способ нормализации психофизиологического состояния

Формула изобретения

1. Способ нормализации психофизиологического состояния, включающий регистрацию сигналов мозга пациента, преобразование выбранных параметров сигналов мозга в сенсорные сигналы и воздействие на пациента этими сенсорными сигналами, отличающийся тем, что каждый сенсорный сигнал формируют в соответствии с длительностью, амплитудой и формой каждого колебания сигнала мозга, а регистрацию каждого колебания сигнала мозга, формирование соответствующего ему сенсорного сигнала и воздействие на пациента этим сигналом осуществляют последовательно, без интервалов времени между этими действиями.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пациенту предлагают обратить внимание на то, что воспринимаемые им сенсорные сигналы отражают работу его мозга.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сенсорных сигналов используют отдельно звуковое, световое или тактильное воздействие.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сенсорных сигналов используют любое комплексное сочетание из звукового, светового и тактильного воздействия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к немедикаментозным способам нормализации психофизиологического состояния пациента, и может быть использовано для нормализации психофизиологического состояния после стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а также для лечения функциональных расстройств центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга.

Известно, что в настоящее время возрастает интерес к немедикаментозным способам реабилитации состояния пациентов с различными видами патологий. Одним из интенсивно развивающихся направлений немедикаментозной коррекции психофизиологического состояния организма являются методы нейротерапии. Методы нейротерапии используют различные способы воздействия на организм акустическими, зрительными, тактильными, в том числе температурными сигналами. В условиях методов нейротерапии воздействие на пациента сенсорными сигналами разных видов осуществляют в режимах как прямой стимуляции, так и биологической обратной связи (БОС).

Известен способ лечения неврозов методом электроэнцефалографической (ЭЭГ) БОС (Бекшаев С.С., Левина М.Ю., Яковлев Н.М., Ващило Е.Г. «Динамика структуры электроэнцефалограммы у больных неврозом в процессе лечения методом биологической обратной связи». Биоуправление-3. Новосибирск, Наука, 1998, с.202-211). В данном методе организуют акустическую обратную связь по альфа-ритму ЭЭГ. В качестве сенсорного сигнала обратной связи используют известную мелодию, которая включается, если амплитуда текущего колебания альфа-ритма ЭЭГ превышает заданный порог, и отключается, если не достигает его. Пациента располагают в удобном кресле с закрытыми глазами в состоянии покоя. Пациенту предлагают расслабиться и найти такое состояние, при котором мелодия звучит непрерывно. ЭЭГ регистрируют биполярно в отведении лоб-затылок.

В результате таких лечебных процедур наблюдается положительная динамика состояния пациентов.

Однако в данном способе есть существенные недостатки, значительно ослабляющие эффективность лечебных процедур. Во-первых, в этом способе не устанавливают соответствие параметров колебаний ЭЭГ с параметрами сенсорного сигнала. Мелодия появляется только в том случае, если амплитуда колебаний ЭЭГ, принадлежащих альфа-ритму, превышает заданный порог. Таким образом, в сенсорном сигнале отражают только моменты времени появления ограниченного числа колебаний ЭЭГ. Во-вторых, в сенсорном сигнале временные параметры ЭЭГ отражают не точно, что не позволяет говорить о согласовании времени регистрации колебаний ЭЭГ пациента с временем начала воздействия на него соответствующими сенсорными сигналами. Искажение временных параметров ЭЭГ обусловлено тем, что длительность звучания мелодии должна превосходить 100 мс, так как при меньшем времени звучания мелодия не будет воспринята пациентом. Но если время звучания мелодии превосходит 100 мс (среднюю длительность колебания альфа-ритма), то момент времени появления следующего колебания не будет отражен в сенсорном сигнале. Таким образом, в данном способе в сенсорном сигнале практически не отражаются основные параметры ЭЭГ. В третьих, требование к пациенту поиска и удержания такого функционального состояния, которому соответствовала бы интенсивность колебаний ЭЭГ не ниже заданного порога, ограничивает область применения известного способа контингентом пациентов с сохранной мнестической и волевой сферами психики.

