Автореферат и диссертация по медицине (14.03.08) на тему:Новые методы функциональной диагностики для оценки состояния сердечно-сосудистой системы в условиях "сухой" иммерсии

На правах рукописи

СУН ИЛСЕ

НОВЫЕ МЕТОДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ «СУХОЙ» ИММЕРСИИ

14.03.08 - авиационная, космическая и морская медицина 14.01.05 — кардиология

11 НОЯ 2015

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2015

005564515

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Государственном научном центре Российской Федерации институте медико-биологических проблем Российской академии наук.

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Воронков Юрий Иванович

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное военное

образовательное учреждение ВПО «Военно - медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны РФ.

Защита диссертации состоится « 25 » ноября 2015 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 002 111. 01 в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Государственном научном центре Российской Федерации Институте медико - биологических проблем Российской академии наук по адресу 123007 Москва Хорошевское шоссе д.76 а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ-ИМБП РАН Автореферат разослан« 23 » октября 2015 г.

доктор медицинских наук, профессор заслуженный деятель науки Российской федерации Ардашев Вячеслав Николаевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

ведущий терапевт Главного клинического военного госпиталя имени академика H.H. Бурденко Потехнн Николай Павлович

доктор медицинских наук, профессор профессор кафедры факультетской терапии №1 (МГМУ), научный руководитель отделения кардиологии Факультетской терапевтической клиники имени В.Н. Виноградова Недоступ Александр Викторович

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор биологических наук,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основное отличие космической медицины от земной заключается в том, что в центре ее внимания стоит здоровый человек, и ее главной задачей является не распознавание болезней и их лечение, а оценка уровня здоровья и разработка мероприятий по его укреплению и сохранению. Прогресс в области космонавтики стимулировал развитие многих наук, в том числе космической биологии и медицины. В настоящее время успехи пилотируемой космонавтики возможны, благодаря интенсивному развитию космической медицины, которая на основе использования новейших достижений науки и техники создала свои собственные оригинальные теоретические и практические разработки [А.И. Григорьев, P.M. Баевский, 2007].

Несмотря на успехи, достигнутые в области профилактики неблагоприятных реакций организма человека под воздействием факторов космического полета, в практике медицинского обеспечения космического полета имеют место случаи развития заболеваний или функциональных нарушений со стороны различных органов и систем [А.И. Григорьев и др., 2001; И.Б. Ушаков и др., 2013; Ю.И. Воронков, 2013].

Наиболее часто у космонавтов выявляются изменения со стороны сердечно-сосудистой, костно-мышечной, нейро-эндокринной и других систем [О.Г. Газенко и др., 1990; В.В. Богомолов, 2014]. Большинство космонавтов отмечают наличие болевого синдрома в спине на различных этапах космического полета [J.R. Styf et al., 2001; W.E. Thornton et al., 1977]. Приблизительно от 68 до 80% космонавтов отмечают различного рода проявления болевого синдрома в поясничном отделе позвоночника. Длительность его может варьировать от нескольких часов и суток, а иногда в течение всего полета. Выраженность и длительность болевого синдрома значительно снижают работоспособность и качество жизни экипажа на орбите [P C. Wing et al., 1991]. В условиях космического полета в структуре позвоночника происходят изменения, которые сводятся к его удлинению за счет увеличения объема межпозвонковых дисков и изменению физиологического кифоза и лордоза. При этом рост человека увеличивается на 4-6 см [A.R. Hargens, J.V. Sayson, 2008; J.R. Styf, P. Kalebo, 1994].

В связи с этим возникает объективная необходимость разработки методов и средств раннего выявления доклинических форм заболеваний органов сердечно-сосудистой системы (ССС) и изменений позвоночника у космонавтов, прежде всего на этапе подготовки к космическому полету [Ю.И. Воронков и др., 1994].

В настоящее время наилучшей моделью невесомости является «сухая» иммерсия. Она, как один из методов моделирования эффектов невесомости, давно используется для изучения различных аспектов космической медицины, включая испытания новых средств профилактики неблагоприятного действия факторов космического полета и исследование ряда фундаментальных проблем гравитационной физиологии [И.Б. Козловская, 2008; Е.Б. Шульженко, И.Ф. Виль-Вильямс, 1976]. Значительное внимание при этом уделяется изучению функции ССС, играющей ведущую роль в обеспечении адаптации организма к новым, необычным условиям.

Использование анализа вариабельности сердечного ритма в сочетании с дисперсионным картированием электрокардиограммы (ЭКГ) в условиях «сухой» иммерсии успешно разработаны и использованы в исследованиях P.M. Баевского (1980-2015г.), А.К. Ешмановой (2009г.), в которых выявлена связь гиподинамии с изменением функционирования ССС. Однако, сопоставление этих сдвигов в условиях микрогравитации с изменениями в позвоночнике не проводилось. Этому нерешенному вопросу космической медицины посвящено настоящее исследование. Кроме того, в нашей работе проводится обсуждение эффективности применения новых методов функциональной диагностики для экспертной оценки состояния органов ССС в условиях «сухой» иммерсии.

Цель работы. Исследовать клиническое состояние и функционирование сердечнососудистой системы в условиях «сухой» иммерсии с использованием вариабельности сердечного ритма, дисперсионного картирования ЭКГ и связь их с оценкой выраженности болевого синдрома в спине, высотой межпозвонковых дисков у здоровых испытателей-добровольцев и больных с заболеваниями позвоночника.

Задачи исследования.

1. Изучить взаимосвязь регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы и состояния позвоночника в условиях моделирования невесомости.

2. Исследовать в условиях «сухой» иммерсии диагностическую значимость, информативность и прогностическую надежность современных методов диагностики (вариабельность сердечного ритма, дисперсионное картирование ЭКГ) в оценке состояния ССС.

3. Исследовать в практике космической медицины оценку болевого синдрома в спине с применением цифровой рейтинговой шкалы и ее связь с регуляторными механизмами ССС.

4. Исследовать высоту межпозвонковых дисков и межпозвонковых углов при рентгенографическом обследовании и их влияние на регуляторные механизмы ССС.

5. Проанализировать клиническую значимость интегральных показателей активности регуляторных систем (ПАРС) и интегральный индикатор изменений электрических характеристик ионных каналов кардиомиоцитов «миокард» в комплексной оценке состояния органов ССС.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование состояния ССС с использованием современных электрокардиографических методов - вариабельность сердечного ритма, дисперсионное картирование ЭКГ и рентгенографического измерения характеристик поясничного отдела позвоночника в условиях моделирования эффектов микрогравитации. Проведена оценка их связи с болевым синдромом. Выявлены фазные изменения регуляторных механизмов ССС и их связь с выраженностью болевого синдрома в спине и высотой межпозвонковых дисков.

Практическая значимость. В эксперименте «сухая» иммерсия выполнена оценка динамики изменений органов ССС у испытателей-добровольцев, выраженности и переносимости болей в спине, что может служить поводом для более тщательного исследования состояния здоровья

кандидата и критической оценки определения годности к космическому полету. Закономерность экспериментального этапа исследования имеет подтверждение в клинике остеохондроза позвоночника у больных людей.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Исследование вариабельности сердечного ритма, дисперсионного картирования ЭКГ, измерения высоты межпозвонковых дисков и оценки болевого синдрома в спине в условиях «сухой» иммерсии позволяет оценить особенности регуляции сердечно-сосудистой системы на различных этапах эксперимента и выявить лиц с предрасположенностью к возникновению выраженного болевого синдрома в позвоночнике.

