Описание технологии

Проникая в тайны сердца
Первый технологический этап обследования пациента — регистрация электрокардиограммы. В течение пяти минут с помощью специализированного высокоточного кардиорегистратора, являющегося структурным элементом всех диагностических комплексов компании «Динамика», регистрируется 300 ударов сердца. Электрокардиограмма снимается в первом стандартном отведении (рука-рука).
Следует отметить, что в отличие от обычной многоканальной кардиографии в данном случае не просто регистрируются амплитудно-временные характеристики кардиокомплекса, а в первую очередь с высокой точностью фиксируется ритм сердца, который и несет в себе полную информацию о других ритмах человеческого организма.
Во время этой процедуры мы получаем графическое отображение электрической активности сердца — кардикомплекс, который и характеризует качество функционирования сердечной мышцы. В каждом кардиокомплексе можно выделить 5 т.н. «зубцов».
Комбинация пяти зубцов представляет собой комплексный показатель скорости и динамики прохождения электрического импульса, заставляющего сокращаться сердечную мышцу.
Анализируя форму кардиокомплекса можно сделать ряд выводов о состоянии сердечной мышцы (миокарда). Уже во время регистрации ЭКГ опытный глаз специалиста по форме кардиокомплекса может заметить негативные изменения в организме.
Однако, анализ только ЭКГ не является основной задачей системы. Хотя все диагностические комплексы компании «Динамика» отлично могут служить одноканальным кардиографом, их использование позволяет намного глубже проникнуть в тайны сердечного ритма.
Применяя диагностические комплексы компании «Динамика» можно проанализировать то глубинное и систематическое воздействие, которое оказывают на сердечный ритм регуляторные системы организма.
Механизм анализа
Первый шаг в обработке электрокардиосигнала — выделение R-зубцов – смотри рисунок. Выделив R-зубцы и автоматически рассчитав интервалы между ними, мы получаем т.н. «ритмограмму» RR-интервалов. Именно ритмограмма отражает изменения сердечного ритма, происходящие под воздействием регуляторных систем организма.
Определив степень и глубину этого воздействия на сердечный ритм можно оценить качество функционирования данных систем.
Образно говоря, кардиограмма представляет собой своеобразную криптограмму, несущую в себе исчерпывающую информацию о деятельности регуляторных систем, определяющих функционирование организма. Таким образом, построение ритмограммы, есть первый шаг, необходимый для расшифровки информации, которая нашла свое отражение в динамике кардиоритма.
Подобно тому, как «черный ящик» в кабине воздушного корабля бесстрастно и достоверно фиксирует все разговоры пилотов, наше сердце объективно и точно отражает в изменениях своего ритма все процессы, происходящие в организме.
Открываем «чёрный ящик»
Далее мы переходим к анализу ритмограммы RR-интервалов, постепенно проникая в тайны своеобразного «черного ящика», который в информационном смысле представляет собой наше сердце.
Ритмограмма RR-интервалов, в математическом смысле представляет собой «суперпозицию» или сумму ритмов всех четырех регуляторных систем организма, о влиянии которых на его деятельность мы говорили ранее.
Поскольку оригинальный ритм, транслируемый каждой регуляторной системой, представляет собой отражение качества ее функционирования и влияния на организм, задача состоит в том, чтобы выявить эти ритмы и расшифровать информацию, которую они несут.
«Зашифрованное послание»
Открытие, сделанное создателями диагностических комплексов компании «Динамика» позволило найти ключ, дающий возможность расшифровать информацию, заложенную в сочетании ритмов.
Обычный набор методик анализа сердечного ритма, применяемый в компьютерных системах функциональной диагностики включает в себя статистический, геометрический, спектральный, и автокорреляционный анализы. Эти методики, полезные сами по себе, позволяют лишь оценить состояние только самой сердечно сосудистой и вегетативной системы, но не позволяют оценить согласованность и качество работы регуляторных систем организма на более высоких уровнях. Такого рода анализ применим для научных исследований, однако для практического применения недостаточно эффективен.
Следуя международным стандартам, принятым в физиологии, мы также используем данные методы анализа. Однако принципиальным отличием всех диагностических комплексов компании «Динамика» от других существующих приборов, является разработанный создателями данных комплексов оригинальный механизм применения методов математического анализа сложных динамических систем. Ведущее место среди этих методов занимает фрактальный анализ, используемый для анализа динамических систем, обладающих свойствами вложенности и самоподобия.
