RU2429786C1 - Method of integral estimation of human body condition - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: it involves fractal analysis of the parameters of a derived path projection of a body centre of gravity on a horizontal plane and the parameters of cardiac rhytmogram by means of a radar sensor. The human body condition is estimated on a phase plane by the fractal parameter values of the path projection of the body centre of gravity on the horizontal plane and the fractal parameter of cardiac rhytmogram. ^ EFFECT: method extends the range of products for making an integral estimation of the body condition. ^ 3 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к медицине, а именно к гигиене, и может быть использовано для интегральной оценки состояния человека при выявлении отклонений от нормы во время проведении скрининг-обследований детей, подростков и взрослых, в том числе при массовых медицинских осмотрах, с последующим формировании групп риска, обоснованием дифференцированных профилактических и оздоровительных мероприятий и оценкой их эффективности на основе дистанционной регистрации и вычисления количественных характеристик перемещения центра тяжести тела и ритма сердца, параметры которых определяются с помощью радиолокационного метода. Параметры функции равновесия, оцениваемые по данным траектории проекции центра тяжести человека на горизонтальную плоскость, и параметры ритма сердца являются интегральными индикаторами функционирования организма в связи с тем, что отражают влияние многих эндогенных и экзогенных факторов, действующих на организм в процессе его жизнедеятельности.The invention relates to medicine, namely to hygiene, and can be used for an integral assessment of a person’s condition when abnormalities are detected during screening examinations of children, adolescents and adults, including during mass medical examinations, followed by the formation of risk groups, substantiation of differentiated preventive and improving measures and assessment of their effectiveness on the basis of remote recording and calculation of quantitative characteristics of the movement of the center of gravity of the body and ri tma of the heart, the parameters of which are determined using the radar method. The parameters of the equilibrium function, estimated according to the trajectory of the projection of the center of gravity of a person on a horizontal plane, and the parameters of the heart rhythm are integral indicators of the functioning of the body due to the fact that they reflect the influence of many endogenous and exogenous factors acting on the body during its life.

При этом устройство - доплеровский локатор для реализации способа, позволяет одновременно в одном луче получать данные о траектории проекции центра тяжести тела человека и его мгновенном ритме сердца. Геометрическая интерпретация фрактальных параметров β позволила обозначить на фазовой плоскости области, соответствующие нормальному состоянию организма человека, слабовыраженному и выраженному отклонениям от него.At the same time, the device is a Doppler locator for implementing the method, which allows simultaneously to obtain data on the trajectory of the projection of the center of gravity of the human body and its instantaneous heart rate in one beam. The geometric interpretation of the fractal parameters β made it possible to identify on the phase plane the areas corresponding to the normal state of the human body, mild and pronounced deviations from it.

Уровень техники в области, к которой относится изобретение, включает следующие решения:The prior art in the field to which the invention relates includes the following solutions:

1. Способ регистрации артериального пульса и частоты дыхания и устройство для его осуществления, который позволяет дистанционно определять параметры артериального пульса с одновременной регистрацией кривой дыхательной экскурсии. Недостатком такого устройства является отсутствие в схеме устройства блока обработки сигнала на промежуточной частоте (работа по гомодинной схеме, то есть с одним генератором), что снижает точность измерения (патент №2053706, кл. А61В 5/02).1. A method of recording arterial pulse and respiratory rate and a device for its implementation, which allows you to remotely determine the parameters of the arterial pulse while recording the curve of the respiratory excursion. The disadvantage of this device is the absence in the device circuit of the signal processing unit at an intermediate frequency (operation according to a homodyne circuit, that is, with one generator), which reduces the measurement accuracy (patent No. 2053706, class A61B 5/02).

2. Способ оценки психофизиологического состояния пациента и устройство для доплеровской локации, который позволяет проводить терапевтическое воздействие на пациента КВЧ-облучением с одновременным исследованием психофизиологического состояния пациента. Недостатком такого устройства является работа устройства на одну антенну и отсутствие в схеме устройства блока усиления на промежуточной частоте, что снижает точность измерения (патент №2071718, кл. А61В 5/02).2. A method for assessing the psychophysiological state of a patient and a device for Doppler location, which allows therapeutic effect on the patient by EHF irradiation with a simultaneous study of the psychophysiological state of the patient. The disadvantage of this device is the operation of the device on one antenna and the absence in the device circuit of the amplification unit at an intermediate frequency, which reduces the measurement accuracy (patent No. 2071718, class AB 5/02).