2. В условиях трехсуточной и пятисуточной иммерсии, у здоровых людей выявлены фазные изменения вариабельности сердечного ритма, выражающиеся в снижении показателей, характеризующих тонус симпатической нервной системы (51, ЧСС), увеличение парасимпатических влияний (ГШ88Э, ЗИМЫ) в первые двое суток сухой иммерсии, которые связаны с максимальной выраженностью болевого синдрома и высотой межпозвонковых дисков. В последующем происходит увеличение симпатической регуляции ритма сердца.

3. С использованием регрессионного анализа оценена связь изменений позвоночника с выраженностью болевого синдрома и состоянием регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы у испытателей в условиях «сухой» иммерсии. Выявленное снижение симпатической активности регуляторных механизмов является одним из звеньев патогенеза боли в спине. У больных с распространенным остеохондрозом позвоночника после купирования болевого синдрома радиочастотной денервацией межпозвонковых дисков отмечается увеличения симпатической и снижение парасимпатической активности регуляторных механизмов.

Апробация диссертации. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 12-й конференции молодых ученых, специалистов и студентов ГНЦ РФ - ИМБП РАН (г. Москва, 2013 г.), 85-й ежегодной научной конференции Аэрокосмической медицинской ассоциации (АвМА, г. Сан Диего, США, 2014г.).

Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого Совета ГНЦ РФ-ИМБП РАН 25 июня 2015 г (протокол № 2).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 1 работа в зарубежной печати, 4 - в отечественных рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, иллюстрирована 12 таблицами и 28 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований: экспериментального и клинического этапов, обсуждения полученных результатов, выводов и практических рекомендаций.

МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач были выполнены несколько серий экспериментов, включающих 3- и 5-суточную «сухую» иммерсию по методике, разработанной на базе ГНЦ РФ-ИМБП РАН (с участием 19 здоровых мужчин-добровольцев) (табл.1). В 5-суточной иммерсии использовали в качестве профилактического средства костюм с осевой нагрузкой «Пингвин». Научный руководитель экспериментов с иммерсией - д.м.н., проф., чл-корр РАН И.Б. Козловская. Все обследуемые были допущены врачебно-экспертной комиссией к проведению испытаний. Предварительно процедуры и методики исследований были рассмотрены Комиссией по биомедицинской этике, а от обследуемых, принимавших участие в исследовании, получено письменное информированное согласие.

Таблица 1

Контингент обследуемых__

Номер серии Серия исследования Количество лиц, п Средний возраст

общее муж. жен.

1 3-суточная «сухая» иммерсия 13 13 0 22±2,2 (19,0-26,0)

2 5-суточная «сухая» иммерсия + «Пингвин» 6 6 0 21±3,5 (18,0-27,0)

3 Радиочастотная денервация межпозвонковых суставов Больные с болевым синдромом в спине распространенным остеохондрозом перенесшие операцию РЧД 13 4 9 51±16,0 (25,0-79,0)

Группа сравнения без болевого синдрома 14 6 8 49±14,7 (27,0-74,0)

4 Эхо-КГ Практически здоровые лица(молодого возраста) 18 13 5 29±6,1 (20,0-40,0)

Всего: 64 42 22 -

В эксперименте 3-суточной «сухой» иммерсии принимали участие 13 мужчин в возрасте от 19 до 26 лет. Исследования проводились до начала воздействия, на 2-е сутки, 3-е сутки воздействия и после его окончания (первая серия исследования).

По программе 5-суточной «сухой» иммерсии обследовано 6 человек. Их возраст совпадал с обследуемыми 3-х суточной иммерсии (средний возраст 21±3,5). Исследование проводили до эксперимента, на 2-е, 3-е, 5-е сутки, после окончания эксперимента (вторая серия исследования).

Следующие две серии исследований, которые выполнялись в Центральной клинической больнице российской академии наук (ЦКБ РАН) (г. Москва), имели своей целью сопоставление экспериментальных и клинических данных. Изучалось влияние боли в спине на работу сердца при лечении методом радиочастотной денервации (РЧД) межпозвонковых суставов. Обследование проводилось в отделении вертебрологии ЦКБ РАН у 27 пациентов с распространенным

остеохондрозом шейного или поясничного отдела позвоночника. Лечение проводил заведующий отделением, д.м.н., проф. С.К. Макиров. Средняя продолжительность заболевания - около 5 лет. В данном исследовании мы оценивали эффективность лечения методом РЧД у 13 пациентов (4 мужчин и 9 женщин) в возрасте от 21 до 69 лет (средний возраст - 51,1 года). При определении показаний к проведению РЧД учитывались данные методов нейро-визуализации (рентгенографии, магнитно-резонансной томографии, компьютерной томографии), а также результаты диагностической блокады межпозвонковых суставов в области пораженного сегмента, включая смежные — выше- и нижележащие межпозвонковые суставы. Регресс боли после проведения блокады служил индикатором целесообразности проведения РЧД. Клинические показатели больных до лечения сравнивались с данными контрольной группы. В эту группу входило 14 чел (6 мужчин и 8 женщин) в возрасте от 27 до 74 лет. Все обследуемые контрольной группы не имели каких-либо заболеваний органов сердечно-сосудистой системы и позвоночника.

В исследование сократительной функции мышцы сердца (четвертая серия исследования), вместе с группой больных третьей серии были дополнительно включены 18 практически здоровых лиц молодого возраста, работавших в организованном коллективе - проектное бюро (13 мужчин и 5 женщин) в возрасте от 22 до 37 лет (средний возраст - 29 лет). Вместе с обследуемыми третьей группы 27 человек, четвертая группа составила 45 человек (23 мужчин и 22 женщин).

Методы исследования

Методы исследования, использованные в диссертации, представлены в таблице 2. Основный методический подход в нашей работе - использование «сухой» иммерсии как методика моделирующая условия невесомости, так и диагностического теста для оценки функциональных показателей сердечно-сосудистой системы испытателей.

Таблица 2

Методы исследования

Метод Значение

Сухая иммерсия Наземное моделирование невесомости

Клиническая оценка состояния ССС (Опрос пациента, ЧСС, АД, ЭКГ в покое) Оценка общего состояния обследуемого

Вариабельность сердечного ритма Оценка регуляции сердечного ритма

Дисперсионное картирование ЭКГ Исследование функционального состояния миокарда

Эхо-КГ Исследование сократительной функции миокарда

Цифровая рейтинговая шкала (ЦРШ) Оценка болевого синдрома

Рентгенографическое исследование поясничного отдела позвоночника Измерение высоты межпозвонкового диска и его угла

Математические методы Определение статистической достоверности различии

Корреляционный анализ Выявление степени взаимосвязи двух переменных

Регрессионный анализ Построение решающих правил диагностики

«Сухая» иммерсия. В качестве экспериментальной модели для имитации физиологических эффектов микрогравитации использовали модель «сухой» иммерсии, по условиям которой испытатели погружаются в воду (температура воды поддерживается постоянной в пределах 33-34 °С и является комфортной для испытателей). Длительность иммерсии составила 3-е суток (72 ч) и 5-ть суток (120 ч) (рис. 1).

Рис. 1. «Сухая» иммерсия по методике И.Б. Козловской, А.И. Григорьева

Анализ вариабельности сердечного ритма и дисперсионное картирование ЭКГ. Для

анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) и дисперсионного картирования электрокардиограммы использовался аппаратно-программный комплекс «Кардиовизор-Обс». Исследование проводилось до начала эксперимента за 7 дней и на 2, 3-е сутки иммерсии и на 1-е сутки после окончания воздействия в стандартных условиях. Для оценки ВСР использовались 5-минугные записи Я-Я интервалов синусового ритма.