Также известен способ нейротерапии функциональных расстройств с помощью двойной обратной связи от ЭЭГ пациента (Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Семенов B.C. «Нейротерапия функциональных расстройств с помощью двойной обратной связи от ЭЭГ осцилляторов пациента». Всероссийская научно-практическая конференция «Количественная ЭЭГ и нейротерапия», Санкт-Петербург, 2007, с.148). В данном способе параметры звуковых и световых сигналов согласуют с активностью тета- и альфа-ритмов ЭЭГ. При этом выявляют в режиме реального времени доминирующие узкочастотные диапазоны ЭЭГ в тета- и альфа-ритмах, подают звуковые сигналы обратной связи с интенсивностью, соответствующей подавлению тета-ритма ЭЭГ, и одновременно подают световые ритмические сигналы, настроенные на частоту доминирующего альфа-ритма ЭЭГ. От пациента требуют найти такое состояние, при котором интенсивность звуковых сигналов была бы минимальной.

В данном способе устанавливают соответствие амплитуды ЭЭГ тета- и альфа-ритмов с интенсивностью сенсорных сигналов акустической и зрительной модальностей. Таким образом, по сравнению с предыдущим способом увеличивается информативность канала обратной связи. Большинство пациентов после данных процедур отмечают снижение уровня напряжения и стресса.

Недостатком данного способа является, во-первых, существенное ограничение количества отображаемых параметров ЭЭГ в сенсорном сигнале. Интенсивность сенсорных сигналов приводят в соответствие только с амплитудой ЭЭГ тета- и альфа-ритмов, при этом не учитывают такие параметры колебаний ЭЭГ, как длительность и форма. Во-вторых, не обеспечивают согласование времени регистрации колебаний ЭЭГ пациента с временем начала воздействия на него соответствующими сенсорными сигналами. Таким образом, в данном методе ограничивается информативность канала обратной связи, что сказывается в уменьшении его эффективности. В третьих, пациенту дают когнитивное задание, требующее от него значительных волевых усилий, что ограничивает применение данного метода контингентом пациентов с неповрежденной мнестической и волевой сферами психики.

Общим недостатком перечисленных способов является, во-первых, недостаточное отражение в параметрах сенсорных сигналов всего комплекса параметров ЭЭГ. В лучшем случае соответствие сенсорных сигналов устанавливают с амплитудными показателями выделенных частотных диапазонов ЭЭГ, тогда как длительность и форму колебаний ЭЭГ в параметрах сенсорных сигналов не учитывают. Во-вторых, в предлагаемых способах отсутствует согласование времени регистрации колебаний ЭЭГ пациента с временем начала воздействия на него соответствующими сенсорными сигналами. Следовательно, перечисленные способы либо игнорируют, либо существенно искажают временные параметры деятельности мозга, делая акцент только на амплитудно-частотных показателях. Однако известно, что именно время является одной из главных координат работы мозга, что находит свое отражение в специфическом для каждого психофизиологического состояния временном распределении событий центральной нервной системы (Ливанов М.Н. «Пространственно-временная организация потенциалов и системная деятельность мозга». М., Наука, 1989). В третьих, недостатком перечисленных способов является ограничение процесса лечения пределами произвольной саморегуляции, что на практике требует от пациентов значительных волевых усилий, направленных на поиск таких психофизиологических состояний, электроэнцефалографическое выражение которых соответствовало бы заданному врачом-оператором: мелодия должна звучать дольше, звук должен быть громче и т.д. В то же время известно, что управление параметрами ЭЭГ происходит тем легче, чем ближе к норме показатели биоэлектрической активности мозга (Сороко С.И., Суворов Н.Б., Кутуев В.Б., Бекшаев С.С. «Индивидуальные особенности произвольной регуляции биоэлектрической активности мозга». Физиология человека, 1975, № 5, с.746-751). Следовательно, способы нейротерапии, основанные на произвольной саморегуляции, не являются эффективными при лечении больных с нарушением биоэлектрической активности мозга. Кроме того, условие произвольной саморегуляции не позволяет отразить в сенсорном сигнале весь комплекс параметров ЭЭГ, так как многоцелевая и многопараметрическая обратная связь требует от пациента таких усилий по концентрации внимания, которые не могут быть реализованы в условиях расстроенного психофизиологического состояния. Таким образом, методы нейротерапии, использующие принцип когнитивного и произвольного управления параметрами ЭЭГ, вынуждены ограничивать количество отображаемых показателей биоэлектрической активности мозга, чем ослабляют информационную емкость канала обратной связи, а значит, и эффективность метода.

