В резолюции конференции по физиологии и патологии дыхания, гипо- и гипероксии и кислородной терапии (Киев, 1955) было указано: "Проведенные иследования и наблюдения показали необходимость строгого дозированного проведения кислородной терапии с учетом индивидуальной реакции больного на вдыхание кислорода"[1]. 43 года назад, когда не существовало практической ГБО было известно о том, что изменение парциального напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе в целом является экстремальным фактором для организма. После ликвидации кислородной задолженности при гипоксиях гипероксия вызывает в организме ряд адаптивных реакций, которые могут реализоваться в лечебных или патогенных эффектах, в зависимости от дозы гипероксии.

Это установленные факты, для нормобарической гипероксии. Во время ГБО правильное дозирование гипероксии в соответствии с индивидуальной реактивностью организма становится еще более важным . Использование схемного подхода в определении индивидуальной тактики оксигенобаротерапии не позволяет достичь максимальный эффект ГБО, зачастую приводит к кислородной интоксикации. Предыдущие десятилетия становления ГБО характеризовались именно таким схемных подходом. По этой причине метод ГБО частично потерял доверие медицинской общественности.

В настоящее время сложились хорошие предпосылки для введения в рутинную практику ГБО методов объективной оценки функционального состояния (ФС) непосредственно во время баротерапии с целью оптимизации режимов гипероксии. Этими предпосылками являются: достижения фундаментальных наук в области физиологии кислорода; накопленный практический опыт по изучению функционального организма во время ГБО; развитие биомедицинских информационных технологий.

Во время ГБО по условиям пожарной безопасности возможно получение двух босигналов: мозга и сердца. Работы по изучению ЭЭГ во время ГБО не вышли за пределы академических лабораторий х [ 2,3] , в то время как наблюдение электрокардиографического сигнала в процессе ГБО является простым и всем доступным методом оценки ФС больного. При наблюдении за ЭКГ во время баротерапии врачи заметили, что стабилизация длительности R-R интервалов сопровождается ухудшением функционального состояния. Применение математического анализа ритма сердца (МАРС) позволило расширить диагностическую значимость биоэлектрической активности миокарда и повысить объективность оценки ФС.

Методика МАРС широко используется в научной и практической медицине [4-8]. Известные факты позволяют нам представить механизмы регуляции сердечного ритма следующей схемой ( рис.1).

Использование МАРС для оценки эффективности ГБО не является новой диагностической методикой. Известно множеств о научно-практических и фундаметальных разработок по изучению МАРС при ГБО [ 9-14 ]. Критический анализ этих работ не является целью настоящей работы, однако необходимо заметить, что авторы придерживаются различных технологий получения кардиоинтервалограмм (КИГ), используют разные методы математического анализа КИГ и пользуются разнообразным нестандартизированным программным обеспечением. Тем не менее стало общепринято ссылаться на метод МАРС, как на способ подбора оптимальной дозы ГБО, т.е. МАРС становится негласным Стандартом оценки индивидуальной реактивности во время ГБО с целью оптимального дозирования гипероксии.

Целью данной работы явилось: создание Стандарта мониторинга функционального состояния организма во время ГБО на основе комплексной разработки методологии МАРС, технологии оценки производных МАРС во время ГБО и методов ретроспективного анализа производных МАРС. Работа основывается на серии технических разработок и научных исследований которые проводятся в течении 15 лет в Луганском областном Бароцентре.

В представленном исследовании не ставилась задача провести сравнительный анализ имеющихся методик МАРС во время ГБО. В отличие от известных работ мы предлагаем законченную технологию которая включает все этапы исследования: сбор биоинформации, ее предварительный анализ, определение контрольных этапов сеанса ГБО для ретроспективного исследования, методы группировки генеральной выборки и многофакторную ретроспективную обработку данных генеральной выборки.

Сбор биоинформации

П ри решении этого вопроса о сновное внимание было уделено созданию высокотехнологичного, но простого в работе способа съема и предварительного анализа кардиоинтервалограмм. Для этого специально разработано интерфейсное устройство, позволяющее дистанционно передавать кардиографический сигнал в компьютер . Это устройство подключается к стандартным разъемам персональной ЭВМ наиболее распространенных типов (от AT286 до Pentium). Биоинформация в виде массивов кардиоинтервалов (КИГ) накапливается на магнитных носителях компьютера.

Предварительный анализ

Математический анализ КИГ включ ает классические методы МАРС: статистическ ий анализ, вариационн ую пульсометрию, автокорреляционн ый и спектральн ый анализ [1 5 ]. Производные каждого из методов анализа отражают различные уровни регуляции и имеют самостоятельное диагностическое значение. Всего высчитывается более 20 производных МАРС. Эти показатели отражаются на экране монитора в виде соответствующих графиков (рис.2)

Программа анализа в реальном времени во время ГБО обеспечивает наблюдение динамики основных производных МАРС во время всего сеанса ГБО. Данный программный продукт прошел комиссию в МЗ Украины и имеет соответствующий сертификат Качества [11] .