При временном анализе ВСР применялись стандартное отклонение всех NN интервалов от средней длительности (50№Л), pNN50, стресс индекс (51) и квадратный корень среднего значения квадратов разностей длительностей последовательных Ы-Ы интервалов (КМБВО). При спектральном анализе ВСР оценивали Суммарную мощность спектра (ТР, тс2), низкочастотную (и: диапазон 0,04-0,15 Гц) и высокочастотную (НР: диапазон 0,15-0,40 Гц) мощности спектра, а также их соотношение (ЬГ/НР). Для анализа использовались только кардиосигналы синусового происхождения, экстрасистолы интерполировались, артефакты удалялись.

В течение 30 секунд регистрировали ЭКГ-сигнал 3 стандартных отведений от конечностей для дисперсионного картирования (ДК) ЭКГ. Метод основан на информационно-топологической модели микроколебаний ЭКГ (амплитуда которых составляет всего 3-5% от амплитуды зубца Я) и позволяет оценить характер и степень нарушений электрофизиологических свойств миокарда, которые не выявляются на обычной ЭКГ. При анализе ДК ЭКГ применялись интегральный индикатор изменений электрических характеристик ионных каналов кардиомиоцитов «миокард» и индикатор изменений пульса «ритм», которые изменяются в диапазоне от 0 до 100 %, как показатели величины отклонения от нормы.

Анализ эхокардиографии. Для оценки сократительной функции миокарда выполнена эхокардиография (ЭхоКГ) прибором Aloka SSD-1000, анализировались следующие показатели: конечный диастолический объем (КДО) левого желудочка (ЛЖ), конечный систолический объем левого желудочка (КСО) ЛЖ, фракция выброса (ФВ) ЛЖ размер левого предсердия (ЛП).

Оценка болевого синдрома. Испытателей подробно расспрашивали о расположении боли и её интенсивности по методу цифровой рейтинговой шкалы (ЦРШ, numerical rating scale—NRS). ЦРШ предназначена для определения интенсивности боли и состоящая из 11 баллов: от 0 — боль отсутствует, до 10 — боль, которую невозможно терпеть. Испытателям было разрешено принимать анальгетические средства, которые находились в аптечке и выдавались по их просьбе медицинским персоналом.

Рентгенографическое исследование. Для рентгенографического исследования поясничного отдела позвоночника использовали прибор «МобиРен-4МТ» (МТЛ, Россия), который размещали в специально приспособленном кабинете рентгенографии. Для выполнения процедуры рентгенографии испытателей на каталке доставляли к месту ее проведения. Исследования проводили за 7 суток до начала эксперимента (фон), на 2-е, 3-е сутки иммерсии (СИ2, СИЗ) и на 1-е сутки после окончания воздействия (Р+1). Рентгенография проводилась три раза в течение 30 мин при нахождении испытателя в горизонтальном положении. Доза облучения не превышалась 0,09 мЗв.

Статистический анализ проводили с помощью программы PASW (SPSS) Statistics 18 для Windows 7. Оценку статистической значимости различий между группами проводили с помощью Mann-Whitney test; оценка между последовательными значениями - с помощью Wilcoxon signed rank test. Статистическая значимость устанавливалась при р<0,05.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ II ИХ ОБСУЖДЕНИЕ А. Эксперимент с 3-х суточной «сухой» иммерсией Трехсуточная «сухая» иммерсия по методике, описанной во второй главе, была выполнена с участием 13 испытателей-добровольцев. Перечень исследований при эксперименте составили: регистрация показателей ВСР, дисперсионного картирования ЭКГ, измерения ЧСС, АД. Болевой синдром оценивался по методу ЦРШ. Впервые в условиях «сухой» иммерсии выполнены рентгенографические исследования высоты межпозвонкового диска поясничного отдела позвоночника.

Исследование вариабельности сердечного ритма. Во время эксперимента «сухой» иммерсии происходит существенная перестройка системы вегетативной регуляции кровообращения, о чем свидетельствуют изменения статистических и спектральных показателей ВСР (табл. 3).

Таблица 3

Изменение ВСР при воздействии 3-суточной «сухой» иммерсии (ш±б)

Показатель Период эксперимента

До начала эксперимента 2-е сутки 3-е сутки После окончания эксперимента

ПАРС(1Я8А) 4,08±1,89 3,85±1,41 3,77±1,79 3,62±1,80

ЧСС, уд/мин 67,75±7,59 61,16±8,31 66,12±12,08 69,64± 10,97*

рЫЫ50, % 23,22±17,29 35,34±20,24 23,62±22,20# 18,74±21,36"

ИМББО, мс 46,95±20,00 57,90±24,80* 46,05±25,77" 42,84±26,07

Ср. Отклон. ШЦБОШ), мс 55,88±23,85 61,55±13,88* 56,39±20,80 51,60±16,98

Стресс индекс (51), усл. ед. 88,97±56,93 49,62±28,17* 76,52±54,89*# 94,55±75,01

Мощность спектра ТР, мс2 2553,23±2048,67 3399,65±1309,02* 3069,63±2981,27 2412,64±1408,47

Мощность НР, % 38,68± 14,92 41,72±12,74 43,3 5± 18,16 40,80±17,22

Мощность ЬР, % 41,16±14,13 37,51±10,76* 35,85±9,29 43,18±14,38

Мощность % 20,15±13,95 20,78±11,53 20,78± 11,21 16,02±6,58

1^Р/НР 1,35±1,04 1,00±0,46 1,16±0,99 1,35±0,91

* - р<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем;" - р<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с уровнем на 2-е сутки

Нами выявлены достоверные различия активности различных звеньев вегетативной регуляции в ходе эксперимента. На вторые сутки эксперимента наблюдается достоверное увеличение активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Увеличение ЯШЭО с 46,95±20,00 мс до 57,90±24,80 мс, ЭБШ с 55,88±23,85 мс до 61,55±13,88 мс. Выявлено достоверное снижение активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, оцениваемое стресс индексом (81) с 88,97±56,93 усл. ед. до 49,62±28,17 усл. ед.

С третьих суток имела место тенденции к смещению вегетативного баланса в сторону повышения симпатической активности - увеличение стресс индекс (Б1) с 49,62±28,17 усл. ед. до 76,52±54,89 усл. ед. и снижение парасимпатической активности вегетативной нервной системы -ЯМЗБО до 46,05±25,77 мс, БОШ до 56,39±20,80 мс.

По данным спектрального анализа во вторые и третьи сутки отмечаются более высокое значение мощности НИ, % и низкое значение ЬР, % на фоне достоверного повышения суммарного уровня активности регуляторных систем (ТР, тс2). Эти данные подтверждают тенденцию повышения активности парасимпатического звена на вторые сутки эксперимента с последующим смещением их в сторону преобладания симпатической активности (1Л7НР).

Полученные результаты: снижение симпатической активности на вторые сутки исследования и повышение парасимпатических звеньев регуляции указывают, возможно, на эффекты, вызванные гиподинамией или перераспределением жидких сред организма.

Исследование дисперсионного картирования ЭКГ Оценка дисперсионного картирования ЭКГ и динамики показателей «миокард» и «ритм», характеризующих показатель величины отклонения от нормы интегральных показателей работы сердца, показала некоторое увеличение их абсолютной величины, не имевших достоверных различий (табл. 4).

