Современные методы и аппаратно-программные комплексы для оценки адаптационных возможностей и уровня здоровья организма человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харьковский национальный медицинский университет

Современные методы и аппаратно-программные комплексы для оценки адаптационных возможностей и уровня здоровья организма человека

Истомин А. Г., Ткаченко А. В.

Харьков, Украина

Аннотация

В работе рассмотрены современные подходы к интегральной оценке уровня здоровья организма человека и их реализация в аппаратно-программных комплексах.

Ключевые слова: уровень здоровья человека, адаптационные возможности, аппаратно-программный комплекс.

Количественная оценка адаптационных возможностей и индивидуального здоровья остается одной из самых актуальных задач современной медицины и физиологии труда. С этой целью предложено множество различных методик [1, 2, 3] Практическое применение получили лишь некоторые из предлагаемых методов. По данным анализа литературы наиболее часто для оценки индивидуального здоровья используются методы P. M. Баевского [1], Г. Л. Апанасенко [2], К. Купера [4]. Последние 20-30 лет отмечены ростом числа работ по количественной оценке адаптационных возможностей [3], основанных на донозологической диагностике. В работах одних авторов учитывается только физический компонент здоровья [1, 2, 4], в других кроме физического компонента учитывается также психологический и/(или) социальный компоненты [3, 5].

Необходимо отметить, что зарубежные авторы при анализе адаптационных возможностей применяют понятие «physical fitness», в котором выделяют две составляющие: «general fitness» - состояние здоровья и общее благополучие и «specific fitness» - способность выполнять конкретные аспекты спорта или профессии. Адаптационные возможности оцениваются по тестам физической работоспособности: тесты для оценки аэробной, анаэробной способности организма, силы и взрывной силы, гибкости, времени реакции, координации, ловкости, антропометрические тесты [7]. Все эти тесты рассматриваются в отдельности и не дают общего представления об адаптационных возможностях организма, а тем более о количественной оценке уровня здоровья. Можно сказать, что отечественные и российские исследователи в данном направлении научных исследований пошли дальше своих зарубежных коллег.

Тестирование в оценке адаптационных возможностей может быть основано на двух подходах: оценка результата деятельности (педагогический подход) и оценка «стоимости» деятельности (биомедицинский подход).

Одной из ведущих теорий, с позиции которой рассматривается понятие «здоровья», является адаптационная. Переход от здоровья к болезни рассматривается в данном случае как процесс снижения степени адаптации организма к окружающей условиям, результат недостаточности адаптационных механизмов, их истощения и срыва [1]. Идея использования адаптивности как интегрального показателя здоровья возникла в 70-е годы. Согласно этим взглядам, здоровье рассматривается как способность организма адаптироваться к условиям внешней среды, а болезнь - как результат срыва адаптации. Адаптивные реакции организма при этом предлагалось оценивать преимущественно по показателям системы кровообращения. Дальнейшее развитие этот подход получил в работах Н. М. Амосова, И. А. Аршавского, Г. Л. Апанасенко, предложивших определять "количество здоровья" физиологическими резервами организма, т.е. максимальной производительностью органов при сохранении качественных пределов их функций в ответ на физиологическое стрессорное воздействие, чаще всего в виде физической нагрузки [2]. К настоящему времени на основе приведенных методов разработаны различные варианты автоматизированных программ и рабочих мест для количественной оценки здоровья, которые широко используются в практике профилактических обследований населения.

Как показал анализ исследований по изучаемой проблеме, до настоящего времени отсутствует общая методология создания автоматизированных систем медико-биологического назначения с применением математического аппарата. В большинстве автоматизированных систем оценочные критерии носят эвристический характер, что не обеспечивает их надежность. Одной из первых, кто попытался оценить диагностическую эффективность и информативность современных методов количественной оценки адаптационных возможностей и индивидуального здоровья, была Безматерных Л. Э. [3]. Большинство современных методов количественной оценки здоровья характеризуются высокой зависимостью величины интегрального показателя от состояния сердечно-сосудистой системы. Из распространенных методов количественной оценки здоровья наиболее значимую корреляционную связь друг с другом и достаточную степень надежности имеют методы Р. М. Баевского (уровень адаптационного потенциала); Г. Л. Апанасенко (уровень соматического здоровья); К. Купера (максимальное потребление кислорода). Безматерных Л. Э. были установлены наиболее информативные физиологические показатели, величина которых наиболее отчетливо реагирует на утрату здоровья при развитии заболевания: артериальное давление, частота сердечных сокращений в покое и при дозированной физической нагрузке, интегративный показатель эффективности обеспечения организма кислородом, максимальное потребление кислорода, индекс напряжения, индекс Кетле, уровень физической, психической и социальной удовлетворенности. Исследования, проведенные Л. Э. Безматерных на здоровых и больных индивидуумах, позволили построить интегративный индекс утраты здоровья на основе линейной дискриминационной модели Фишера [3].

