Dynamics of indicators of computer stabilography at statokinetic load

全文:

Введение. Создание летательных аппаратов пятого поколения и усложнение решаемых задач в условиях высокоманевренного полёта предъявляет возрастающие требования к физическим и психофизиологическим качествам организма авиационного специалиста. В этих условиях всё большее значение приобретают обоснование требований к здоровью лётного состава и других членов экипажа и прогнозирование психофизиологической надёжности мультисенсорных систем поддержки функционального состояния (ФС) организма [7]. В связи с этим возникает необходимость постоянного поиска и применения новых методик и способов оценки функционального состояния организма авиационных специалистов. Как неспецифический индикатор функционального состояния организма в настоящее время находит применение стабилометрия [9]. Чувствительность стабилометрической методики и качество получаемой информации позволяют использовать эту методику для определения текущего функционального состояния при статокинетической нагрузке, представляющей все виды воздействий на систему анализаторов, воспринимающих пространство и осуществляющих функцию равновесия тела [1].

Исследования с использованием стабилометрии проводятся с преимущественной оценкой таких показателей, как площадь статокинезиограммы (S), средний радиус (R) отклонения центра давления (ЦД), средняя скорость (V) перемещения ЦД, качество функции равновесия (КФР). Данные показатели доказали высокую информативность и достоверность в оценке статокинетической устойчивости, отражающей способность системы анализаторов сохранять стабильную деятельность и обеспечивать высокий уровень профессиональной работоспособности [4].
В настоящее время одной из наименее изученных областей метода стабилометрии остаётся анализ спектра стабилограммы, представляющей сумму колебаний различных частот и амплитуд при воздействии внешних факторов.

Цель исследования. Выявить информативность показателей спектра стабилограммы для оценки изменений ФС организма при статокинетических нагрузках.

Материалы и методы. Проведено комплексное исследование 30 мужчин в возрасте от 19 до 22 лет. Статокинетические воздействия моделировались путём выполнения вестибулярной пробы – отолитовая реакция-10 (ОР-10) [1]. Методика выполнения ОР-10 заключается во вращении испытуемого, расположенного в кресле с закрытыми глазами и с наклоном на 900 вперёд. Осуществлялось 10 вращений в течение 10 с со скоростью 1800/с в одну сторону, затем после минутной паузы, во время которой испытуемый располагается вертикально с открытыми глазами, вращение осуществлялось в противоположную сторону в том же объёме [6].
ФС организма до и после ОР-10 оценивалось по данным артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), вариабельности сердечного ритма (ВСР), компьютерной стабилографии. ВСР оценивалась с помощью спектрального анализа и вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому с помощью аппаратно-программного комплекса «ВНССпектр» фирмы «Нейрософт» (Иваново) [2, 3].
Компьютерная стабилография проводилась с использованием компьютерного стабилоанализатора «Стабилан-01-2» фирмы «ОКБ Ритм» (Таганрог). Анализировались амплитуды колебаний диапазона частот спектра стабилограммы во фронтальных и сагиттальных плоскостях, S, R, V и КФР.
Полученные количественные данные обрабатывали с использованием методов статистики [8], уровень значимости различий средних величин оценивали на основании рангового критерия Вилкоксона для уровня достоверности 95% (p<0,05).

Результаты и их обсуждение. Установлено, что после воздействия вестибулярной нагрузки у 18 (60%) испытуемых наблюдалось статистически значимое (p<0,01) снижение КФР на 4% при открытых глазах (ОГ) и на 13% при закрытых глазах (ЗГ), а у 12 (40%) человек увеличение данного показателя на 6% при ЗГ. Таким образом, для последующего анализа были выделены две группы: 1-я группа – с ухудшением функции равновесия и 2-я группа – с ее улучшением.

В 1-й группе ухудшение постуральной устойчивости также подтверждалось статистически значимым (p<0,05) увеличением S на 81% при ЗГ, V на 17% при ОГ и на 31% при ЗГ (табл. 1).