Таблица 4

Изменение дисперсионного картирования ЭКГ по ходу эксперимента

3-суточной «сухой» иммерсии (ш±6)_

Показатель Период эксперимента

До начала эксперимента 2-е сутки 3-е сутки После окончания эксперимента

Миокард. % 12.85±3,26 13,35±2,46 13,55±2,18 13,93±1,69

Ритм,% 22,92±9,99 26,24±22,23 21,70±9,11 25,75± 12,27

Как известно дисперсионное картирование и интегральные показатели «миокард» отражают метаболизм сердечной мышцы. Полученные результаты указывают на тенденцию ухудшения состояние миокарда в ходе эксперимента.

Исследование некоторых параметров гемодинамики. При оценке полученных данных оказалось, что показатели систолического и диастолического давления (САД и ДАД) были относительно стабильными. Характерным было постепенное снижение САД на протяжении исследования и увеличение после воздействия иммерсии. Наблюдалось снижение ЧСС на 2-е сутки с 67,75±7,59 уд/мин до 61,16±8,31 уд/мин и восстановление ЧСС до исходного уровня к концу эксперимента (рис. 2).

140 120 100 80 60

-САД, мм рт. ст.

- ДАД, мм рт. ст.

Ф- -«—

122.08 122.23 120.46 118.77 123.62

ел 77 7П 71.85 71.92

1Г «---К

*-X--м

до СИ 1-е 2-е 3-е после сутки сутки сутки СИ

Рис. 2. Динамика САД, ДАД и ЧСС в эксперименте с воздействием 3-суточной «сухой» иммерсии

Оценка болевого синдрома в поясничном отделе позвоночника. До иммерсии, в дни, когда было выполнено базовое обследование, ни у одного из испытателей-добровольцев не было отмечено каких-либо жалоб в том числе, на боли в поясничном отделе позвоночника. В ходе эксперимента у всех обследуемых она появилась. Полученные результаты оценки болевого синдрома по методу ЦРШ свидетельствуют о том, что у всех субъектов она, как правило, возникала на первые сутки воздействия и постепенно уменьшалась (рис. 3).

10 8 6 4 2 0

Выраженность болевого синдрома в спине была наибольшей у 5 чел, которые принимали ненаркотические анальгетики. На рисунке 3 видно, что в первые сутки составили 6,36±1,75 баллов, на вторые - 5,55±2,30 баллов и к концу исследования - 3,91±1,97 баллов. Сразу после окончания эксперимента боль прекратилась у всех испытателей.

Рентгенографическое_исследование_поясничного_отдела_позвоночннка

Рентгенографическое исследование поясничного отдела позвоночника выполнено у всех испытателей, оценка результатов исследования проводилась по методике разработанной нами. Оценивались передняя высота межпозвонковых дисков (МПД), задняя высота МПД и средняя высота МПД, кроме того рассчитывался межпозвонковый угол. Данные морфологические изменения при воздействии микрогравитации по эксперименту 3-суточной «сухой» иммерсии представлены в таблице 5.

А Среднее □ Среднее±Ст.откл. I Мин.-Макс.

До 1-е сутки 2-е сутки 3-е сутки после

* - р<0,05 (статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем)

Рис. 3. Динамика степени болевого синдрома при воздействии 3-суточной «сухой» иммерсии по методу ЦРШ

Таблица 5

Морфология поясничного отдела позвоночника

при 3-суточнои сухой иммерсии (т±5)_

Показатель Этап исследования Уровень позвоночника

Ы/2 Ь2/3 ЬЗ/4 1.4/5 Сумма

Передняя высота МПД, мм До эксперимента 9,04 ± 0,96 9,87 ± 2,04 11,76 ±2,17 12,91 ±2,79 43,58 ± 6,62

2-е сутки 10,29 ± 1,60* 11,97 ± 1,62* 13,31 ± 1,66* 13,88 ± 1,83 49,44 ± 5,57*

3-е сутки 10,45 ± 1,56* 12,20 ± 1,67* 13,29 ±2,31* 13,92 ±2,75* 49,85 ±6,86*

После эксперимента 9,07± 0,87 10,69± 1,87 11,46± 2,40 13,33± 2,27 44,54 ± 6,20

Задняя высота МПД, мм До эксперимента 6,16± 1,08 7,06± 1,44 6,98± 0,95 6,41± 1,10 26,61 ±3,65

2-е сутки 7,79± 1,51* 9,05± 1,36* 9,08± 1,45* 8,88± 1,30* 34,80 ±4,67*

3-е сутки 7,61± 1,02* 8,71± 1,51* 9,62± 1,69* 9,09± 1,54* 35,03 ±4,72*

После эксперимента 6,81± 1,49 7,39± 0,93 7,61± 0,90 6,82± 0,91 28,62 ± 3,32

Средняя высота МПД, мм До эксперимента 7,60± 0,85 8,46± 1,56 9,37± 1,33 9,66± 1,64 35,09 ± 4,44

2-е сутки 9,04± 1,45* 10,51± 1,38* 11,19± 1,45* 11,38± 1,35* 42,12 ±4,74*

3-е сутки 9,03± 1,04* 10,45 ± 1,28* 11,45 ± 1,81* 11,51± 1,83* 42,44 ± 5,04*

После эксперимента 7,94± 1,02 9,04± 1,25 9,5 3± 1,43 10,07± 1,12 36,58 ±3,93

Межпозвонковый угол, ° До эксперимента 3,50± 1,00 3,40± 1,60 6,50± 1,70 11,20± 3,60 24,70± 5,60

2-е сутки 2,90± 1,80* 3,80± 2,60 6,70± 1,60 7,80±2,50* 19,60± 6,40*

3-е сутки 3,80± 2,70 4,40± 1,90 5,40 ± 0,90* 8,50 ±2,40* 20,80 ± 6,20*

После эксперимента 2,70 ± 1,00 4,50 ± 0,90 5,90 ± 1,00 11,20 ±3,50 24,20 ±5,10

* - р<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем

Высота МИД изменялась как между позвонками на уровнях, а также между передней и задней размерами. Полученные результаты представлены на рисунке 4, где использовано процентное соотношение изменения высоты МПД и межпозвонкового угла при исходном состоянии. В течение иммерсии средняя высота МПД увеличилась на 19,94% (СИ2), 20,80% (СИЗ), а после воздействии возвращалась с увеличением на 4,27% (Р+1). В отличие от этого, межпозвонковый угол изменялся в сторону кифоза. Во время иммерсии сумма углов каждого МПД уменьшалась на 20,65% (СИ2), 15,79% (СИЗ) и возвращалась после воздействии с уменьшением на 2,02% (Р+1). Изменение наступало быстро с началом иммерсии и сохранялось во время воздействия.

-средняя высота МПД

-межпозвонковыи угол

19.94 20.80

о.оа 4.27

0.0» до 2-е сутки 3-е сутки после 1-2.02

-15.79

20.65

Рис. 4. Процентное изменение высоты и угла МПД

Таким образом, результатом исследования с 3-суточной иммерсией являются выявленные фазные изменения ВСР, возникновение различной интенсивности болевого синдрома, морфологические изменения позвоночника (рис. 5). Для исследования взаимной связи полученных данных использован корреляционный анализ.

средняя высота диска, шш

-ЯМБЗО, мс —♦— Стресс индекф!)