3. Способ, описанный в авт.св. №2165733, кл. А61В 5/103, А61В 5/00, 1999 г. «СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБЩЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА». Изобретение относится к медицине и позволяет оценить функциональное состояние человека по интегральному показателю. Для этого тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации. На каждом этапе тестирования измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления человека на стабилографическую платформу. После чего анализируют траекторию движения центра давления (статокинезиограммы) путем векторного анализа. На оси координат статокинезиограммы точками отмечают вершины всех векторов, начала которых предварительно приводят в центр оси координат. Полученное облако значений векторов разделяется концентрическими кругами равной площади на несколько зон. Далее производится подсчет количества вершин векторов, попавших в каждую зону, подсчет относительной частоты вершин векторов в каждой зоне. Строится график кумулятивной зависимости относительной частоты вершин векторов в зоне порядкового номера зоны. Полученный график аппроксимируют по экспоненциальному закону f(n)=1-еλⁿ. При этом коэффициент λ принимают за показатель, характеризующий качество функции равновесия. Этот интегральный стабилографический показатель рассчитывается для каждого этапа теста. Чем больше значение коэффициента качества функции равновесия, тем лучше качество равновесия человека. Сравнивая полученные значения коэффициента качества функции равновесия с заранее заданными значениями или интервалом значений, делают вывод об общем функциональном состоянии человека. Способ позволяет определить уровень работоспособности, оценить функцию и объективизировать общее состояние пациента с различными заболеваниями.3. The method described in ed. No. 2165733, class А61В 5/103, А61В 5/00, 1999. “METHOD FOR EVALUATING THE GENERAL FUNCTIONAL STATE OF A HUMAN”. The invention relates to medicine and allows to evaluate the functional state of a person by an integral indicator. To do this, testing is carried out in several stages with varying degrees of complexity of tasks to maintain a vertical posture, simulating a different amount of information received by a person. At each stage of testing, the trajectory of the center of pressure of a person on a stabilographic platform is measured and recorded. Then analyze the trajectory of the center of pressure (statokinesiogram) by vector analysis. On the coordinate axis, the statokinesiogram points mark the vertices of all vectors, the beginnings of which are previously brought to the center of the coordinate axis. The resulting cloud of vector values is divided by concentric circles of equal area into several zones. Next, the number of vertices of the vectors that fall into each zone is calculated, and the relative frequency of the vertices of the vectors in each zone is calculated. A cumulative graph of the relative frequency of the vertices of the vectors in the zone ordinal number zone is plotted. The resulting graph is approximated exponentially f (n) = 1-eλⁿ . In this case, the coefficient λ is taken as an indicator characterizing the quality of the equilibrium function. This integral stabilographic indicator is calculated for each stage of the test. The greater the value of the coefficient of quality of the equilibrium function, the better the quality of human equilibrium. Comparing the obtained values of the quality coefficient of the equilibrium function with predetermined values or an interval of values, a conclusion is drawn about the general functional state of a person. The method allows to determine the level of performance, evaluate the function and objectify the general condition of the patient with various diseases.

Недостатками способа по авт.св. №2165733 являются сложность проведения тестирования и его анализа и отсутствие учета влияния собственных характеристик стабилоплатформы на результаты измерений.The disadvantages of the method according to ed. No. 2165733 are the complexity of testing and its analysis and the lack of consideration of the influence of the own characteristics of the stable platform on the measurement results.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом является (авт.св. № RU (11) 2234852 (13) С2, от 2004.08.27 ) «Способ прогнозирования течения и исхода заболевания у пациентов в остром периоде ишемического инсульта», который после обработки временных рядов RR-кардиоинтервалов оценивает стандартное отклонение значений кардиоинтервалов, фрактальные показатели соответственно для центральной нервной системы (ЦНС) и вегетативной нервной системы (ВНС), а также потенциал самоорганизации системы.The closest in technical essence and the achieved result analogue is (author St. No. RU (11) 2234852 (13) C2, from 2004.08.27) “Method for predicting the course and outcome of the disease in patients in the acute period of ischemic stroke”, which after treatment the time series of RR cardio intervals assesses the standard deviation of the cardiointerval values, fractal indices for the central nervous system (CNS) and autonomic nervous system (ANS), respectively, as well as the potential for self-organization of the system.