И. Б. Ушаков и О. В. Сорокин вводят термин адаптационный потенциал человека, который определяется как «…количественное выражение уровня функционального состояния организма и его систем, характеризующее его способность адекватно и надежно реагировать на комплекс неблагоприятных факторов при экономной трате функциональных резервов, что позволяет предотвратить развитие преморбидного состояния» [6]. Хотя определение адаптационного потенциала, данное в этой работе, довольно точно отражает суть оценки адаптационных возможностей и донозологической диагностики, АП организма определяется по изменению состава крови (т.е. изменению формулы крови). Метод является инвазивным и требует дорогостоящей аппаратуры.

Наиболее разработанными методологиями оценки адаптационных возможностей организма являются теоретические и практические базы многолетних исследований, проводившихся проф. Г. Л. Апанасенко на кафедре спортивной медицины и санологии (медицинской валеологии) Киевской медицинской академии последипломного образования им. П. Л. Шупика [2] и проф. Р. М. Баевским в Институте медико-биологических проблем Российской академии наук [1]. Необходимо отметить, что Г. Л. Апанасенко использует педагогический подход в оценке адаптационных возможностей (оценивается результат деятельности), а Р. М. Баевский больше ориентируется на биомедицинский подход (оценивается «стоимость деятельности»). Рассматривая более подробно методику Р. М. Баевского, отметим, что для оценки адаптационных возможностей и уровня здоровья используется следующая классификация функциональных состояний организма:

1. Состояния физиологической нормы.

2. Донозологические состояния.

3. Преморбидные состояния.

4. Срыв (полом) механизмов адаптации.

Представленная классификация получила довольно широкое распространение, и на ее основе создана система оценки здоровья типа «Светофор». Здесь зеленый, желтый и красный свет отражает соответственно состояния нормы (З), пограничных состояний (Ж) и патологии (К). В зоне пограничных состояний выделяются донозологические (Ж1) и преморбидные (Ж2) состояния. Переход от нормы к патологии условно отображается движением вниз по «лестнице состояний», где каждая из 10 ступеней соответствует определенному уровню здоровья (рис. 1). При этом напряжение регуляторных систем растет вплоть до их перенапряжения и истощения.

Методика, предложенная Р. М. Баевским и соавт. Базируется на оценке показателей вариабельности сердечного ритма. В медицине и физиологии анализ вариабельности сердечного ритма широко применяется при оценке функционального состояния организма [1], которое осуществляется на основе интегрального подхода к системе кровообращения как к индикатору адаптационной деятельности организма.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Система индивидуальной оценки уровня здоровья типа «Светофор» [1].

Возможностям вариабельности сердечного ритма в оценке адаптационных способностей организма посвящена обширная литература [1, 4]. В целом исследователями признается, что качественный анализ регуляции работы сердечно-сосудистой системы является ведущим в общей оценке адаптационного потенциала человека.

В монографии Агаджаняна Н. А., Баевского Р. М., Берсеневой А. П. [1] подчеркивается, что функциональное состояние организма рассматривается как положение точки в пространстве состояний, определяемой тремя координатами: уровнем функционирования (УФ), степенью напряжения (СН) и функциональным резервом (ФР) организма. Количественная оценка уровня здоровья или текущего функционального состояния организма (можно сказать адаптационного потенциала) может быть осуществлена путем определения конкретных значений УФ, СН и ФР организма.

Таким образом, поставив вопрос о возможности количественной оценки функционального состояния организма с учетом трех перечисленных выше компонентов, авторы не пошли дальше теоретических рассуждений и специальных исследований по оценке этих компонентов в отдельности, так и не приведя окончательного решения по интегральному показателю функционального состояния. В связи со сказанным определенный интерес представляют данные А. Р. Галеева [4]. Диагностика адаптационных возможностей по А. Р. Галееву полностью основана на анализе различных сторон вариабельности сердечного ритма с учетом УФ, СН и ФР сердечно-сосудистой системы (аппаратно-программный комплекс CardioExpert). Но, хотя сердечно-сосудистая система является индикатором адаптационных реакций организма, на наш взгляд необходимо учитывать и такие важные интегральные показатели, как рост, вес, возраст организма.

Помимо перечисленных выше методик, необходимо отметить также автоматизированную интегральную систему «Мониторинг здоровья», предложенную Московченко О. Н. Автором разработан алгоритм и создана автоматизированная интегральная система «Мониторинг здоровья» на принципиально новой технологии совместного применения технологий информационных, экспертных систем и аппаратно-программного комплекса для оценки функционального состояния систем организма. Комплекс объединяет восемь самостоятельных систем, каждая из которых имеет свою базу данных и интегрирована в централизованную систему управления базами данных с помощью локальной сети для получения комплексной оценки об уровне донозологического адаптивного состояния индивида (термин, предложенный Московченко О. Н) [5].