-болевой синдром, балл

* - р<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем

Рис. 5. Комплексные изменения: ВСР, высота МПД и болевой синдром в спине при эксперименте с 3-суточной «сухой» иммерсией

Анализ корреляционных связей В исходном состоянии высота межпозвонковых дисков колебалась от 31,66 мм до 44,13 мм, а в ходе исследования она увеличивалась от 37,40 мм до 49,62 мм. Болевой синдром был отмечен у всех испытателей, а его выраженность колебалась от 4 до 9 баллов.

боль [(^95 ди

Рис. 6. Зависимость выраженности болевого синдрома от высоты межпозвонкового диска поясничного отдела позвоночника

В условиях эксперимента «сухой» иммерсии была исследована зависимость между изменением высоты диска и степенью выраженности болевого синдрома (рис. 6). Достоверная корреляционная связь указывает на зависимость возникновения болевого синдрома от изменения высоты межпозвонковых дисков. Следует отметить, что болевой синдром более выражен в первые сутки, а высота межпозвонковых дисков нарастает к окончанию эксперимента. Получена достоверная корреляционная зависимость (Я2= 0,53), описанная уравнением «Боль в спине = 1,02 х высота диска - 37,84».

Связь изменений позвоночника с возникшим болевым синдромом и регуляцией работы сердечной мышцы составили следующий этап исследования. Она характеризуется уравнением регрессии, в котором величина У - соответствует выраженности болевого синдрома в баллах. Использовались 12 признаков, отражающих показатели вариабельности ритма сердца и высоту межпозвонковых дисков, из них в финальное уравнение вошли четыре наиболее информативных признака. Уравнение имеет вид:

У = 0,35 х МО-0,01 х SI-0.11 х LFH-0.11 * ЯМ880 где: У - степень болевого синдрома от 0 до 10 баллов; МЭ - средняя высота межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника мм; 81 - стресс индекс, усл. ед.; ЬР -Низкочастотная мощность спектра, %; 1Ш880 - среднее значение квадратов разностей длительностей последовательных Ы-Ы интервалов, мс.

В уравнение вошли высота МПД и три показателя, характеризующих различные стороны регуляции сердечного ритма. В результате решения уравнения имеется числовой показатель близкий к величине шкальной оценки болевого синдрома. Коэффициент детерминации составляет Я2 = 0,58. Уравнение отражает состояние связей между переменными на вторые сутки эксперимента, когда выраженность болевого синдрома была максимальной. Отметим, что болевой синдром имел тенденцию к снижению в последующем. Высота МПД была увеличенной на протяжении всего эксперимента.

Выявленны связи между высотой МПД, уменьшением симпатической активности (51) и одновременно увеличением активности парасимпатической нервной системы (ЯМЗБВ). Отрицательная связь болевого синдрома в спине и показателя ЬР может свидетельствовать об угнетении вазомоторного центра регуляции.

Таким образом, выявлена связь выраженности болевого синдрома с изменениями в позвоночнике и регуляцией работы сердца. Коррекция выявленных изменений может быть реализована в условиях космического полета с помощью специальных программ физических упражнений с преимущественным использованием осевых нагрузок.

Б. Эксперимент с 5-суточиой «сухой» иммерсией

Особенностью данного этапа эксперимента было использование костюма «Пингвин», создающего осевые нагрузки на позвоночник и нижние конечности. Исследование проводилось с воздействием 5-суточной «сухой» иммерсии.

Исследование вариабельности сердечного ритма При анализе ВСР были получены данные, отражающие изменения вегетативной регуляции кровообращения (табл. 6).

таблица 6

Изменение ВСР по ходу эксперимента 5-суточной «сухой» иммерсии (ш±8)

Показатель Период эксперимента

до 2-е сутки 3-е сутки 5-е сутки после

ПАРС(1Я5А) 4,67±1,15 5,00±0,86 4,17±0,75 3,17±0,54 4,50±0,56

ЧСС, уд/мин 67,73±4,03 61,32±3,02 68,32±4,46 69,28±3,34 69,18±4,26

1Ш550, мс 52,62±6,46 70,57±12,18 49,02±9,79 40,43±5,88 52,92± 11,07

Ср. Отклон. КК(80Ш), мс 61,48±9,00 82,37±8,17* 63,08±9,02 49,28±3,39 60,37±8,40

Стресс индекс (51), ед 55,68± 18,72 32,47±6,21* 63,30± 17,68 90,90± 18,68* 73,38±21,35*

Мощность спектра ТР, мс2 3846,02± 1137,14 5967,78± 1106,47* 3565,72± 980,76 2220,83± 205,16 3746,05± 1059,75

Мощность НР, % 43,08±8,66 47,32±9,42 37,58±6,14 35,42±5,37 34,22±2,87

Мощность % 44,88±9,88 38,23±8,29 44,02±6,82 39,85±6,37 49,38±3,31

Мощность Уи, % 12,03±3,90 14,4 2±!,79 18,40±2,93 24,75±8,34 16,38±4,60

и/от 1,73±0,76 1,20±0,39 1,43±0,31 1,25±0,19 1,50±0,15

* - р<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем

Получена тенденция к уменьшению стресс индекса (81) с 55,68±18,72 до 32,47±6,21 усл. ед. на вторые сутки, 80^ на вторые сутки выше, чем исходного состояния. Оценка динамики показателей 81 и ЯМБЗО, характеризующих, соответственно, активность симпатического и

парасимпатического отделов ВНС, показала, что вегетативный баланс сместился в сторону более значительной активации симпатического отдела, которая сохранилась к 5-м суткам до 90,90±18,68 усл. ед. (81), 49,28±3,39 мс (80Ы1М), 40,43±5,88 мс (ЯМ88П). На вторые сутки иммерсионного воздействия наблюдалось снижение симпатической активности, которая, однако, восстановилась выше исходного уровня к 3-м суткам и далее увеличивалась к 5-м суткам эксперимента.

Эксперимент с 5-суточной «сухой» иммерсией также выявил фазные изменения вегетативной нервной системы.

Исследование днсперснонного картирования ЭКГ Динамика средних значений интегрального показателя «миокард» во время и после воздействия 5-суточной «сухой» иммерсии представлена в таблице 7. До воздействия иммерсии отклонений индекса «миокард» от нормы не выявлено. Первоначально наблюдалось снижение средних значений до 2 суток и показалось тенденция к увеличению дисперсионных характеристик. При оценке показателя «ритм» в динамике, наблюдалось увеличение на протяжении исследуемого периода. После окончания эксперимента показатель «ритм» снизился к сторону исходного значения.

таблица 7

Изменение ДК ЭКГ по ходу эксперимента 5-суточной «сухой» иммерсии (ш±5)

Показатель Период эксперимента

До 2-е сутки 3-е сутки 5-е сутки После

Миокард, % 14,17±0,75 11,67±4,32 13,50±3,78 14,00±2,10 12,17±4,45

Ритм,% 19,67±9,37 22,83±7,47 24,33±20,18 24,83±21,50 23,17±12,50

Исследование некоторых параметров гемодинамики При оценке артериального давления и ЧСС, выявлены изменения, сходные с таковыми при 3-суточной «сухой» иммерсии. Соответственно характерной была тенденция к постепенному снижению САД на протяжение исследуемого периода и увеличение после воздействия иммерсии. Также наблюдалось снижение ЧСС на 2-е сутки и восстанавливалась до исходного уровня к концу эксперимента.

Оценка болевого синдрома в спине Боль в спине возникла у всех, однако ее выраженность оказалась в два раза меньше, чем при 3-суточной иммерсии. Максимальное значение боли при 3-суточной иммерсии было 6,36±1,75 баллов, а в данном эксперименте составило 2,83±0,98 баллов.