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении точности и достоверности прогнозирования течения и исхода заболевания у пациентов в остром периоде ишемического инсульта. Данный технический результат достигается тем, что в способе прогнозирования течения и исхода заболевания у пациентов в остром периоде ишемического инсульта оцениваются следующие интегральные параметры системной регуляции: 1(ЦНС), 2(ВНС) и U, где один из параметров - нормированное стандартное отклонение значений кардиоинтервалов, характеризующее напряжение стохастической компоненты гомеостаза организма и отражающее его энергоструктурные адаптационные затраты; 1,2-фрактальные показатели соответственно для центральной нервной системы (ЦНС) и вегетативной нервной системы (ВНС); U - потенциал самоорганизации системы (потенциал гомеостаза ЦНС).The technical result to which this invention is directed is to increase the accuracy and reliability of predicting the course and outcome of the disease in patients in the acute period of ischemic stroke. This technical result is achieved by the fact that in the method for predicting the course and outcome of the disease in patients in the acute period of ischemic stroke, the following integral parameters of system regulation are evaluated: 1 (CNS), 2 (ANS) and U, where one of the parameters is the normalized standard deviation of the values of the cardiac intervals , characterizing the stress of the stochastic component of the organism’s homeostasis and reflecting its energy-structural adaptation costs; 1,2-fractal indices respectively for the central nervous system (CNS) and the autonomic nervous system (ANS); U is the potential for self-organization of the system (the potential of central nervous system homeostasis).

Интегральная характеристика U позволяет определить меру риска снижения устойчивости исследуемой функциональной системы или, напротив, отражает тенденцию нормализации при адекватной терапии, при этом при значениях =1,0; 1<1,2<1,6; 0,85<U<1,0 прогноз благоприятен, а при значениях =0,6; 1,2=0,6 и U=0,85 прогнозируют ухудшение состояния, а при U=-0,6 критический порог, несовместимый с жизнью. Метод кардиоинтервалометрии основан на анализе частотно-временной и фрактальной структуры флуктуации RR-кардиоинтервала с использованием современных подходов клинической физиологии и теории нелинейных интерактивных систем.The integral characteristic U allows you to determine the risk measure for reducing the stability of the studied functional system or, on the contrary, reflects the tendency to normalize with adequate therapy, with values = 1.0; 1 <1.2 <1.6; 0.85 <U <1.0, the prognosis is favorable, and with values = 0.6; 1.2 = 0.6 and U = 0.85 predict deterioration, and at U = -0.6 a critical threshold that is incompatible with life. The method of cardiointervalometry is based on the analysis of the time-frequency and fractal structure of fluctuations of the RR cardiointerval using modern approaches of clinical physiology and the theory of nonlinear interactive systems.

Степень интегративных процессов в ЦНС и ВНС отражают 1,2-фрактальные показатели соответственно для ЦНС и ВНС, которые определяются с помощью метода Пенга. Функциональный оптимум регуляции гомеостаза системы достигается при значении этих параметров, равных 1,00. Физиологический диапазон, соответствующий нормальной адаптационной реакции: 1<<0,6 возникают процессы дезинтеграции, а затем и хаотизации системных связей, ведущие к нарушению существующей системной иерархии. При значениях >1,6 отмечается переход к режиму гиперинтеграции, который характеризуется ригидностью режимов регуляции. В обоих случаях система теряет адаптационную устойчивость, что является прогностически неблагоприятным фактором.The degree of integrative processes in the central nervous system and the central nervous system reflect the 1,2-fractal indicators for the central nervous system and the central nervous system, which are determined using the Peng method. The functional optimum of the regulation of homeostasis of the system is achieved with a value of these parameters equal to 1.00. The physiological range corresponding to the normal adaptive reaction: 1 << 0.6, there are processes of disintegration, and then chaotization of systemic links, leading to disruption of the existing system hierarchy. For values> 1.6, a transition to a regime of hyperintegration is observed, which is characterized by the rigidity of regulation modes. In both cases, the system loses adaptive stability, which is a prognostically unfavorable factor.

Таким образом, полученные результаты позволяют заключить, что показатели метода стохастической диагностики риска позволяют получить данные о динамике состояния еще до объективных изменений клинической симптоматики и прогнозировать возможный исход заболевания.Thus, the obtained results allow us to conclude that the indicators of the stochastic risk diagnosis method allow obtaining data on the dynamics of the state even before objective changes in clinical symptoms and predicting the possible outcome of the disease.

