способ нормализации психофизиологического состояния

Формула изобретения

1. Способ нормализации психофизиологического состояния, включающий последовательное проведение регистрации сигналов мозга пациента, преобразование выбранных параметров сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы и воздействие на пациента этими сенсорными сигналами, отличающийся тем, что устанавливают такие скорости нарастания и спада каждого сенсорного сигнала, при которых вызванная активность мозга не выявляется.

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

3. Способ по п.1, 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 организма, и может быть использовано в период стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а также при лечении функциональных нарушений центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга.

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. Эти методы используют различные способы воздействия на организм, в том числе акустическими, зрительными, тактильными, а также температурными сигналами. При нейротерапии воздействие на пациента сенсорными сигналами разных модальностей осуществляется в режимах как прямой стимуляции, так и биологической обратной связи (БОС).

Известен способ коррекции функционального состояния неврологических больных, основанный на использовании сигналов обратной связи от биоэлектрической активности мозга пациента (Джунусова Г.С., Курмашев Р.А. Использование адаптивного биоуправления по ЭЭГ для коррекции функционального состояния неврологических больных. Физиология человека, 2002, том 28, № 1, стр.18-22). В данном методе организуется визуальная обратная связь по альфа-, бета-, тета- и дельта-ритмам электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В качестве сенсорного сигнала обратной связи используются световые сигналы четырех цветов, которые включаются в соответствии с появлением в текущей ЭЭГ колебания, принадлежащего одному из четырех ритмов. При появлении колебания альфа-ритма включается зеленый свет, при появлении колебания бета-ритма - желтый, при появлении колебания тета-ритма - оранжевый, при появлении колебания дельта-ритма - красный. Регистрация ЭЭГ осуществляется в лобных, височных, теменных и затылочных областях левого и правого полушарий головного мозга. Пациенту предлагается найти такое состояние, при котором указанный врачом-оператором цвет появляется максимально часто. В результате таких лечебных процедур наблюдается положительная динамика состояния пациентов.

В данном способе есть существенный недостаток, значительно ослабляющий эффективность лечебных процедур. В указанном способе предполагается мгновенное включение световых сигналов после появлении соответствующего колебания сигнала мозга. Такой динамический режим предъявления стимулов используется для получения вызванной активности мозга. Следовательно, указанный способ предъявления сенсорных сигналов будет оказывать существенное влияние на текущую работу мозга, в которой будет регистрироваться не только собственная, но и вызванная активность, тогда как задача канала обратной связи заключается в передаче информации о собственной активности мозга.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является изобретение «Способ биоакустической коррекции психофизиологического состояния организма» по патенту РФ № 2192777. В соответствии с этим способом осуществляют 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 сенсорном сигнале.

Недостатком известного способа является то, что не учитывается скорость нарастания и спада звуковых стимулов, то есть предполагается, что они появляются мгновенно, после того как совершится колебание сигнала мозга.

Известно, что сигналы мозга, в частности ЭЭГ, являющиеся следствием активности нервной ткани, слагаются из двух компонентов: собственной, или фоновой, и вызванной активности нервных клеток (Гасанов У.Г. Системная деятельность корковых нейронов при обучении. М., Наука, 1981). Первый компонент определяется внутренними событиями организма, тогда как вызванная активность детерминируется внешними событиями окружающей среды. Задача канала обратной связи заключается в передаче информации о состоянии организма. Следовательно, в сигнале обратной связи, в первую очередь, должна отображаться информация о собственной активности мозга. Таким образом, сенсорные стимулы, отражающие параметры ЭЭГ, не должны провоцировать вызванную активность. Известно, что увеличение времени нарастания сенсорного сигнала приводит к уменьшению амплитуды вызванных ответов мозга, то есть величина градиента сенсорного сигнала прямо пропорциональна амплитуде вызванного ответа мозга (Альтман Я.А. Слуховая система. Л., Наука, 1990). Отсюда следует, что мгновенная подача сенсорного сигнала будет приводить к появлению вызванной активности и, следовательно, искажению информации о собственной активности мозга. Мгновенное нарастание и спад сенсорных сигналов является общим недостатком известных способов организации БОС. Этот недостаток ограничивает эффективность указанных способов.