Перечисленные недостатки снижают эффективность известных способов нейротерапии.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ биоакустической коррекции психофизиологического состояния организма (Константинов К.В., Мирошников Д.Б., Сизов В.В. Патент на изобретение № 2192777 Способ биоакустической коррекции психофизиологического состояния организма ), включающий регистрацию ЭЭГ от двух и более точек отведения ЭЭГ, установление однозначного соответствия между пространственным расположением точек регистрации ЭЭГ и источниками звука, транспонирование каждого колебания ЭЭГ отдельно и последовательно в звуковой диапазон частот, одновременное воздействие полученными звуковыми сигналами на пациента.

Этот способ, выбранный за прототип предлагаемого изобретения, позволяет по сравнению с другими известными способами повысить точность передачи информации о текущем состоянии центральной нервной системы в контуре обратной связи за счет транспонирования последовательности исходных колебаний ЭЭГ в область слышимых частот и отражения пространственных параметров ЭЭГ в звуковом образе. В данном способе не устанавливают никаких пороговых значений для параметров ЭЭГ и не делают акцент на поиске и удержании пациентом какого-либо состояния, что позволяет реализовать принцип непроизвольной саморегуляции, позволяющий расширить круг пациентов с различными расстройствами центральной нервной системы.

Недостатком прототипа является, во-первых, то, что отсутствует согласование времени регистрации колебаний ЭЭГ пациента с временем начала воздействия на него соответствующими сенсорными сигналами. Во-вторых, то, что транспонирование сигнала ЭЭГ в слышимый диапазон звуковых частот не является оптимальным способом согласования параметров ЭЭГ и сенсорного сигнала. При транспонировании сигнала ЭЭГ в область слышимых частот перемещают гармоники исходного сигнала по шкале частот только с сохранением исходных соотношений амплитуд, частот и фаз сигнала ЭЭГ в акустическом сенсорном сигнале. Это, несомненно, является важным условием организации БОС, так как позволяет передать исходную информацию в канале обратной связи с приемлемыми в первом приближении искажениями. Однако не менее важным условием передачи информации в канале БОС являются особенности восприятия пациентом сенсорных сигналов. В этой связи линейное отражение отношений амплитуд, частот и фаз исходного сигнала, которое используют при транспонировании сигналов, не обеспечивает высокой эффективности этого способа. В-третьих, то, что в данном способе создают сенсорные сигналы только акустической модальности, что ограничивает область применения метода контингентом пациентов с неповрежденным слухом. В-четвертых, то, что способ транспонирования частот неприемлем при создании сенсорных сигналов зрительной и тактильной модальностей. В-пятых, то, что в данном способе не предлагают пациенту обратить внимание на то, что воспринимаемые им сенсорные сигналы отражают работу его мозга, что отрицательно влияет на эффективность процесса нормализации психофизиологического состояния пациента.

Перечисленные недостатки выбранного за прототип способа ограничивают его эффективность.

Целью создания предлагаемого изобретения является повышение эффективности процессов нормализации психофизиологического состояния пациента после стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а также при лечении функциональных расстройств центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе нормализации психофизиологического состояния отдельно и последовательно регистрируют каждое колебание сигнала мозга пациента, формируют соответствующий сенсорный сигнал в соответствии с длительностью, амплитудой и формой каждого колебания сигнала мозга и воздействуют на пациента этим сенсорным сигналом. При этом регистрацию каждого колебания сигнала мозга, формирование соответствующего ему сенсорного сигнала и воздействие на пациента этим сигналом осуществляют последовательно, без интервалов времени между этими действиями. Пациенту предлагают во время процедуры обращать внимание на то, что воспринимаемые им сенсорные сигналы отражают работу его мозга.