Цель изобретения - создание точного и достоверного способа интегральной оценки состояния человека, заключающегося в анализе фрактальных параметров траектории проекции центра тяжести на горизонтальную плоскость и фрактальных параметров ритмограммы сердца.The purpose of the invention is the creation of an accurate and reliable method of integral assessment of a person’s state, consisting in the analysis of fractal parameters of the trajectory of the projection of the center of gravity on the horizontal plane and fractal parameters of the heart rhythm.

Фрактальный параметр траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость (β_ЦТ) находят путем аппроксимации спектра, полученного с помощью встроенной функции компьютерного математического пакета «Mathcad 14» по временной реализации траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость, полученной при натурном измерении траектории, степенной функцией вида f^(-β _ЦТ ⁾. Фрактальный параметр ритмограммы сердца (β_пульс) находят путем аппроксимации спектра ритмограммы, полученного с помощью встроенной функции компьютерного математического пакета «MathCad 14» по временной реализации ритмограммы сердца, полученной при натурном измерении, степенной функцией вида f^(-β _пульс ⁾. В обоих случаях аппроксимация спектров проводится методом градиентного спуска (компьютерный пакет «MathCad 14»).The fractal parameter of the trajectory of the projection of the center of gravity of the body on the horizontal plane (β_CT ) is found by approximating the spectrum obtained using the built-in function of the computer mathematical package “Mathcad 14” for the temporal realization of the trajectory of the projection of the center of gravity of the body on the horizontal plane, obtained by full-scale measurement of the trajectory, power function of the form f^(-β_CT⁾ . The fractal parameter of the heart rhythmogram (β_pulse ) is found by approximating the spectrum of the rhythmogram obtained using the built-in function of the computer mathematical package "MathCad 14" for the temporal implementation of the heart rhythm obtained by full-scale measurement with a power function of the form f^(-β_pulse⁾ . In both cases, the approximation of the spectra is carried out by the gradient descent method (computer package "MathCad 14").

Для определения фрактального параметра по спектру ритмограммы сердца используется та часть спектра ритмограммы, которая связана с управлением ритма сердца со стороны ЦНС. Этот диапазон соответствует частотам (0,004-0,04 Гц) [Баевский P.M.]. После аппроксимации спектра в этом диапазоне по описанному выше методу определяется фрактальный параметр β_пульс.To determine the fractal parameter from the spectrum of the heart rhythmogram, the part of the rhythmogram spectrum that is associated with the control of the heart rhythm by the central nervous system is used. This range corresponds to frequencies (0.004-0.04 Hz) [Bayevsky PM]. After approximating the spectrum in this range, the fractal parameter β_{pulse is} determined by the method described above.

Для определения фрактального параметра по спектру траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость используется та часть спектра, которая связана с управлением функции равновесия со стороны ЦНС. Этот диапазон соответствует частотам (0,001-0,04 Гц). После аппроксимации спектра в этом диапазоне по описанному выше методу определяется фрактальный параметр β_ЦТ.To determine the fractal parameter from the spectrum of the trajectory of the projection of the center of gravity of the body on the horizontal plane, the part of the spectrum that is associated with the control of the equilibrium function by the central nervous system is used. This range corresponds to frequencies (0.001-0.04 Hz). After approximating the spectrum in this range, the fractal parameter β_{CT is} determined by the method described above.

При этом оценку состояния организма проводят на фазовой плоскости по значениям фрактального параметра траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость и фрактального параметра ритмограммы сердца. Фрактальный параметр β получают путем анализа спектра изучаемого процесса. Полученные при обследовании результаты могут длительное время храниться в базе данных компьютера, что позволяет оперативно использовать их для анализа в любое время и наблюдать в динамике положительные или отрицательные изменения в состоянии организма человека, объективно оценивать эффективность проводимых профилактических и оздоровительных мероприятий.In this case, the state of the organism is assessed on the phase plane according to the values of the fractal parameter of the trajectory of the projection of the body's center of gravity on the horizontal plane and the fractal parameter of the heart rhythmogram. The fractal parameter β is obtained by analyzing the spectrum of the process under study. The results obtained during the examination can be stored for a long time in a computer database, which allows you to quickly use them for analysis at any time and observe the dynamics of positive or negative changes in the state of the human body, objectively evaluate the effectiveness of preventive and health measures.