Высшая математика медицины
Экспериментальным путем установлено, что, мониторируя различные показатели организма, такие как электрическая активность мозга, ритмическая активность сердца, частота дыхания, изменение артериального давления и температуры тела, колебания уровня сахара в крови, уровня гормонов и т.д., возможно построить графики изменений этих показателей, отражающие качество и структуру процессов, происходящих в организме.
Анализ данных графиков показал, что динамика этих процессов обладает свойствами подобия. Это означает, что все физиологические процессы в организме имеют сходную динамическую структуру в разных масштабах времени, обладая при этом свойством последовательной «вложенности» одного процесса в другой, т.е. «фрактальности».
Фактически, реакция организма на внешнее возмущение находит свое отражение в изменениях электрической активности мозга за доли секунды, а в изменениях активности сердца уже за секунды. Артериальное давление изменится через десятки секунд и еще большего времени потребует адаптация других систем организма. При этом данные изменения будут происходить не только с отставанием по времени, но и со смещением по фазе.
Каждый физиологический процесс имеет свой уникальный ритм, эти ритмы подобны, и находят свое отражение в ритмах сердца. Но это означает, что исследовав только один ритм, методами фрактального анализа можно выявить структуру и динамику других ритмов и сделать выводы о состоянии соответствующих регуляторных систем.
По ступеням иерархии регуляторных систем
Каждая регуляторная система функционирует в своем временном масштабе, при этом, чем выше уровень регуляции — тем более длительными будут периоды колебаний, тем ниже частота процессов, которые она определяет. В математическом смысле наиболее коротким периодом колебаний обладает сердечно сосудистая регуляторная система.
Колебания сердечно сосудистой системы зависят от более длительных колебаний вегетативной системы. Системой более высокого уровня по отношению к вегетативной системе, является эндокринная система, обеспечивающая нейрогуморальную регуляцию. В свою очередь эндокринная система находится под влиянием центральной нервной системы…
Принципы нейродинамического анализа
Во всех диагностических комплексах «Динамика» присутствует уникальный алгоритмический блок цифрового анализа кардиоритмов. Как он работает?
Специализированная компьютерная программа переводит ритмограмму в двоичную систему счисления. Далее, анализируя двоичный код, программа выявляет кодовые последовательности, соответствующие различным временным интервалам. Микрокоды, соответствующие коротким временным интервалам, образуют последовательность, которая в свою очередь формирует макрокоды первого порядка. Последовательность этих макрокодов, в свою очередь, формирует макрокоды второго порядка, и так далее… Эти макрокоды мы называем нейродинамическими кодами. Какая же информация скрыта в них?
Все динамические процессы в живой природе носят экспоненциальный характер. Это значит, что процессы возбуждения-торможения, накопления — расхода энергии, электрического заряда — разряда, подчиняются единому универсальному закону функционирования живой природы — закону двух экспонент.
Вдох-выдох, сокращение и расслабление сердца, нейронный импульс и т.д. могут быть графически представлены в виде восходящей и нисходящей экспоненты. Параметры «идеальной» экспоненты подчиняются «золотому сечению».
Каждый макрокод несет в себе частичку информации о качестве функционирования регуляторной системы на своем уровне. Осуществив подборку экспоненты, соответствующей макрокоду по динамическим параметрам, мы получаем возможность выстроить последовательность экспонент, отражающую динамику функционирования регуляторной системы. В параметрах этих экспонент, поддающихся измерению, и содержится информация о качестве регуляторных процессов в организме.
Статистика знает всё
Поскольку нам известны параметры «идеальной экспоненты», которая должна соответствовать т.н. «золотому сечению», то анализируя степень отклонения экспоненты от «идеальной» методами математического и статистического анализа, можно сделать выводы о степени отклонения качества функционирования регуляторных систем от идеального.
Обследовав огромное количество пациентов, мы отобрали верифицированную базу данных самых разных возрастных групп и уровней здоровья. Собрав в данной базе, результаты более 10000 наблюдений о состоянии здоровья пациентов, мы построили уникальную базу сочетаний экспонент, каждая из которых отражает определенное качество и состояние регуляторных систем организма.
С помощью этой базы мы нормировали показатели, соответствующие различным экспонентам.
Это и позволило получить интегральные показатели здоровья, удобные для практического использования.