Таким образом, сигналы мозга представляют как временную последовательность колебаний. Основные параметры колебаний (длительность, амплитуду и форму) согласуют с параметрами сенсорных сигналов, причем каждому уникальному колебанию сигнала мозга соответствует уникальный сенсорный сигнал. В результате в данном способе в сенсорном сигнале с высокой точностью отражают основные параметры колебаний сигналов мозга. Способ позволяет повысить эффективность процессов нормализации психофизиологического состояния после стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а также при лечении функциональных расстройств центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга.

Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого способа показывает, что отличия последнего заключаются в способе получения сенсорных сигналов и в способе воздействия сенсорными сигналами на пациента, и, следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию «новизна».

Сравнение предлагаемого способа с другими известными в данной области техническими решениями позволяет сделать вывод, что оно вытекает из них не очевидным образом и, следовательно, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Соответствие предлагаемого способа критерию «промышленная применимость» подтверждается реализацией в приборах и устройствах медицинской техники.

Заявляемый способ реализуют с помощью устройства, которое содержит блок регистрации сигналов мозга (блок 1), датчики сигналов мозга, блок преобразования сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы (блок 2), блок воздействия на пациента сформированными сенсорными сигналами (блок 3), а также блок контроля за текущими параметрами колебаний сигналов мозга (блок 4) и блок управления (блок 5).

Во время проведения лечебной процедуры колебания сигналов мозга регистрируют блоком 1, в блоке 4 по колебаниям сигналов мозга контролируют текущее психофизиологическое состояние пациента. В блоке 2 регистрируемые датчиками колебания сигналов мозга преобразуют в сенсорные сигналы с учетом длительности, амплитуды и формы каждого колебания сигналов мозга и с помощью блока 3 сформированными сенсорными сигналами воздействуют на пациента. При этом регистрацию каждого сигнала мозга, формирование соответствующего ему сенсорного сигнала и воздействие на пациента этим сигналом осуществляют последовательно, без интервалов между этими действиями. Пациенту предлагают во время процедуры обращать внимание на то, что воспринимаемые им сенсорные сигналы отражают работу его мозга. Продолжительность лечебной процедуры устанавливают блоком 5.

В Институте Экспериментальной Медицины (г.Санкт-Петербург) в Физиологическом отделе им. И.П.Павлова получены результаты исследований применения предлагаемого способа при лечении пациентов с функциональными расстройствами центральной нервной системы, психосоматическими заболеваниями и последствиями органических поражений мозга разной степени выраженности. В ходе исследований с каждым пациентом было проведено от 5 до 7 процедур. Во время процедур регистрировали сигналы мозга пациента и воздействовали на пациента сенсорными сигналами, сформированными в соответствии с длительностью, амплитудой и формой каждого колебания сигнала мозга. В среднем длительность каждой процедуры составляла 15-20 минут.

В ходе процедур отмечалась нормализация психофизиологического состояния пациентов, что выражалось в достоверном снижении уровня реактивной и личностной тревожности по тесту Спилбергера-Ханина, улучшении самочувствия, активности и настроения по тесту САН (самочувствие, активность, настроение), снижении уровня депрессии по тесту ТИД (тревожность и депрессия), уменьшении количества ошибок и уменьшении времени реакции в визуальных и акустических сенсомоторных пробах, увеличении индекса альфа-ритма, уменьшении индекса бета-ритма и снижении уровня межполушарной асимметрии.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет эффективнее восстанавливать психофизиологическое состояние за счет установления однозначного соответствия амплитуды, длительности и формы каждого колебания сигналов мозга с соответствующими параметрами сенсорных сигналов, которыми осуществляют воздействие на пациента, а также за счет того, что регистрацию каждого колебания сигнала мозга, формирование соответствующего ему сенсорного сигнала и воздействие на пациента этим сигналом осуществляют последовательно, без интервалов между этими действиями.

Предлагаемый способ нормализации психофизиологического состояния может быть широко использован в реабилитационных и медицинских учреждениях.