Выполненные исследования в первой и второй сериях экспериментах указывают на идентичность изменений сердечно-сосудистой системы у испытателей. Достоверное изменение стресс индекса (81), увеличения 80ЫЫ, позволяет утверждать, что в условиях «сухой»

иммерсии на первом этапе происходит угнетение симпатической регуляции сердечно-сосудистой

системы и активации парасимпатической регуляции. В последующем этот дисбаланс уменьшается, активность симпатического звена регуляции увеличивается, а парасимпатической уменьшается. Наиболее достоверно это выявлено при 5-суточной иммерсии.

В 3-суточной иммерсии мы смогли убедиться, что происходят существенные морфологические изменения поясничного отдела позвоночника. В течение трех суток высота межпозвонкового диска существенно увеличивается, с 35,09±4,44 мм до 42,44±5,04 мм на третьи сутки. Увеличение диска у всех испытателей было равномерно, и чем более каудально, тем более выраженное изменение в поясничном лордозе.

В ходе исследований болевой синдром в спине возникал у всех испытателей, но интенсивность болей была различной. Было отмечено, что выраженная боль наступала в первые дни эксперимента и в последующие дни имела тенденцию к уменьшению: с 6,36±1,75 мм на первые сутки до 3,91±1,97 мм на третьи сутки (при 3-суточной иммерсии). При сопоставлении выраженности болевого синдрома с высотой межпозвонкового диска мы использовали корреляционный анализ, который позволил выявить корреляционную связь между высотой диска и выраженностью болевого синдрома (И2 = 0,53). При включении в регрессионное уравнение показателей ВСР его коэффициент детерминации увеличивается до Я2 = 0,58, т.е. 58% дисперсии зависимой переменной - выраженности боли определяется выбранным уравнением. Увеличение точности метода позволяет утверждать наличие связи характера болевого синдрома в позвоночнике по отношению к регуляторным механизмам сердечно-сосудистой системы. Изменения в позвоночнике и изменения органов сердечно-сосудистой системы следуют рассматривать как единый механизм возникновения болевого синдрома Полученные результаты позволяют сделать заключение о фазных изменениях регуляторных механизмов сердца в условиях моделируемой невесомости, а схожесть результатов 3- и 5-суточной иммерсии указывает на высокую воспроизводимость (валидность) полученных изменений сердечно-сосудистой системы. Меньшая выраженность болевого синдрома при 5-суточной иммерсии свидетельствует об эффективности создаваемой осевой нагрузки.

Полученные результаты послужили поводом для клинического этапа исследования, когда болевой синдром при остеохондрозе позвоночника был купирован РЧД межпозвонковых суставов.

В. Клинико-инструментальное исследование и лечение больных с распространенным остеохондрозом

Для выявления и уточнения полученных экспериментальных данных по результатам «сухой» иммерсии нами выполнено исследование ССС у пациентов с остеохондрозом позвоночника. Болевой синдром при поражениях поясничного отдела был похож на боли, которые испытывали здоровые лица в условии «сухой» иммерсии, а метод исследования - ВСР, ДК ЭКГ и оценка болевого синдрома были прежними.

Схема и дизайн исследования клинического этапа были идентичными экспериментальному исследованию здоровых лиц. В таблице 8 приведены результаты клинического этапа исследования больных, которых подвергали процедуре РЧД: 13 человек были обследованы за сутки до РЧД (группа 1), через сутки после РЧД обследованы повторно. Эти данные представлены в следующей колонке (группа 2). В третьей колонке приведены результаты ДК ЭКГ и ВСР здоровых людей этой возрастной группе. Достоверность различия показателей, оцениваемая по критериям Р1 (первая -вторая группа), Р2 (первая - третья группа) представлены в четвертой и пятой колонках.

Таблица 8

Результаты ВРС и дисперсионного картирования ЭКГ в группе клинического наблюдения (т±6)

Признак Больные (п = 13) Контрольные (п= 14) Достоверность

До РЧД После РЧД Р1 Р2

Группа 1 2 3 1-2 1-3

Болевой синдром, балл. 5,63±1,92 2,00±0,93 - 0,01

Показатель «Миокард», % 15,62±3,12 16,46±6,53 15,21±3,96

Показатель «Ритм», % 27,77±20,17 36,46±17,29 30,93±17,13

ПАРС, ед. 4,75±1,66 3,33±1,23 2,79±1,48 0,02 0,01

ЧСС, уд/мин 65,32±10,45 67,51±8,10 66,73±8,36

ЯМвЗЭ, мс 40,38±22,84 31,72±17,29 35,66±16,69 0,02

БОШ, мс 45,25±21,48 38,85±16,65 41,76±13,44 0,00

Стресс-индекс (51), ед 128,06±98,43 200,43± 191,43 129,20±68,95 0,02

ТР, мс2 1789,78±1696,61 1507,24±1512,13 1930,61±1427,30 0,01

% 45,75±16,59 43,61±14,63 39,64± 15,97

ЬР % 38,25±16,17 31,54±14,27 34,39±10,22

У1.Г, % 15,98±11,24 24,87±9,09 25,99±10,03 0,02 0,03

1Т/НР 1,12±0,96 0,94±0,77 0,91±0,43

САД, мм рт. ст. 124,92±19,37 122,83±20,72 121,53±16,34

ДАД, мм рт. ст. 78,33±12,81 75,00±11,28 76,34±13,67

До и после процедуры РЧД каждого больного расспрашивали о расположении боли и ее интенсивности. Оценка интенсивности болевого синдрома также проводилась по методу цифровой рейтинговой шкалы. Следует отметить, прежде всего, высокую эффективность радиочастотной деструкции по шкале оценки боли. Установлено, что до процедуры интенсивность

болевых ощущений составляла 5,63±1,92 балла, а через сутки - 2,00±0,93 балла (р'=0,01), через трое суток болей в спине больные не отмечали. В контрольной группе не имелось болевых ощущений в спине.

При анализе дисперсионного картирования ЭКГ показатели «миокард» и «ритм» между группами не имели достоверных различий. При анализе вариабельности сердечного ритма до и после процедуры РЧД межпозвонковых суставов получены достоверные изменения.

В табл. 8 представлено сравнение результатов полученных данных ДК ЭКГ и ВСР между пациентами и здоровыми. При анализе ВСР показатель ПАРС (показатель активности регуляторных систем) был достоверно более высоким у больных до операции, чем после и здоровых пациентов (р' = 0,02 и р2=0,01). Достоверное снижение абсолютной величины ПАРС на 1,42 балла свидетельствует о нормализации регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы. Показатели РМ88Э и 501\ГЫ, характеризующие парасимпатическую активность, у пациентов с дегенеративными заболеваниями позвоночника относительно выше, чем у здоровых, и снижаются после выполненной операции, выявлено уменьшение парасимпатической активности ЯМ550 - с 40,38±22,84 до 31,72± 17,29 мс (р1 = 0,02), БОШ - с 45,25±21,48 до 38,85±16,65 мс. Стресс индекс достоверно увеличился у больных после оперативного лечения с 128,06±98,43 до 200,43±191,43 усл. ед. (р'=0,02), что указывает на активацию симпатической составляющей вегетативного баланса.