Целью создания предлагаемого изобретения является повышение эффективности процессов нормализации психофизиологического состояния организма при его функциональных расстройствах, психосоматических заболеваниях и органических поражениях центральной нервной системы.

Указанная цель достигается тем, что в способе нормализации психофизиологического состояния последовательно осуществляют следующие действия: регистрируют сигналы мозга пациента, формируют соответствующие сигналам мозга сенсорные сигналы и воздействуют этими сигналами на пациента. При этом каждый сенсорный сигнал формируют в соответствии с параметрами каждого колебания сигнала мозга, а скорости нарастания и спада сенсорного сигнала устанавливают такими, при которых вызванная активность мозга не выявляется регистрирующей аппаратурой. Таким образом, в данном способе на пациента осуществляют воздействие сенсорными сигналами, отражающими работу его мозга. Особенность воздействия сенсорными сигналами заключается в том, что сенсорные сигналы не должны приводить к появлению вызванной активности мозга. Это достигается тем, что скорости нарастания и спада сенсорного сигнала выбирают значительно меньшими, чем в стандартных методах получения вызванных потенциалов (В.В.Гнездицкий. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. М., МЕДпресс-информ, 2003). Выполнение этого требования позволяет в сенсорных сигналах с большей точностью отразить собственную активность мозга, а не вызванную. В качестве сенсорных сигналов используют отдельно звуковое, световое или тактильное воздействие. Также возможно использовать в качестве сенсорных сигналов любое комплексное сочетание из звукового, светового и тактильного воздействия.

Способ позволяет повысить эффективность процессов нормализации психофизиологического состояния организма при функциональных расстройствах и органических поражениях центральной нервной системы.

Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого способа показывает, что отличия последнего заключаются в способе формирования сенсорного сигнала 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 неочевидным образом и, следовательно, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Соответствие предлагаемого способа критерию «промышленная применимость» подтверждается реализацией способа в устройстве медицинской техники.

Устройство содержит датчики сигналов мозга пациента, блок регистрации сигналов мозга, блок преобразования выбранных сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы, блок воздействия на пациента сенсорными сигналами, а также блок контроля за параметрами сигналов мозга и блок управления сенсорными сигналами.

Во время проведения лечебной процедуры сигналы мозга пациента регистрируют блоком регистрации сигналов мозга, в блоке контроля за параметрами сигналов мозга пациента по сигналам мозга оценивается психофизиологическое состояние пациента. Одновременно в блоке преобразования выбранных параметров сигналов мозга в сенсорные сигналы регистрируемые датчиками выбранные параметры сигналов мозга пациента преобразуют в соответствующие сенсорные сигналы. С помощью блока воздействия на пациента сенсорными сигналами на пациента воздействуют сформированными сенсорными сигналами. Блоком управления сенсорными сигналами устанавливают допустимые скорости нарастания и спада каждого сенсорного сигнала, при которой вызванная активность мозга не выявляется, а также устанавливают продолжительность лечебной процедуры.

В ГУЗ МСЧ № 18 (г. Санкт-Петербург) на базе нейрореабилитационного отделения получены результаты исследований применения предлагаемого способа при лечении пациентов с последствиями органических поражений головного мозга разной степени выраженности (протоколы обследования от 22.04.2008 по 6.06.2008, № № 310-470). В ходе лечения с каждым пациентом было проведено от 13 до 18 сеансов, в ходе которых регистрировали сигналы мозга пациента, преобразовывали выбранные параметры сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы и воздействовали ими на пациента. При этом скорости нарастания и спада сенсорного сигнала устанавливали такими, при которых вызванная активность мозга не выявлялась. В среднем длительность сеанса воздействия составляла 15-20 минут. В ходе курса процедур отмечалась нормализация психофизиологического состояния и когнитивных способностей пациентов, что выражалось в достоверном снижении уровня реактивной и личностной тревожности по тесту Спилбергера-Ханина, нормализации когнитивных функций по тесту Mini Mental State Exemination, 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.