Ранее записанные показатели сердечного ритма доступны для анализа во время проведения каждого последующего сеанса. Такой анализ позволяет отметить динамику функционального состояния не только во время настоящего сеанса, но и сравнить показатели на протяжении всего курса ГБО.

Определение контрольных этапов сеанса ГБО

Этот элемент Стандарта является ключевым, т.к. в о время ГБО происходят постоянные изменения вегетативной реактивности. Характер и направленность этих изменений отражает состояние реактивности к гипероксии и позволяет оценить лечебный эффект. Практика изучени я производных МАРС только до и после ГБО не отражает всего комплекса состояния адаптивных реакций во время гипероксии.

Н ами предложены следующие контрольные этапы ГБО: 1 и 14 - соответственно до и после ГБО; 2,3 и 12,13 этапы соответствуют пятиминутным промежуткам компрессии и декомпрессии; 4-11 этапы - пятиминутные промежутки изопрессии. Такое деление, с нашей точки зрения позволяет наиболее полно определить динамику функционального состояния на всех этапах сеанса ГБО.

Методы группировки генеральной выборки

Под генеральной выборкой подразумевают массив биоинформации относящийся к однородной группе изучаемых случаев. Изучение групповых особенностей реактивности организма к гипероксии является основой формализации закономерностей, которые позволяют раскрыть механизмы лечебных и патогенных эффектов ГБО. Изучение динамики средних значений производных МАРС на этапах сеансов ГБО даже в пределах одной нозологии дает лишь общее представление о закономерностях реактивности к гипероксии при данном заболевании . Например, по результатам наших исследований динамика первого значения графика автокорреляционной функции (К1) у больных рассеяным склерозом показана на рис.3.

И ндивидуальная реактивность в наиболее общем плане может быть представлена групповой реактивностью. Для определения таких однородных групп предлагается метод кластерного анализа, посредством которого определяют принадлежность динамики показателей каждого больного к тому или иному типу регрессионной кривой. На предыдущем примере показан результат кластеризации генеральной выборки (рис.4).

Таким образом выделяется до нескольких групп ( в нашем примере 4) из генеральной выборки, которые имеют наиболее общие закономерности динамики производных МАРС. После такой группировки наблюдений обнаруживается различные типы вегетативной реактивности во время ГБО (рис5).

Изучение групповых закономерностей позволяет обнаружить различные качественные типы реагирования организма на гипероксию в пределах одной группы заболеваний. Знание вариантов реактивности на гипероксию позволит лучше понять механизмы лечебных и патогенных эффектов ГБО.

Разработка технологии дискретного анализа динамики производных МАРС на этапах сеансов ГБО

После выделения однородных групп проводится графическое изучение линейных трендов различных производных МАРС на этапах ГБО с вычислением статистических характеристик средних (ошибка средней и степень достоверности межгрупповых различий).Более тщательное изучение вопроса предусматривает такой-же анализ средних на разных этапах курса ГБО.

Сравнительное изучение динамики различных производных МАРС на этапах ГБО позволит выделить наиболее важные диагностические критерии и исключить из анализа дублирующие друг друга показатели.

Результаты практического использования Стандарта.

В предыдущем сообщении нами доложены результаты использования Стандарта при экстремальных состояниях. Впервые статистически достоверно показаны патогенные эффекты терапевтических режимов ГБО у тяжелых больных, пределы безопасных режимов, выделены наиболее значимые производные МАРС.

На следующем этапе нами проведено изучение вегетативной реактивности у ликвидаторов аварии на ЧАЭС с синдромом дисциркуляторной энцефалопатии (n=36) и при рассеянном склерозе(n=41) в процессе ГБО (1 0 сеансов, 2 ата, 40 минут). Эти группы больных исходно характеризуются, как больные с существенными нарушениями вегетативной регуляции. Нами обработано 4700 кардиоинтервалограмм на этапах ГБО с последующим вушеуказанным математическим анализом. В пределах данной публикации нет задач доложить результаты этих исследований. Часть результатов этих исследований уже опубликована [ 17], другая часть находится в работе. Однако в контексте предлагаемого Стандарта можно сделать главный вывод: при различных функциональных состояниях, в том числе в пределах одной нозологии отмечена различная вегетативная реактивность, которая объективно регистрируется и предполагает различную тактику ГБО.