 

Таблица 1

Показатели статокинезиограммы у испытуемых до и после ОР-10 в 1-й группе, n=18

Показатель	Описательная статистика Me [Q25; Q75]	р
Показатель	до	после	р
2 S, мм	ОГ	63,1 [36, 38; 90, 7]	86,2 [47, 78; 120, 08]	0,09
2 S, мм	ЗГ	70,25 [42, 05; 128, 45]	127,55 [60, 4; 239, 2]	0,02*
R, мм	ОГ	2,91 [2, 35; 3, 59]	3,23 [2, 6; 3, 73]	0,09
R, мм	ЗГ	3,62 [2, 61; 4, 6]	3,98 [2, 9; 5, 78]	0,11
V, мм/с	ОГ	6,5 [5, 05; 8, 51]	7,58 [5, 93; 10, 27]	0,01*
V, мм/с	ЗГ	8,79 [6, 41; 11, 08]	11,5 [8, 14; 16, 5]	0,0002*
КФР, %	ОГ	90,41 [84, 56; 94, 6]	86,94 [77, 89; 92, 39]	0,01*
КФР, %	ЗГ	83,52 [75, 83; 91, 48]	72,51 [56, 16; 85, 23]	0,0002*

Примечание: Ме – медиана; – Q25 нижняя квадратиль, – Q75 верхняя квадратиль; α=0,05 – пороговый уровень значимости; * – расчетное р≤α – различия статистически значимы.

 

Во 2-й группе улучшение постуральной устойчивости подтверждалось достоверным (p<0,05) уменьшением показателей S на 41%, R на 16%, V на 22% только при ЗГ (табл. 2).

 

Таблица 2

Показатели статокинезиограммы у испытуемых до и после ОР-10 во 2-й группе, n=12

Показатель	Описательная статистика Me [Q25; Q75]	р
Показатель	до	после	р
2 S, мм	ОГ	67,4 [52, 05; 76, 83]	50,1 [39, 58; 105, 78]	0,88
2 S, мм	ЗГ	99,55 [56, 4; 166, 55]	58,5 [46, 25; 142]	0,041*
R, мм	ОГ	3,06 [2, 69; 3, 32]	2,52 [2, 29; 4, 12]	0,88
R, мм	ЗГ	3,81 [2, 64; 4, 99]	3,21 [2, 45; 4, 26]	0,041*
V, мм/с	ОГ	7,48 [6, 18; 8, 5]	6,63 [6, 06; 7, 96]	0,81
V, мм/с	ЗГ	9,34 [7, 72; 14, 26]	7,27 [6, 69; 11, 42]	0,002*
КФР, %	ОГ	87,8 [84, 57; 91, 98]	90,24 [86, 51; 92, 5]	0,75
КФР, %	ЗГ	83,12 [63, 18; 86, 75]	88,17 [73, 75; 90, 03]	0,002*

Примечание: Ме – медиана; – Q25 нижняя квадратиль, – Q75 верхняя квадратиль; α=0,05 – пороговый уровень значимости; * – расчетное р≤α – различия статистически значимы.

Установлено, что статистически значимые изменения амплитуды колебаний частот как в сагиттальной, так и во фронтальной плоскости после вестибулярной нагрузки при ЗГ происходили в зоне низкой частоты (0,2–2 Гц), которая характеризует колебания центра давления испытуемого, связанные с регуляцией позы [8]. При этом если в 1-й группе наблюдалось увеличение амплитуды колебаний, то во 2-й группе обратные процессы. Полагаем, что ухудшение постуральной устойчивости сопровождается ростом амплитуды колебаний в диапазоне частот 0,2–2 Гц, а улучшение – их снижением.
Увеличение амплитуды колебаний в 1-й группе наблюдалось при частоте 0,5 Гц (p<0,01) в сагиттальной плоскости на 0,48 мм (83%) и во фронтальной плоскости на 0,29 мм (76,3%). Но показатели амплитуды колебаний данной частоты не образовывали корреляционных связей с показателями ВСР.
В ходе корреляционного анализа частот, которые статистически достоверно изменились после вестибулярной нагрузки, выявлены связи разной направленности с показателями спектра ВСР и вариационной пульсометрии.
Так, в 1-й группе ухудшение постуральной функции сопровождается увеличением активности симпатического отдела ВНС, что подтверждается ростом на 0,95 мм (69,3%) (p<0,01) амплитуды колебаний при частоте 0,25 Гц в сагиттальной плоскости при ЗГ (рис. 1). Данная частота образует умеренные прямые корреляционные связи с ЧСС, показателем адекватности процессов регуляции (ПАПР), индексом напряжения (ИН) и амплитудой моды (АМо). При этом уменьшается влияние парасимпатического отдела ВНС, что отражается в умеренных обратных корреляционных связях с модой (Мо), показателем преобладания парасимпатического звена (pNN50).