После того, как фрактальные параметры определены по указанной методике для каждого из группы испытуемых, строится график фазовой плоскости с осями координат (β_ЦТ) и (β_пульс). При этом группа испытуемых разбивается на несколько подгрупп с предварительным диагнозом: нормальное состояние организма (без нарушения опорно-двигательного аппарата), слабовыраженное (нарушение осанки) и выраженное (деформация позвоночника) отклонение от него.After fractal parameters are determined by the specified methodology for each of the group of subjects, a phase plane graph is plotted with the coordinate axes (β_CT ) and (β_pulse ). In this case, the group of subjects is divided into several subgroups with a preliminary diagnosis: normal state of the body (without disturbance of the musculoskeletal system), mild (impaired posture) and severe (spinal deformity) deviation from it.

На графике фазовой плоскости в осях координат (β_ЦТ) и (β_пульс) наносятся точки, соответствующие рассчитанным значениям фрактальных параметров (β_ЦТ) и (β_пупьс) для каждого испытуемого. Нанесенные точки на фазовой плоскости группируются в определенной области двумерного фазового пространства в соответствии с состоянием здоровья испытуемых, при этом возможно пересечение этих областей.On the phase plane graph in the coordinate axes (β_CT ) and (β_pulse ), points corresponding to the calculated values of the fractal parameters (β_CT ) and (β_pups ) for each subject are_plotted . The plotted points on the phase plane are grouped in a certain area of the two-dimensional phase space in accordance with the state of health of the subjects, while it is possible to intersect these areas.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что нормальному состоянию организма соответствует область на фазовой плоскости со следующими значениями фрактальных параметров: β_ЦТ=(0,9-1,0); β_пульс=(1,0-1,8);Experimental studies have shown that the normal state of the body corresponds to the region on the phase plane with the following values of fractal parameters: β_CT = (0.9-1.0); β_pulse = (1.0-1.8);

слабовыраженному нарушению осанки соответствует область на фазовой плоскости со следующими значениями фрактальных параметров: β_ЦТ=(0,4-0,8); β_пульс=(1,0-2,2);a mild violation of posture corresponds to a region on the phase plane with the following values of fractal parameters: β_CT = (0.4-0.8); β_pulse = (1.0-2.2);

выраженной деформации позвоночника соответствует область на фазовой плоскости со следующими значениями фрактальных параметров: β_ЦТ=(0,55-1,25); β_пульс=(1,6-2,6).pronounced spinal deformity corresponds to a region on the phase plane with the following values of fractal parameters: β_CT = (0.55-1.25); β_pulse = (1.6-2.6).

Результаты проведенных экспериментов показали, что полученная оценка является интегральной, так как она включает в себя графический анализ взаимодействия двух важнейших систем организма, управляемых из одного центра - ЦНС: системы поддержания равновесия вертикальной позы и системы регуляции ритма сердца.The results of the experiments showed that the estimate obtained is integral, since it includes a graphical analysis of the interaction of two most important body systems controlled from one center - the central nervous system: a system for maintaining the balance of a vertical posture and a system for regulating heart rhythm.

Окончательная оценка диагноза производится медицинским специалистом с учетом того, в какую область фазовой плоскости попала точка при проведении измерения.The final assessment of the diagnosis is made by a medical specialist, taking into account which region of the phase plane the point fell during the measurement.

Фрактальный параметр β отражает согласованность и иерархию функциональных связей гомеостаза. Оптимуму гомеостатической регуляции соответствует значение фрактального параметра β=1, который обеспечивается оптимумом фрактальности интеграции функциональных связей гомеостаза на всех уровнях его организации, исходя из обобщенного определения нормы здоровья как «биологического оптимума живой системы». Нарушение фрактальности системной самоорганизации (β≠1) приводит к дисбалансу кооперативных процессов ЦНС.The fractal parameter β reflects the consistency and hierarchy of functional relationships of homeostasis. The optimum of homeostatic regulation corresponds to the value of the fractal parameter β = 1, which is ensured by the optimum of fractality of the integration of the functional connections of homeostasis at all levels of its organization, based on the generalized definition of the health norm as the “biological optimum of a living system”. Violation of the fractality of systemic self-organization (β ≠ 1) leads to an imbalance in the cooperative processes of the central nervous system.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении точности и достоверности количественной оценки функционального состояния организма человека.The technical result achieved by using the invention is to increase the accuracy and reliability of the quantitative assessment of the functional state of the human body.

