Целью собственных исследований была разработка технологии определения оптимальной дозы физических факторов при проведении сеансов физиотерапевтического воздействия. В качестве мониторинговой диагностической системы использовалась пальцевая фотоплетизмография.
Материалы и методы исследования
Методика фотоплетизмографии базируется на методе оптической денситометрии с количественной и качественной оценкой характера поглощения и рассеяния света в тканях организма. Согласно имеющейся информации, высокая чувствительность, достоверность и хорошая воспроизводимость показателей метода пальцевой фотоплетизмографии дают возможность объективизировать динамическую оценку у наблюдаемых больных изменений функционального состояния отдельных звеньев и в целом состояния сердечно-сосудистой системы и влияния на нее центральных отделов нервной и вегетативной нервной системы [12].
Следует пояснить, что стандартный метод пальцевой фотоплетизмографии основан на том, что исследуемая концевая фаланга пальца кисти или стопы просвечивается с одной стороны обычным некогерентным светом, который после рассеивания в ней с противоположной стороны поступает на фотоприемный датчик (рисунок 1).
Интенсивность света, рассеянного участком исследуемой ткани, отражает количество содержащейся в ней крови в реальный отрезок времени, регистрируя количественную и качественную динамику последовательных изменений объема крови в изучаемом участке ткани в период каждого сердечного цикла на протяжении всего процесса измерений.
Предметом изучения при проведении пальцевой фотоплетизмографии являются пульсовые волны или волны первого порядка (рисунок 2, 3), а также медленные волны, отражающие деятельность других систем и органов (рисунок 2).
Наибольшую информативность имеют пульсовые волны, оцениваемые в первую очередь. Предоставляемая ими информация отражает на периферическом уровне гемодинамики деятельность сердечно-сосудистой системы.
Пульсовая волна состоит из двух компонентов – анакротической и дикротической фазы (рисунок 3).
Первый пик пульсовой волны, соответствующий анакротическому периоду пульсовой волны (А1), образуется в период систолы. Амплитудное значение анакротической фазы носит также название амплитуды пульсовой волны и соответствует ударному объему крови при сердечной выбросе, предоставляя таким образом косвенные сведения о степени инотропного эффекта.
Второй пик пульсовой волны, соответствующий дикротическому периоду пульсовой волны (А2), он образуется за счет отражения объема крови от аорты и крупных магистральных сосудов и частично соответствует диастолическому периоду сердечного цикла. Дикротическая фаза предоставляет информацию о тонусе сосудов.
Вершина пульсовой волны соответствует наибольшему объему крови, а ее противолежащая часть - наименьшему объему крови в исследуемом участке ткани. Характер пульсовой волны зависит от эластичности сосудистой стенки, частоты пульса, объема исследуемого участка ткани, ширины просвета сосудов. Считается, что частота и продолжительность пульсовой волны зависит от особенностей работы сердца, а величина и форма ее пиков – от состояния сосудистой стенки. [13]
Изучаемые параметры фотоплетизмограммы разделяются на три группы:
- По вертикальной оси фотоплетизмографического графика изучаются амплитудные характеристики пульсовой волны, соответствующие анакротическому и дикротическому периоду. Несмотря на то, что эти параметры являются относительными, их изучение в динамике предоставляет ценную информацию о силе сосудистой реакции в процессе действия какого-либо кратковременно действующего на организм фактора.
- По горизонтальной оси фотоплетизмографического графика изучаются временные характеристики пульсовой волны, предоставляющие информацию о длительности сердечного цикла и частоты сердечных сокращений, соотношении и длительности систолы и диастолы и формирующих их фаз. Эти параметры имеют абсолютные значения и могут сравниваться с существующими нормативными показателями. В этой группе изучается длительность анакротической и дикротической фазы пульсовой волны, фазы изгнания в диастолический период, длительность пульсовой волны, индекс восходящей волны, время наполнения в период систолы, продолжительность систолической и диастолической фазы сердечного цикла, время отражения пульсовой волны, частота сердечных сокращений.
- Вычисляемые параметры с использованием значений предыдущих групп. К этой группе относятся: индекс дикротической волны, отражающий положение вершины дикротической волны относительно анакротической; отношение длительности анакротической и дикротической фазы; ритмоинотропный показатель.