При спектральном анализе ВСР суммарная мощность (ТР) уменьшилась с 1789,78± 1696,61 до 1507,24±1512,13 мс, и имела достоверное отличие (р1 = 0,01). Мощность спектра % у больных после операции достоверно повышается и близко к значению показателя у здоровых (р' = 0,02 и р2 = 0,03). Показатель УЬГ некоторые физиологи связывают с активацией высших вегетативных центров головного мозга. Достоверное снижение у больных этого показателя до операции и нормализация его после операции возможно связаны с участием высших вегетативных центров в происхождении болевого синдрома при заболевании позвоночника.

Отметим, что полученные результаты свидетельствуют об активации симпатических влияний на сердце после выполненной радиочастотной денервации межпозвонковых суставов.

Сопоставление результатов экспериментального этапа исследования н клинических наблюдений. Для сопоставления результатов экспериментального и клинического исследования использовали достоверные признаки ВСР при «сухой» иммерсии и лечении методом РЧД. Сопоставлялись наиболее выраженные отклонения рассматриваемых показателей ПАРС, стресс индекса (51), ЯМ550, 80ЫЫ. Мы рассматривали их абсолютную величину до эксперимента и на вторые сутки исследования, когда отклонения были наиболее выражены. Также в клиническом исследовании рассматривали показатели до процедуры РЧД и на первые сутки после ее выполнения (рис. 7).

А. ПАРС

4.75

до воздействие "сухая" иммерсия

Б. Стресс индекс

200

150

100

50

200.43

128.06 J.

88.97 ■

■ 49.62

■

до воздействие "сухая" иммерсия

до после РЧД

В. 5DNN

Г. RMSSD

до воздействие сухая" иммерсия

до после РЧД

Рис. 7. Сопоставление показателей ВСР в группах «сухой» иммерсии и РЧД межпозвонковых суставов

Можно сделать вывод, что ПАРС имел одинаковую направленность изменений. В результате «сухой» иммерсии он имел тенденцию к уменьшению на 1,17 баллов. Напомним, что уменьшение этого показателя отражает положительную динамику состояния органов сердечнососудистой системы. После РЧД выявлено достоверное уменьшение показателя ПАРС (рис.7-А).

Стресс индекс, отражающий напряженность симпатического звена регуляции органов сердечно-сосудистой системы, уменьшился на вторые сутки «сухой» иммерсии почти в два раза и составил соответственно 88,97±56,93 и 49,62±28,17 усл. ед. Отметим, что в этот период все испытатели отмечали максимальную выраженность болевого синдрома, которые выражались в баллах. Стресс индекс в клинической группе после РЧД имел значительное увеличение с 128,06 до 200,43 усл. ед. и в это время болевой синдром был купирован у большинства больных. Таким образом, получена схожая зависимость экспериментальных исследований и клинических результатов - минимальному стресс индексу соответствует наибольшая выраженность болей в спине (рис. 7-Б).

Показатель ББММ отражает парасимпатическую нервную систему. Можно видеть, что в эксперименте «сухой» иммерсии на вторые сутки выявлено достоверное повышение этого показателя ЗОЫЫ, тогда как в клиническом исследовании отмечена тенденция к его уменьшению. Отметим, что максимальное значение 5ПЖЫ в обеих группах соответствует максимальному баллу болевого синдрома (рис. 7-В).

Показатель также отражает активность парасимпатической регуляции ССС.

Представленные на рисунке 7-Г. результаты повторяют показатели 80ЫЫ и свидетельствуют о наибольшем приоритете парасимпатической активности при выраженном болевом синдроме.

Корреляционный анализ результатов дисперсионного картирования ЭКГ При анализе ДК ЭКГ показатели «миокард» и «ритм» между группами не имели достоверных различий. Однако, во всех стадиях эксперимента отмечено увеличение показателя «миокард» по мере увеличения воздействия. Полученные результаты позволили нам выполнить сопоставление показателя «миокард», оцениваемого в процентах и сократительной функции мышцы сердца -фракция выброса левого желудочка. Фракция выброса определялась методикой Эхо-КГ и для решения этой задачи использован дискриминантный анализ.

Использованные данные фракция выброса и показатели «миокард» у обследуемых 3, 4, 5 групп - у 45 человек. При анализе полученных результатов с использованием корреляционного анализа выявлена зависимость между индексом «миокард» и фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) (г = 0,55) (рис. 8). Полученные результаты позволили сделать заключение о наличии связи рассматриваемых показателей и контрактильности миокарда. При более тщательном анализе с использованием регрессионного анализа показателей ДК ЭКГ и вариабельность сердечного ритма, их связей с фракцией выброса левого желудочка получено регрессионное уравнение:

ФВ ЛЖ, % = 78 - 0,15 х УЬГ - 0,6 х «миокард»

Где: ФВ ЛЖ, % - фракция выброса левого желудочка рассчетная; 78 - коэффициент регрессии; 0,15 х Уи - очень низкочастотная мощность спектра ритма сердца; 0,6 х «миокард» -абсолютное значение показателя.

Предсказательная ценность данного уравнения на опытной группе составила 67%. В целях проверки достоверности выведенного уравнения были сформированы две контрольные группы: А и Б. В группу А вошли 11 молодых здоровых людей (6 мужчин - 55% и 5 женщин - 45%) из четвертой группы с высокой ФВ ЛЖ, в группу Б - 11 пожилых людей со сниженной ФВ ЛЖ из третьей группы. Чувствительность метода на группе контроля составила 70%, специфичность -72%.

70

О

О 8 8

о

65

О

о

о

60

35

30

О

25

12 14 16 18 20 22 24 26

Миокард

28 30 32 34 36 38 40

10,95 Дов Ин-Г]

Рис. 8. Диаграмма рассеяния между показателями «миокард» и ФВ ЛЖ

Таким образом, дисперсионное картирование ЭКГ может рассматриваться как дополнительный признак в оценке сократительной функции мышцы сердца.

Использование полученных результатов в клинической, авиационной и космической медицине Выявленные нами связи изменений в регуляции сердечно-сосудистой системы и высоты межпозвонковых дисков, выраженности болевого синдрома в спине позволяют выделить факторы риска возникновения боли. Эти результаты исследований при моделировании невесомости представлены в таблице 9.

Во-первых, это высота межпозвонковых дисков, до эксперимента и ее прирост в ходе исследования. Выявлено увеличение высоты диска от 35,09±4,44 мм (до эксперимента) до 42,44±5,04 мм (на 3-е сутки эксперимента). По нашим данным увеличение высоты межпозвонковых дисков совпадает с максимальной выраженностью болевого синдрома и достоверным снижением стресс индекса до 49,62±28,17 ед (р<0,05).

Следующим фактором риска является сниженная активность вазомоторных регуляторных центров, показатель и снижается с 41,16±14,13 % до 37,51±10,76 %. Показатель активности парасимпатической нервной регуляции, ЯМЗБО при максимальном значении болевого синдрома имел достоверное увеличение и до эксперимента составил 46,95±20,00 мс и на третьи сутки 57,90±24,80 мс.

Таким образом, возникновение и выраженность болевого синдрома в позвоночнике в условиях имитирующих невесомость связаны с абсолютной высотой межпозвонковых дисков и ее приростом в ходе исследования. Регуляторные механизмы сердечно сосудистой системы в этот период отражаются снижением симпатической и увеличением парасимпатической регуляции.