Данный способ существенно повышает точность обследования относительно существующих способов, сокращает его время и заметно расширяет возможности медицинских осмотров детского и взрослого населения.This method significantly increases the accuracy of the examination relative to existing methods, reduces its time and significantly expands the possibilities of medical examinations of children and adults.

Заявляемый способ удовлетворяет критерию «промышленная применимость», т.к. известны способы, выполняющие аналогичные заявляемому способу функции (патенты №№2000080, 2053706, 2116047), при этом задачи, решаемые в указанных патентах, отличаются от задач, решаемых в заявленном способе.The inventive method meets the criterion of "industrial applicability", because Known methods that perform similar functions to the claimed method (patents No. 2000080, 2053706, 2116047), while the tasks solved in these patents differ from the tasks solved in the claimed method.

Способ осуществляется следующим образом:The method is as follows:

1. Медицинская сестра вводит в компьютерную базу данных основные паспортные данные обследуемого.1. The nurse enters the main passport data of the subject into the computer database.

2. Обследуемый, не раздеваясь, принимает свободную вертикальную позу.2. The examinee, without undressing, assumes a free vertical position.

3. С помощью лазерного прицела, имеющегося в устройстве, узкий луч радиолокатора направляют на поясничную область позвоночника на уровне 5-го поясничного позвонка.3. Using the laser sight in the device, a narrow radar beam is sent to the lumbar region of the spine at the level of the 5th lumbar vertebra.

4. Медицинский работник располагает радиолокационный датчик с антеннами на расстоянии 50 см - 1,0 м от облучаемого участка поверхности тела таким образом, чтобы пятнышко лазерного луча прицела находилось на остистом отростке 5-го поясничного позвонка, в области которого находится центр тяжести тела человека.4. The medical professional has a radar sensor with antennas at a distance of 50 cm - 1.0 m from the irradiated area of the body surface so that the spot of the laser beam of the sight is located on the spinous process of the 5th lumbar vertebra, in the area of which the center of gravity of the human body is located.

В качестве начала систем координат, связанных с телом, не всегда удобно брать центр масс тела: его положение довольно трудно определить, при изменении позы ОЦМ смещается и может даже выйти за пределы тела. Поэтому в качестве фиксированных антропометрических ориентиров, с которыми удобно связывать начало системы координат, разными авторами предлагались:It is not always convenient to take the center of mass of the body as the origin of the coordinate systems associated with the body: its position is rather difficult to determine, when the posture changes, the JMC shifts and can even go beyond the body. Therefore, as fixed anthropometric landmarks, with which it is convenient to connect the origin of the coordinate system, various authors proposed:

а) выход крестцового канала (между крестцовыми рогами), который легко пальпируется. Так как крестец является жестким образованием, система координат, начинающаяся в этой точке, хорошо ориентируется: вертикальная ось OY направлена вверх по крестцу, фронтальная OX - влево, сагиттальная ось OZ - вперед (Panjabietal., 1974);a) the exit of the sacral canal (between the sacral horns), which is easily palpated. Since the sacrum is a rigid formation, the coordinate system starting at this point is well oriented: the vertical axis OY is directed upwards along the sacrum, the frontal axis OX is directed to the left, the sagittal axis OZ is directed forward (Panjabietal., 1974);

б) вершина остистого отростка пятого поясничного позвонка (А.Н.Лапутин, 1976) - точка, весьма близко расположенная к центру масс тела человека, стоящего в обычной стойке. Так как тело человека не является неизменным твердым телом, а представляет собой систему подвижных звеньев, то положение ОЦТ будет определяться главным образом позой тела человека (т.е. взаимным относительным положением звеньев тела) и изменяться с изменением позы. Говоря об ОЦТ тела человека, следует иметь в виду не геометрическую точку, а некоторую область пространства, в которой эта точка перемещается. Это перемещение обусловлено процессами дыхания, кровообращения, пищеварения, мышечного тонуса и т.д., т.е. процессами, приводящими к постоянному смещению ОЦТ тела человека. Ориентировочно можно считать, что диаметр сферы, внутри которой происходит перемещение ОЦТ, в спокойном состоянии, составляет 10-20 мм.»b) the apex of the spinous process of the fifth lumbar vertebra (A.N. Laputin, 1976) - a point very close to the center of mass of a person standing in an ordinary stance. Since the human body is not an invariable solid, but is a system of moving links, the position of the BTC will be determined mainly by the pose of the human body (i.e., the relative relative position of the links in the body) and change with a change in posture. Speaking about the BTC of the human body, one should not keep in mind a geometric point, but some region of space in which this point moves. This movement is due to the processes of respiration, blood circulation, digestion, muscle tone, etc., i.e. processes leading to a constant displacement of the human body bct. Tentatively, we can assume that the diameter of the sphere within which the bcc is moving in a calm state is 10–20 mm. ”

