способ количественной оценки экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы

Формула изобретения

Способ количественной оценки экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы, включающий исследование сердечно-сосудистой системы, определение частоты сердечных сокращений и систолического объема, отличающийся тем, что частоту сердечных сокращений за минуту умножают на 0,45 и вычитают произведение из 56,44; систолический объем умножают на 0,47, суммируют с разностью и получают величину экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы в баллах, которую оценивают: в диапазоне 20 баллов и менее как I класс - низкий уровень экономичности, от 20 баллов и до 40 включительно как II класс - уровень экономичности ниже среднего, от 40 и до 60 включительно как III класс - средний уровень экономичности, от 60 и до 80 включительно как IV класс - уровень экономичности выше среднего, от 80 и более как V класс - высокий уровень.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области биологии и медицины, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано в валеологии, спортивной медицине, физиологии, гигиене, терапии, кардиологии.

Известен такой показатель состояния сердечно-сосудистой системы, как коэффициент выносливости [2], основанный на его расчете по значениям частоты сердечных сокращений, систолического и диастолического давлений, который может быть использован в качестве сравниваемого способа. Преимуществом этого способа является отсутствие инвазивности и возможность реализации в обычных условия. Ключевым недостатком является отсутствие возможности оценки экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы.

В качестве прототипа выбран способ оценки коэффициента экономичности кровообращения [2]. Суть оценки заключается в реализации обследования сердечно-сосудистой системы с определением частоты сердечных сокращений, систолического и диастолического давлений. К недостаткам этой оценки можно отнести следующие моменты: 1) использование двух расчетных величин, характеризующих в большей степени состояние сосудистого русла, 2) качественная оценка экономичности, 3) отсутствие количественных критериев оценки экономичности.

Задача изобретения - реализовать возможность количественной оценки экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы.

Выполнение поставленной задачи осуществляют за счет того, что частоту сердечных сокращений за минуту умножают на 0,45 и вычитают произведение из 56,44; систолический объем умножают на 0,47, суммируют с разностью и получают величину экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы в баллах, которую оценивают: в диапазоне 20 баллов и менее как I класс - низкий уровень экономичности, от 20 баллов и до 40 включительно как II класс - уровень экономичности ниже среднего, от 40 и до 60 включительно как III класс - средний уровень экономичности, от 60 и до 80 включительно как IV класс - уровень экономичности выше среднего, от 80 и более как V класс - высокий уровень.

Способ осуществляют следующим образом. Определяют частоту сердечных сокращений (ЧСС, раз/минуту) и систолический объем (СО, мл). ЧСС умножают на 0,45 и вычитают произведение из 56,44. Систолический объем умножают на 0,47, суммируют с разностью и получают величину экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы. Величину экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы оценивают: в диапазоне 20 баллов и менее как I класс экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы (низкий уровень), от 20 баллов и до 40 включительно как II класс (уровень ниже среднего), от 40 и до 60 включительно как III класс (средний уровень), от 60 и до 80 включительно как IV класс (уровень выше среднего), от 80 и более как V класс (высокий уровень).

Объектами исследования явились пожарные, имеющие 24-часовую продолжительность рабочего дня (РД) и график трудовой деятельности «24-часовой РД+72-часовой отдых». Все обследованные (n=16) на протяжении РД имели 5 и более выездов на пожаротушение. Обследование на протяжении РД осуществлялось 5 раз: обследование I производилось в течение 1-2 часов РД (период суток - 8⁰⁰-10 ⁰⁰), обследование II - после сигнала о выезде на пожар, обследование III - после пиковой психофизической нагрузки на пожаре, обследование IV - по прошествии 1 часа после пиковой психофизической нагрузки на пожаре, обследование V - в течение 24-25 часа РД (период суток: 7⁰⁰-9⁰⁰).

Исходные условия описания способа. Бóльшая психофизическая активность организма формирует большие энергозатраты. В свою очередь, большие энергозатраты требуют большего количества кислорода, а следовательно, и нагрузки для сердечно-сосудистой системы [1]. Следовательно, бóльшая психофизическая активность организма связана с количеством кислорода, потребляемого организмом. Это позволяет исследовать минутный объем кровообращения (МОК, мл/минуту) по принципу: чем больший МОК отмечается, тем меньшая экономичность функционирования организма наблюдается. Величина МОК рассчитывается по формуле: МОК=ЧСС*СО, где ЧСС - частота сердечных сокращений (раз/минуту), СО - систолический объем (мл) [1].

Таким образом, экономичность функционирования дыхательной системы может быть оценена по значениям двух параметров данной функциональной системы: ЧСС и СО.

Исходя из легкости восприятия значений в процентах диапазон экономичности был «ориентирован» на интервал 0-100 баллов. Доли каждого из двух элементов, принятых для оценки экономичности, приняты равными и составили по 50%. Предложена формула расчета величины экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы»:

ЭкФссс=56,44-0,45*ЧСС+0,47*СО,

где ЭкФ_ССС - величина экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы (в баллах), СО - систолический объем (мл), ЧСС - частота сердечных сокращений.

Значения ЭкФ_ССС, близкие к 100, характеризуют максимальные значения экономичности, близкие к 0 - минимальные.

Известно, что эффективность функционирования организма в различных условиях изменяется. С этой целью выполнен расчет экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы обследованных (табл.1).

Установлено, что в условиях физической нагрузки величина экономичности снижалась, оставаясь при этом стабильной на протяжении рабочего дня.

