реакцию сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, и рассчитывают коэффициент отношения длительности первого цикла к последнему, по нему судят о способности пациента реагировать на физическую нагрузку, при этом считают, что чем ближе этот коэффициент к единице, тем легче пациент переносит нагрузку.

РИСУНКИ

Рисунок 1