Также было обследовано 17 подростков мужского пола (15-17 лет) с дебютом вялотекущей шизофрении (психопато-неврозоподобная форма), находившихся на стационарном лечении в городской психиатрической больнице № 3 им. Скворцова-Степанова (Санкт-Петербург) на подростковом отделении (протоколы обследования от 1.02.2008 по 20.04.2008, № № 10-173). Диагноз поставлен на основании данных психологического, психиатрического и неврологического обследования. Кроме того, учитывалось заключение специалиста об отсутствии в клинической электроэнцефалограмме (ЭЭГ) признаков судорожной активности мозга. Все больные прошли курс функционального лечения с использованием процедур, включающих последовательное проведение регистрации сигналов мозга пациента, преобразование выбранных параметров сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы и воздействие на пациента этими сенсорными сигналами, при этом скорости нарастания и спада каждого сенсорного сигнала устанавливались такими, при которых вызванная активность мозга не выявлялась.

Процедуры заключались в прослушивании больными в реальном времени сенсорных сигналов в виде акустического образа собственной ЭЭГ. Регистрация ЭЭГ проводилась по 4 каналам в точках Fp1, Fp2, 01 и 02, униполярно относительно объединенных ушных электродов с частотой дискретизации 250 Гц. Акустический образ создавали на основе регистрируемой ЭЭГ путем установления соответствия параметров биоэлектрической активности мозга параметрам акустических сигналов. Акустические сигналы в реальном времени предъявляли пациенту.

Пациенту во время сеанса предлагалось только "слушать работу собственного мозга". Во время процедуры глаза пациента были закрыты. Для каждого из них устанавливался комфортный уровень громкости. Каждая процедура включала следующие действия: регистрацию ЭЭГ в тишине при закрытых глазах (1 мин), сеанс БАК (15-20 мин), регистрация ЭЭГ в тишине при закрытых глазах (1 мин). Курс лечения состоял из 7-10 процедур.

Контролем эффективности служили сравнение результатов лечения пациентов с результатами наблюдений здоровых подростков того же возраста, полученных ранее. Все подростки проходили предварительное обследование специалистами, нейрофизиологическое и психологическое обследование до и после каждого сеанса, а также в конце курса БАК. Обследование включало анализ ЭЭГ, тесты САН, Спилбергера-Ханина, Зунга,

При изучении биоэлектрической активности мозга на основе периодометрического анализа вычислялось среднее значение доли периодов колебаний ЭЭГ альфа-, бета-, тета- и дельта-диапазонов за весь сеанс, а также оценивался уровень межполушарной асимметрии периодограмм ЭЭГ лобных и затылочных отведений.

Статистический анализ проводился с использованием программного пакета "STATISTIKA". Оценка достоверности вычислялась по t-критерию Стьюдента.

Обследование, проведенное перед началом лечения, выявило у пациентов сохранность сознания, отсутствие бреда и обманов восприятия, правильную ориентацию в месте, времени, собственной личности. Подростки жаловались на плохое настроение, сложные отношения с родными, особенно с матерью, страхи и ночные кошмары. Они были эмоционально неустойчивы, конфликтны, ранимы к критике в свой адрес. Паттерн поведения у подростков с депрессивным синдромом базировался на чувстве устойчивой тревоги, снижение эмоциональной, психической, волевой сферы при относительно сохранном интеллекте. Они остро переживали внезапно возникшее чувство одиночества, собственной неполноценности, акцентируя внимание на отдельные черты лица, части тела, свой рост (бред дисморфофобии). Больные не могли сами решить проблему своих переживаний. У них не было желания продолжать работу, учебу. Имеющиеся расстройства приводили к развитию деструктивного поведения - «выученная беспомощность», алкогольная и наркотическая зависимость, суициды. При оценке психофизиологического статуса по тесту Спилбергера-Ханина у них обнаружена умеренная реактивная (36-40 баллов) и высокая личностная (44-58 балла) тревожность. Уровень депрессии составил 41-53 ед. по шкале Зунга. По тесту САН была заниженная самооценка своего состояния, повышенная утомляемость. Субъективная оценка времени (1 мин) равнялась 25-30 сек (норма 40-50 сек).