Наибольшую информативность в оценке реакций биосистемы на воздействие внешних физических факторов имеет последний параметр. Его значение является относительным и определяется суммированием долевого изменения частоты сердечных сокращений и амплитуды пульсовой волны относительно исходных значений, определяемых по одноименным параметрам накануне проведения исследования. При интерпретации его значений отрицательные значения расценивались как торможение биосистемы, положительные значения - в качестве возбуждения, соответствующее эрготропному состоянию биосистемы.
Регистрацию вышеперечисленных параметров, вычисление пульсовых волн и их графическое отображение выполняется с использованием аппаратно-программного комплекса «"Акутест FPG"», выполненной с участием технического соисполнителя кфмн Р.Д. Аитова.
Автором при анализе фотоплетизмограмм разработана система тестовой оценки адаптационных резервов организма (так называемая тестовая система "ТОАРО").
Программа состоит из модуля записи фотоплетизмограмм, в котором производится визуализация записываемой фотоплетизмограммы (рисунок 4) и регистрация основных параметров фотоплетизмограммы – частоты сердечных сокращений, амплитуды пульсовой волны и ритмоинотропного показателя, модуля расчета пульсовых волн, используемого для определения значений остальных параметров пульсовых волн и модуля графического отображения расчетных параметров пульсовых волн.
Правила проведения методики пальцевой фотоплетизмографии предусматривают относительно короткий измерительный период, длительностью до 20 минут. Более длительное ее использование не рекомендуется из соображений потери качества принимаемой информации, а также снижения комфорта пациента [12]. Физиотерапевтические методики, вписывающиеся в этот временной промежуток обеспечиваются непосредственно прямым фотоплетизмографическим наблюдением.
В то же время существуют методики физического воздействия длительного действия. К ним относятся курортологические и бальнеологические факторы, методики лечебной физкультуры, массажа, мануальной терапии.
Для этих случаев использовалась методика определения динамики вегетативной реактивности с применением так называемого «визуального вегетативного теста» в разработке А.В. Картелишева и Е.Л. Малиновского, реализованного в модуле записи фотоплетизмограмм программы.
Методика его выполнения заключается в следующем: пациент в течении 3-х минут фиксирует взгляд на экране компьютера с экранной заставкой красного цвета. Трехминутная продолжительность визуального раздражения была определена эмпирическим путем с позиций обнаружения неоднозначной реакции реагирующих систем на внешнее раздражение. На период выполнения диагностической процедуры на пальце кисти пациента фиксируется датчик фотоплетизмографа, который регистрирует все изменения гемодинамики в течении всего времени визуального раздражения красным цветом. Просьба испытуемого о прекращении раздражения красным цветом ввиду появления дискомфортных ощущений, в основном психосоматического характера, расценивается как непереносимость красного цвета и в целом как повышенная чувствительность реагирующих систем к физическим воздействиям возмущающего характера.
По окончании теста производится анализ основных параметров фотоплетизмограммы, динамика которых отражает отклик сердечно-сосудистой системы на управляющее влияние нейроэндокринной системы. При анализе параметров фотоплетизмограмм изучается соотношение периодов торможения и возбуждения в ходе исследовательской сессии. Результаты анализа определяют не только конечные значения реактивности вегетативной нервной системы, но и выявляют реакцию целостного организма на возмущающее воздействие красного цвета, тем самым, определяя модель реакции биосистемы на другие факторы внешнего воздействия, оказывающие на биосистему в различной степени возмущающее действие. Теоретическим основанием для создания теста послужили следующие факты:
- Вегетативные реакции, возникающие в ответ на внешние (или внутренние) раздражения, характеризуют собой вегетативную реактивность [15].
- Реакция на красный цвет выявляет сходные реакции у различных индивидов вне зависимости от возраста и их личного отношения к цвету и носит выраженный эрготропный характер [16,17].
- По свидетельству М. Люшера был поставлен эксперимент на группе добровольцев: после пристального рассматривания красного цвета у исследуемых изменялись значения артериального давления и частоты сердечных сокращений в сторону их увеличения [17].
- Реакции на любой внешний раздражитель являются реакциями всего организма, и носят характер комплексных, включающие все подсистемы и системы целостного организма и характеризуются параллелизмом, что дает основания по изменениям в одной системе (или подсистеме) судить об изменениях в других подсистемах и уровнях организации целостного организма [18].
Оценка физиотерапевтических методик длительного воздействия выполнялась по следующей схеме: первое исследование выполнялось перед началом лечения, последующее исследование по завершении курса (сеанса) лечебного воздействия.