 

Рис. 1. Спектр стабилограммы в сагиттальной плоскости (ЗГ) в 1-й группе при ОР-10

Во 2-й группе наблюдалось улучшение постуральной функции при снижении активности симпатического отдела ВНС, что подтверждается уменьшением амплитуды колебаний при частоте 0,75 Гц на 0,41 мм (40,2%) (р<0,005) в сагиттальной плоскости при ЗГ (рис. 2). Данная частота образует прямые корреляционные связи с 60% уровнем мощности спектра, ПАПР, вегетативным показателем ритма (ВПР), АМо, а также обратные связи с Мо.

 

Рис. 2. Спектр стабилограммы в сагиттальной плоскости (ЗГ) во 2-й группе при ОР-10

Гиперадаптивная реакция в 1-й группе, по данным ВРС, после вестибулярной нагрузки сопровождалась ухудшением постуральной функции, об этом можно судить по увеличению на 0,39 мм (81%) (р<0,05) амплитуды колебаний при частоте 0,6 Гц в сагиттальной плоскости при ЗГ. Данная частота образует умеренные прямые корреляционные связи с мощностью зоны очень низкой частоты (VLF), средней мощностью зоны очень низкой частоты (AvVLF) и суммарной мощностью спектра (TP).
В 1-й группе во фронтальной плоскости при ЗГ обратные корреляционные связи образовывались с показателями мощности зоны высокой частоты (HF), средним показателем зоны высокой частоты (AvHF), активности парасимпатического звена вегетативной регуляции (RMSSD) при частоте 0,75 Гц (рис. 3). Рост амплитуды колебаний на 0,17 мм (63%) данной частоты позволяет говорить об уменьшении влияния парасимпатического отдела ВНС на постуральную устойчивость испытуемого.

 

Рис. 3. Спектр стабилограммы во фронтальной плоскости (ЗГ) в 1-й группе при ОР-10

Во 2-й группе во фронтальной плоскости при ЗГ статистически значимых изменений амплитуд колебаний частот не наблюдалось (рис. 4).

 

Рис. 4. Спектр стабилограммы во фронтальной плоскости (ЗГ) во 2-й группе при ОР-10

 

Заключение. Выявленные статистически значимые изменения показателей спектра компьютерной стабилографии при статокинетической нагрузке, как и основные показатели статокинезиограммы, являются высокоинформативными и чувствительными при оценке функционального состояния организма. Спектральный анализ стабилограммы, как и анализ вариабельности сердечного ритма, даёт возможность индивидуальной оценки функционального состояния организма при воздействии статокинетической нагрузки. Полученные результаты исследования показывают перспективность, необходимость дальнейших исследований и расширение возможностей компьютерной стабилографии в разработке объективных способов определения устойчивости лётного состава к неблагоприятным факторам лётного труда.

作者简介

A. Blaginin

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

编辑信件的主要联系方式.
Email: kokalata22@rambler.ru
俄罗斯联邦, г. Санкт-Петербург

I. Zhiltsova

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: kokalata22@rambler.ru
俄罗斯联邦, г. Санкт-Петербург

N. Alzhev

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: kokalata22@rambler.ru
俄罗斯联邦, г. Санкт-Петербург

T. Lapshina

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: kokalata22@rambler.ru
俄罗斯联邦, г. Санкт-Петербург

参考

补充文件