По данным анализа ЭЭГ в начале лечения по заявляемому способу в лобных отведениях отмечалась значительная выраженность доли дельта-ритма (до 28%) и тета-ритма (до 40%). Индекс альфа-ритма до 52% в затылочном отведении и до 35% в лобном отведении. В паттерне ЭЭГ у всех больных выявлено искажение альфа-веретен медленно волновыми колебаниями тета- и дельта - диапазонов. Интенсивность бета-ритма в лобных отведениях достигала 28%. Имелась также выраженная межполушарная асимметрия (снижена амплитуда биоэлектрической активности мозга больше в левом полушарии), особенно в передних отделах мозга, что согласуется с концепцией о дисфункции левого полушария при шизофрении). В кросскорреляционном анализе отмечалась значительно сниженная взаимосвязь лобных и затылочных отведений, больше слева. При функциональных нагрузках - ритмическая фотостимуляция вызывала усвоение отдельных частот и усиление пароксизмальных проявлений, гипервентиляция усиливала медленную активность. Выявлена задержка формирования регионарных различий по показателям пространственной синхронизации. Полученные результаты свидетельствуют о снижении уровня активации коры и снижении реакции бодрствования (таламо-кортикальная дизрегуляция). Имеющиеся аффективные расстройства (тревога, страх, депрессия) обусловлены дефицитом положительной мотивации, вызванной нарушением в системе управления мезокортиколимбических структур мозга. Нарушения в сфере эмоционального подкрепления приводило к рассогласованию системных механизмов регуляции ЦНС (внимание, память, интеллект, поведение), к развитию шизофренического дефекта. Дисфункция таламокортикальных структур приводила к нарушению когнитивных функций.

В процессе проведения процедур в соответствии с заявляемым способом выявлена реструктуризация биоэлектрической активности головного мозга пациентов. Показано, что среднее значение дельта-активности у 8 человек в точках Fp1, Fp2 снизилось с 15,3±4,4 до 12,2±3,1% (р<0,05). В затылочных отведениях дельта-активность снизилась с 4,6±2,5 до 2,9±1,3% (р<0,01). В диапазоне альфа-ритма значительный рост интенсивности обнаружен в затылочных отведениях с 56,6±11,0 до 64,0±12,2% (р<0,05). Достоверное снижение бета-активности было зарегистрировано в затылочных отведениях с 20,7±9,0 до 15,6±7,8% (р<0,05) и в лобных отведениях с 29,97±9,5 до 23,0±7,7% (р<0,01). В области тета-ритма в лобных отведениях отмечалось увеличение интенсивности с 23,4.±4,2 до 26,6.±4,6% (р<0,02), в затылочных отведениях уменьшение с 17,2±5,6 до 14,2.±3,8% (р<0,05). Уровень межполушарной асимметрии БЭА мозга, оцененный по разнице периодограмм ЭЭГ справа и слева, уменьшился с 17,4±4,8 до 11,2±1,3% в лобных отделах и с 24,5±14 до 18,7±8,4% в затылочных отделах головного мозга.

Таким образом, в результате лечения в соответствии с заявляемым способом наблюдалась отчетливая функциональная нормализация паттерна ЭЭГ: увеличение мощности альфа-ритма, уменьшение тета- и дельта-активности. При анализе функции внимания найдено укорочение латентного периода сенсомоторной реакции на визуальные слова с 457±103 до 403±55 мс при 15 и 3% ошибок соответственно и на двойной тон с 498±67 до 410±60 мс при 15 и 3% ошибок соответственно. Положительная динамика при анализе когнитивных процессов подтвердилась также в результатах изменения состояния пациентов и по данным клинических наблюдений. У больных заметно улучшилось самочувствие, настроение, повысилась самооценка, снизился уровень тревожности, улучшился сон. Появилась критика к своему поведению. В целом, процедуры прослушивания собственного звукового образа ЭЭГ способствовали трансформации психоэмоционального состояния пациентов в положительную сторону.

Таким образом, установлено, что у подростков с депрессивным синдромом шизофрении применение процедур по заявляемому способу оказалось наиболее эффективным и физиологически адекватным средством психотерапевтического воздействия. После проведенного курса процедур у больных был выработан устойчивый навык психологической защиты, в результате чего снизился уровень тревожного состояния, купировался депрессивный синдром.