Ожидаемые научно-практические следствия принятия Стандарта мониторинга

Вопрос дозы ГБО является ключевым вопросом нашей специальности. Этот тезис принят всеми специалистами ГБО. Наиболее реальный подход решения этой проблемы, это дальнейшее изучение эффективности ГБО на новой современной единой методологической основе, которая также позволяет во время каждого сеанса ГБО корректировать режим гипероксии. Накопление данных, подготовленных в едином Стандарте в различных подразделениях ГБО, изучение корреляций с метаболическими и структурными реакциями организма на гипероксию позволит существенно продвинуться в понимании механизмов ГБО при различных функциональных состояниях, обеспечить должный индивидуальный подход в определении тактики баротерапии.

Принятие универсальной технологии анализа динамики производных МАРС на этапах сеансов ГБО позволит получать повторяемые научные результаты, что имеет важное значение для дальнейшего изучения эффективности ГБО различными научными коллективами на единой методологической платформе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рафиков А.М., Селивра А.И., Шарапов О.И. Динамика ЭЭГ больных с сосудистыми поражениями мозга во время лечебных сеансов гипербарической оксигенации.- Гипербарическая оксигенация.- 1995.- №1-2.- С.21-32.
2. Физиология и патология дыхания, гипоксия и оксигенотерапия.- Издательство академии наук УССР.- Киев.-1958.
3. Селивра А.И., Коломиец З.В., Шарапов О.И., Алексеева О.С. ЭЭГ-конторль функционального состояния организма пациента во время сеанса гипербарической оксигенации. /Гипербарическая физиология и медицина.- 1996.-№4.- С.21-22.
4. Гирина О.Н., Шатило В.Б. Состояние гиофизарно-надпочечниковой системы и вегетативн. регуляции сердечногоритма у больных с острым крупноочаговым инфарктом миокарда различного возраста./Украiнський кардiологiчний журнал.-1995.- №2.- С.36.
5. Diedrich, A., J. Drescher, V. Nalishitij, and F. Kirchner. Acute Effects of Simulated Microgravity on Heart Rate Variability. /Journal of Gravitational Physiology.-1994.-№1.-P.35-36.
6. Pagani, M., Lombardi F., Guzzetti S., Rimoldi O., Furlan R., Pizzinelli P., Sandrone G., et al. A Power Spectral Analysis of Heart Rate and Arterial Pressure Variabilities as a Marker of Sympatho-Vagal Interactions in Man and Conscious Dog.
7. Антонов А.А., Петрова Э.Б. Метод количественного определения парасимпатической регуляции сердечной деятельности в условиях пребывания оператора в гермообъемах. /Физиология человека.-1986.-т.12.-№2.-С.340-342.
8. Raymond B., Taverner D., Nandagopal D. and Mazumdar J., Classification of heart rate variability in subjects with mild hypertension /Australasian Physical and Engineering Sciences in Medicine.- 1997.-№20(4).-p.207-213.
9. Агеенко В.П., Воробьев В.С.,Прохоров Б.А.,Денисова Л.А. Автоматизация контроля за состоянием новорожденных при лечении гипоксического синдрома методом ГБО.//Теория и практика элекрокардиологических и клинических исследований.-Каунас.-1981.- С.352-354.
10. Агеенко В.П., Кисилев С.О. Критерии эффективности лечения перинатальной энцефалопатии с применением ГБО.//Гипербарическая физиология и медицина.-1995.-2.-C.6-9.
11. Анохин М.И., Байдин С.А., Казанский Д.Д, Алексеева Л.И., Ткаченко Л.П. Кардиореспираторафический контроль эфективности сеансов гипербарической оксигенации у детей.//Гипербарическая медицина, Материалы YII международного конгресса.- Москва.- Наука.- 1983.- С. 223-225.
12. Байдин С.А., Биккулова Д.Ш., Костюков Ю.И. и др. Влияние ГБО на состояние вегетативной нервной системы у больных хирургического профиля./Гипербарическая физиология и медицина.-1996.-№4.- С.69-70.
13. Лившиц Б.М., Крылов В.В., Ромасенко М.В. Некоторые результаты применения вариационной пульсометрии в процессе использования гипербарической оксигенации у больных после клипирования аневризм церебральных сосудов. /Анестезиология и реаниматология.- 1994.- №4.- С.42.
14. Чернов В.И., Чижик В.А., Мясников А.А., Кулешов В.И. Методика определения оптимальной дозы кислорода при оксигенобаротерапии. в сб. Режимы оксибаротерапии в комплексном лечении раненых и обожженных Санкт-Петербург:Военно-медицинская Академия, 1994:51.
15. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе.-М:Наука.- 1984.
16. Воробьев К.П. “Мониторная система для интенсивной терапии и гипербарической оксигенации” Сертификат Качества МЗ Украины на программный продукт.-01.08.1995.
17. Воробьев К.П. Изменение производных сердечного ритма на этапах сеанса ГБО при экстремальных состояниях. //Гипербарическая физиология и медицина.-1997-N 4.- с.19-24.