На основе методов анализа вариабельности сердечного ритма и оценки уровня соматического здоровья по Г. Л. Апанасенко разработаны различные аппаратно-программные комплексы (АПК) для оценки адаптационных возможностей, которые имеют в своем составе различный набор тестов для оценки физического, психофизиологического и психического компонентов здоровья. Например, в Таврическом национальном университете им. В. И. Вернадского для оценки функционального состояния организма человека и его адаптационных возможностей используется аппаратно-программный комплекс «Омега-М», разработанный НПФ «Динамика, Санкт-Петербург» (http://www.dyn.ru). В целом для оценки функционального состояния человека с помощью аппаратного комплекса «Омега-М» возможно использование следующих методов: методы временного анализа вариабельности ритма сердца (статистические и геометрические)? нелинейные методы анализа вариабельности ритма сердца (анализ корреляционной ритмографии? автокорреляционный анализ)? вариационной пульсометрии по Р. М. Баевскому? анализ волновой структуры сердечного ритма (спектральный анализ)? нейродинамический и фрактальный анализы? картирование биоритмов мозга. здоровье медицина физиология

На кафедре нормальной физиологии Российского университета дружбы народов (г. Москва), кафедре фундаментальной медицины МГУ (г. Москва), кафедре валеологии Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина (г. Харьков) и других учебных и лечебных учреждениях успешно прошел апробацию и активно используется АПК «Интегральный показатель здоровья» (Valeotest^TM), созданный центром медицинской профилактики "Истоки здоровья" (http://www.breath.ru/v.asp?articleid=397). Этот АПК включен в каталог Российского научного центра восстановительной медицины и курортологии Министерства здравоохранения Российской федерации "Диагностические и оздоровительные технологии восстановительной медицины". АПК "Интегральный показатель здоровья" предназначен для неинвазивной экспресс-диагностики основных систем организма (сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной системы и психо-эмоциональной сферы). Диагностика резервов здоровья проводится с использованием тестов вариационной пульсометрии, простой зрительно-моторной реакции, Люшера, Спилбергера, САН и нагрузочного тестирования (проба Мартине, методика Г. Л. Апанасенко, тест PWC₁₇₀). Новейшие нормативные данные позволяют проводить тестирование для разных половозрастных групп, включая детей с 6-летнего возраста. По совокупности результатов тестирования, с учетом антропометрических данных, факторов окружающей среды, образа жизни и анамнеза выявляется слабое звено и строится интегральный показатель здоровья, который является показателем состояния здоровья до и после проведения восстановительных воздействий.

Таким образом, состояние современной науки и практики в сфере диагностики уровня здоровья человека позволяет использовать научно обоснованные современные диагностические аппаратно-программные комплексы в практике специалистов в области фитнеса и физического воспитания различных категорий населения.

Список литературы

1. Агаджанян Н. А. Проблемы адаптации и учение о здоровье / Н. А. Агаджанян, Р. М. Баевский, А. П. Берсеньева. - М.: Изд-во РУДН, 2006. - 284 с.

2. Апанасенко Г. Л. Санология. Основы управления здоровьем / Г. Л. Апанасенко, Л. А. Попова, А. В. Магльований. - LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 404 с.

3. Безматерных Л. Э. Информативность методов количественной оценки индивидуального здоровья : автореф. дис. на соиск. науч. степени канд. мед. наук : спец. 14.00.17 “Нормальная физиология” / Л. Э. Безматерных. - Барнаул, 1997. - 18 с.

4. Галеев А. Р. Использование показателей сердечного ритма для оценки функционального состояния школьников с учетом их возрастных особенностей и уровня двигательной активности : автореф. дис. на соиск. науч. степени канд. биол. наук : спец. 03.00.13 “Физиология человека и животных” / А. Р. Галлеев. - Новосибирск, 1999. - 24 с.

5. Московченко О. Н. Комплексное исследование и коррекция адаптивных возможностей, здоровья индивида с помощью автоматизированной интегральной системы : автореф. дис. на соиск. науч. степени доктора биол. наук : спец. 03.00.13 “Физиология человека и животных” / О. Н. Московченко. - Ростов-на-Дону, 2003 - 36 с.

6. Ушаков И. Б. Адаптационный потенциал человека / И. Б. Ушаков, О. Г. Сорокин // Вестник РАМН. - 2004. - №3. - С. 8-13.

7. Howley Edward T. Fitness Professional's Handbook / Edward T. Howley, B. Don Franks. - United States: Human Kinetics, 2007. - 568 p.

Размещено на Allbest.ru