В качестве дополнительной иллюстрации эффективности заявляемого способа приведем пример больного с дебютом шизофрении с депрессивным синдромом: пациент Нес-в С.O, 16 лет (01.03.2008-10.04.2008). Уроженец СПб, наследственность отягощена шизофренией со стороны дяди по линии матери, алкогольная зависимость. Состояние характеризовалось пониженным настроением, напряженностью, тревожностью, апатичностью, эмоциональной сглаженностью, однообразностью и недостаточной адекватностью аффективных реакций. Суицидальных тенденций не прослеживалось. Произвольное непосредственное запоминание ослаблено. Опосредованное - в пределах нормы. Внимание - истощаемое по органическому типу. Общий темп психической деятельности замедлен. В мышлении выявлялись признаки структурных нарушений, затрагивающих его операциональный компонент в виде искажения процессов обобщения с периодической опорой на отдаленные и латентные признаки понятий при осуществлении операций сравнения. Динамический компонент в виде неустойчивости уровня обобщений при выполнении равнозначных по сложности заданий и операций. Мотивационный компонент мышления в виде нечеткости суждений, разноплановости, нарушений целенаправленности. Критичность мышления нарушена. По результатам обследования по методике Векслера интеллектуальное развитие соответствовало уровню низкой нормы (общий IQ=86, вербальный интеллект 92, невербальный 79), что характерно для органических нарушений. Эмоциональная сфера отличалась низкой дифференцированностью, бедностью и однообразием аффективных реакций. В иерархической структуре потребностей доминировали утилитарно-гедонистические побуждения. Не имел увлечений. Вел пассивный образ жизни. Побудительная функция мотивов ослаблена. Снижены процессы целеполагания и целедостижения. По характеру замкнут, тревожен, пассивен, несколько импульсивен. Ему свойственна высокая индивидуалистичность, социальная дезадаптация, шизоидный тип реагирования. К общению не стремился, не имел друзей. Ему были характерны реакции избегания, уход в себя и проявление уступчивости. В случае нарастания психоэмоционального напряжения был склонен совершать импульсивно-агрессивные действия, направленные на себя или окружающих без критики последствий своего поведения. Таким образом, характерными были индивидуально-психологические особенности, такие как структурное нарушение мышления, нарушение критичности, снижение эмоциональной и волевой сферы, апатичность, а также снижение энергетического потенциала. Имелись также искажение иерархической структуры потребностей, ослабление побудительной функции мотивов, соответствующей шизофреническому патопсихологическому симптомокомплексу. Нарушение мышления сочеталось с признаками, характерными для органических нарушений, такими как истощаемость произвольного внимания, существенное снижение невербального интеллекта по отношению к вербальному, общая торпидность, отражающаяся в психомоторике. Диагноз: шизофрения - параноидная форма, органическое расстройство личности и поведения, суицидальное поведение. В ЭЭГ доминирует альфа-ритм (70%), правильно распределенный. Веретена слабо выражены. В лобных отведениях значительная выраженность дельта-ритма: доля периодов колебаний дельта-диапазона - 13%.

После проведенной комплексной терапии с процедурами в соответствии с заявляемым способом по данным клинических наблюдений у больного заметно улучшилось самочувствие, настроение, восстановился сон. Изменилось поведение: поблекла бредовая симптоматика, повысилась самооценка, появилась критика к своему поведению и окружающим, заметно улучшилась коммуникабельность, снизился уровень тревожности и агрессивного поведения. В ЭЭГ стал доминировать альфа-ритм (70%), правильно распределенный. Веретена хорошо выражены. Снизилась дельта-активность в лобных отведениях до 8-9%.

Выписан с явным улучшением состояния на поддерживающую терапию и наблюдение в психоневрологический диспансер по месту жительства. Таким образом, вышеприведенные примеры реализации заявляемого способа нормализации психофизиологического состояния показывают, что его применение по сравнению с прототипом позволяет эффективнее восстанавливать психофизиологическое состояние пациентов за счет последовательного проведения регистрации сигналов мозга пациента, преобразования выбранных параметров сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы и воздействия на пациента этими сенсорными сигналами, а при этом устанавливают такие скорости нарастания и спада каждого сенсорного сигнала, при которой вызванная активность мозга не выявляется.

Предлагаемый способ нормализации психофизиологического состояния пациентов может быть широко использован в медицинских и реабилитационных учреждениях различного профиля, в том числе в больницах, клиниках, санаториях, домах отдыха, гостиницах.