Таблица 1
Величина экономичности функционирования дыхательной системы в условиях рабочего дня суточной продолжительности.
Номер обследования	Величина ЭкФССС (баллы)
I	62,3±2,2
II	51,5±3,1
III	35,2±3,9
IV	56,3±3,6
V	64,4±2,9

Данный момент свидетельствовал о правильном формульном решении, «вписывающем» диапазон изменений ЭкФ_ССС в интервал 0-100 баллов и характеризующем меньшие значения ЭкФ_ССС как значения, отражающие более низкий уровень экономичности.

Критерии качественной оценки значений ЭкФ_ССС. Средние значения ЭкФ_ССС в условиях психофизиологической активности, обусловленной трудовой деятельностью суточной продолжительности, изменялись в диапазоне от 35,2 до 64,4 баллов. Наименьшее верхнее пограничное значение ЭкФ_ССС наблюдалось по результатам обследования III: 35,2+3,9=39,1 балла. Наибольшее нижнее пограничное значение ЭкФ _ССС наблюдалось по результатам обследовании V: 64,4-2,9=61,5 балла. Следовательно, для выделения диапазонов качественной оценки значений ЭкФ_ДС в качестве реперных значений можно выделить значения 40 и 60 баллов. Использование диапазона в 20 баллов позволяет использовать значения 80, 60, 40, 20 в качестве пограничных при выделении 5 классов функционального состояния сердечно-сосудистой системы (табл.2).

Предлагаемый способ реализован таким образом, что ЭкФ_ССС может быть рассчитана индивидуально и в субпопуляции любой численности.

Таблица 2
Критерии качественной характеристики значений экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы
Критерии оценки	Диапазоны значений экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы (ЭкФссс, в баллах) при выделении классов
	ЭкФССС >80	80 ЭкФССС>60	60 ЭкФССС>40	40 ЭкФССС>20	20 ЭкФССС
Класс ЭкФссс	I	II	III	IV	V
Характеристика класса	Высокий уровень	Уровень выше среднего	Средний уровень	Уровень ниже среднего	Низкий уровень

Использование предлагаемого способа расширяет диагностические возможности оценки функционального состояния человека за счет оценки экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы, а его использование имеет следующие преимущества:

1) доступен в реализации по результатам обследования сердечно-сосудистой системы;

2) определение экономичности функционирования системы основано на оценке двух показателей сердечно-сосудистой системы, которые могут быть определены при помощи неинвазивных методик исследования;

3) не требует продолжительных затрат времени, связанных с проведением обследования и расчетов, что позволяет считать его экспресс-способом.

Пример 1. Обследуемый А., 27 лет. Необходимо определить величину экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы на момент времени С. По результатам обследования на момент времени С установлено: частота сердечных сокращений - 72 раза/минуту, систолический объем 72,5 мл.

Используя формулу, рассчитали величину ЭкФ_{ССС А}:ЭкФ_{ССС А}=56,44-0,45*72+0,47*72,5=58,12 балла.

Данная величина ЭкФ_ССС соответствовала диапазону экономичности функционирования сердечно-сосудистой системы «средний уровень».

Пример 2. Спортсмены Д. и С. имеют одинаковый уровень спортивного мастерства и при одинаковых исходных показателях частоты сердечных сокращений и систолического объема реализовали близкие по продолжительности и интенсивности тренировочные нагрузки. Необходимо определить человека с более низкой величиной ЭкФ_ССС. По результатам обследования на момент окончания восстановительного периода установлено: у спортсмена Д. частота сердечных сокращений составила 68 раз/минуту, систолический объем 70,5 мл, у спортсмена С 75 раз/минуту, систолический объем 68,7 мл соответственно.

Используя предложенную формулу расчета, получим, что величина ЭкФ_ССС у спортсмена Д. составила 58,98 балла, у спортсмена С. 54,98 балла. Следовательно, более низкий уровень экономичности функционирования наблюдался у спортсмена С.

Предлагаемый способ отвечает широкому кругу требований, предъявляемых к способам, используемым при проведении массовых осмотров, так как:

1) обладает качествами экспресс-способа по продолжительности процедуры обследования и получения расчетной величины;

2) величина ЭкФ _ДС «вписана» в диапазон 0-100 баллов, что позволяет оценивать и воспринимать ЭкФО по аналогии, близкой к процентам;

3) формула расчета позволяет рассчитывать значения ЭкФ_ССС, величина которых меньше 0 и больше 100, оценивая эти значения как соответствующие I или V классам соответственно;

4) не предполагает оснащение сложными приборами, а результаты обследования не требуют дешифровки и сложных расчетов;

5) неинвазивен, безопасен для здоровья, позволяет осуществлять оценку величины искомого параметра по принципу «здесь и сейчас»;

6) не предъявляет специальных требований для подготовки помещений и обследуемых, что позволяет рекомендовать его для широкого использования, в том числе, и при проведении обследований на рабочем месте или параллельно реализуемой психофизической активности.

Источники информации

1. Нормальная физиология: Учебник / А.В.Коробков, А.А.Башкиров, К.Т.Ветчинкина / Под ред. А.В.Коробкова. - М.: Высш. Школа, 1980. - 560 с.

2. Основные виды деятельности и психологическая пригодность к службе в системе органов внутренних дел / Б.Г.Бовин, Л.Я.Зыбковец, М.Я.Калашников и др. / Под ред. Б.Г.Бовина, Н.И.Мягких, А.Д.Сафронова. - М.: НИЦ проблем медицинского обеспечения, 1997. - 344 с.