Таблица 9

Оценка состояния обследуемых при 3-суточной «сухой» иммерсии

Признак Минимальное значение Максимальное значение Среднее значение (ш±5)

Выраженность болевого синдрома на 2-е сутки, балл 4,0 8,0 5,55

Высота МПД, мм до эксперимента 31,66 44,13 35,09±4,44

на 2-е сутки 37,40 49,62 42,12±4,74

Стресс индекс, усл.ед до эксперимента 17,80 188,80 88,97±56,93

на 2-е сутки 19,90 125,30 49,62±28,17

ЬГ, % до эксперимента 25,30 78,60 41,16±14,13

на 2-е сутки 18,80 51,80 37,51±10,76

ЯМЗБО, мс до эксперимента 16,1 84,4 46,95±20,00

на 2-е сутки 24,6 124,5 57,90±24,80

Полученные результаты эксперимента 3-, 5-суточной «сухой» иммерсии и клинических исследований позволяют высказать гипотезу об участии вегетативной нервной системы в генезе болей в спине. Снижение активности симпатической нервной системы и увеличение парасимпатической активности выявлено во всех группах эксперимента. Наряду с действием невесомости исчезновением осевых нагрузок уменьшает симпатическую активность.

Отметим практическую значимость для экспериментальной и клинической медицины оценку показателя «миокард» дисперсионного картирования ЭКГ. Характеристики амплитуд микроальтернаций представляются интегральным индексом «миокард», детализирующим изменения по камерам сердца, а также по интервалам де - и реполяризации. В результате компьютерного анализа формируется карта усредненных амплитуд микроальтернаций в виде 3-мерной цветовой модели сердца (дисперсионный портрет сердца). Индекс «Миокард» является средним относительным показателем отклонения электрофизиологических характеристик от нормы миокарда в целом. Индекс измеряется в относительной шкале с диапазоном от 0% до 100%. Чем больше значение индикатора, тем больше отклонение от нормы, тем выше степень электрофизиологических отклонешш и соответственно структурных изменений. Значение индекса «миокард» в известных пределах статистически увеличивается с возрастом, под воздействием физической нагрузки и психологического стресса. Это своего рода косвенный показатель дезорганизации миокарда, отражение его энтропии [В.Н. Ардашев и др., 2013; Г.Г. Иванов и др., 2009].

Выявленная нами зависимость показателя «миокард» от сократительной функции сердца нуждается в последующей клинической оценке, особенно у больных с нарушенной контрактильной функцией сердца. Но уже сегодня можно утверждать о значимости оценки показателя «миокард» в динамике клинического наблюдения и космического полета.

ВЫВОДЫ

1. В условиях «сухой» иммерсии доказано снижение симпатической активности и повышение парасимпатической активности регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы, наиболее выраженные в первые и вторые сутки эксперимента. В динамике эксперимента выявлены фазные изменения регуляторных механизмов.

2. Болевой синдром в спине в условиях «сухой» иммерсии возникал у всех испытателей, он совпадал с выраженностью регуляторных отклонений вегетативной нервной системы. Его интенсивность, оцениваемая по 10-бальной цифровой рейтинговой шкале, в условиях 3-суточной «сухой» иммерсии, имеет максимальное значение в 1-сутки воздействия и составляет 6,36±1,75 баллов и имеет тенденцию к последующему уменьшению до 3,91±1,97 баллов (р<0,05).

3. В условиях 3-суточной «сухой» иммерсии выявлено увеличение межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника с 35,09±4,44 мм до 42,44±5,04 мм и снижение межпозвонковых углов с 24,70±5,60° до 19,60^6,40°. Между высотой межпозвонковых дисков и болевым синдромом имеется прямая зависимость, которая составляет 'Я2=0,58'

4. Увеличение тонуса симпатической и снижение тонуса парасимпатической активности регуляции ССС выявлено у больных после радиочастотной денервации межпозвонковых суставов при исчезновении болевого синдрома.

5. Между фракцией выброса левого желудочка и показателем «Миокард» определяемых, дисперсионным картированием ЭКГ имеется достоверная связь 'Я2 = 0,67'.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. «Сухая» иммерсия в сочетании с оценкой функционального состояния сердечнососудистой системы, оцениваемых ВСР, ДК ЭКГ, ЧСС, АД и измерением высоты межпозвонковых дисков является достоверной методикой оценки вероятности возникновения и интенсивности болевого синдрома в спине.

2. Вариабельность сердечного ритма и дисперсионное картирование ЭКГ отражают ранние признаки нарушений регуляторных механизмов состояния органов сердечно-сосудистой системы. Выявленные фазные изменения вегетативного статуса органов сердечно-сосудистой системы в условиях «сухой» иммерсии позволяют определить профили и прогнозирование побочных проявлений невесомости.

3. Показатель «миокард» дисперсионного картирования ЭКГ является косвенным признаком оценки сократительной функции сердца.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1) Ардашев В.Н., Сун И., Воронков Ю.И., Макиров С.К. Регуляторные механизмы сердца и боль в спине до и после радиочастотной денервации межпозвонковых суставов // Российские медицинские вести. 2015. Т.20, № 2, С.28-32

2) Бояринцев ВВ., Ардашев В.Н., Сун И., Земсков Е.В. Дисперсионное картирование электрокардиограммы в оценке функциональной способности миокарда // Военно-медицинский журнал. 2015. Т.336, № 1, С.66

3) Козловская И.Б., Максимов Д.А., Ардашев В.Н., Воронков Ю.И., Сун И., Дороган-Сущев И.Г., Рукавишников И.В. Изменения поясничного отдела позвоночника и боль в спине при воздействии 3-х суточной «сухой» иммерсии // Кремлевская медицина. 2015. № 2, С.87-90

4) Сун И., Воронков Ю.И., Ардашев В.Н., Глухова С.И. «Анализ вариабельности сердечного ритма и оценка болевого синдрома в спине при воздействии «сухой» иммерсии // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т.49. № 3, С.33-37

5) Сун И. Особенности изменения вариабельности сердечного ритма в зависимости от состояния позвоночника в эксперименте с сухой иммерсией // Сборник тезисов XII Конференции молодых ученых, специалистов и студентов. ГНЦ РФ-ИМБП РАН.2013. С.50

6) Sung I., Behaine J., Ushakov I., Voronkov Y., Ardashev V. Low back pain due to spinal changes in dry immersion // Aviation, space, and environmental medicine 2014 - AsMA 85lh Annual Science meeting; book of abstracts; San Diego, USA; p.335.

Список основных сокращений

BHC - вегетативная нервная система

ВСР - вариабельность сердечного ритма

ДАД - диастолическое артериальное давление

ДК ЭКГ - дисперсионное картирование ЭКГ

МПД - межпозвонковый диск

ПАРС - показатель активности регуляторных систем

РЧД - радиочастотная денервация

САД - систолическое артериальное давление

СИ - «сухая» иммерсия

ССС - сердечно-сосудистая система

ФВ ЛЖ - фракция выброса левого желудочка

ЦРШ - цифровая рейтинговая шкала

ЧСС - частота сердечных сокращений

HF (high frequency) - высокочастотный компонент спектра ВСР LF (low frequency) - низкочастотный компонент спектра ВСР LF/HF - соотношение мощности LF и HF компонентов спектра ВСР

pNN50 - число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в процентах к общему числу кардиоинтервалов в массиве

RMSSD - квадратный корень из суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов R-R-интервалы - временные интервалов между R-зубцами ЭКГ SDNN - стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов S1 - индекс напряжения регуляторных систем, стресс-индекс TP - суммарная мощность спектра ВСР

VLF (very low frequency) - сверх-низкочастотный компонент спектра ВСР

Подписано в печать 22.10.2015 Объем: 3 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 981 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, Страстной бульвар, д.6, стр. 1 Тел.: 8 (495) 978-43-34 www.reglet.ru