5. После указанных действий в течение 3-х минут проводится измерение, результаты которого автоматически заносятся в компьютерную базу данных.5. After these actions, a measurement is carried out within 3 minutes, the results of which are automatically entered into a computer database.

Данные, которые заносятся в базу данных, состоят из дискретных значений (с частотой дискретизации 200 Гц) изменения дальности от неподвижной антенны радиолокатора до облучаемой площадки выбранного участка тела человека. Разрешающая способность радиолокатора по дальности составляет 1-2 микрометра. Поэтому с высокой точностью можно регистрировать как траекторию перемещения ЦТ в горизонтальной плоскости человека, стоящего в свободной вертикальной стойке, так и изменение диаметра подкожных сосудов при пульсовом кровенаполнении. По динамике диаметра кровеносных сосудов восстанавливается мгновенный ритм сердца.The data that is entered into the database consists of discrete values (with a sampling frequency of 200 Hz) of the range change from the fixed radar antenna to the irradiated area of a selected part of the human body. The range resolution of the radar is 1-2 micrometers. Therefore, it is possible to record with high accuracy both the trajectory of the CT movement in the horizontal plane of a person standing in a free vertical stance and the change in the diameter of the subcutaneous vessels during pulse blood filling. According to the dynamics of the diameter of blood vessels, the instantaneous rhythm of the heart is restored.

6. С помощью типовых компьютерных программ спектральной обработки данных и аппроксимации спектра степенной функцией вида f^(-β) рассчитывают фрактальный параметр β_ЦТ траектории проекции центра тяжести человека и фрактальный параметр β_ритм ритма сердца и после измерений, проведенных на группе испытуемых, определяют на фазовой плоскости области, соответствующие нормальному состоянию организма (без нарушения опорно-двигательного аппарата), слабовыраженному (нарушение осанки) и выраженному (деформация позвоночника) отклонениям от него.6. Use of standard computer programs and processing data of the spectral approximation of the power spectrum function of the form f^(-β) calculated fractal parameter β_DH projection path and the center of gravity of human fractal parameter β_{rhythm of} heart rate and after measurements performed on a group of subjects to determine the phase plane of the region corresponding to the normal state of the body (without disturbance of the musculoskeletal system), mild (violation of posture) and pronounced (deformation of the spine) deviations from it.

Примеры трендов ритма сердца и траектории проекции ЦТ в горизонтальной плоскости, их спектры, а также области на фазовой плоскости, соответствующие нормальному состоянию организма (пациент А: β_ЦТ=0,917; β_ритм=1,2), слабовыраженным (пациент Б: β_ЦТ=0,72; β_ритм=1,25) и выраженным отклонениям от него (пациент В: β_ЦТ=1,14; β_ритм=1,82 сколиоз 2-й степени) представлены на фиг.1-3.Examples of heart rhythm trends and the trajectory of the projection of CT in the horizontal plane, their spectra, as well as areas on the phase plane corresponding to the normal state of the body (patient A: β_CT = 0.917; β_rhythm = 1.2), mild (patient B: β_CT = 0.72; β_rhythm = 1.25) and pronounced deviations from it (patient B: β_CT = 1.14; β_rhythm = 1.82 scoliosis of the 2nd degree) are presented in figures 1-3.

Claims (1)

Translated fromRussian

Способ интегральной оценки состояния организма человека, заключающийся во фрактальном анализе данных, полученных с помощью радиолокационного датчика, параметров траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость и фрактальных параметров ритмограммы сердца, отличающийся тем, что оценку состояния организма человека проводят на фазовой плоскости по значениям фрактального параметра траектории проекции центра тяжести тела на горизонтальную плоскость и фрактального параметра ритмограммы сердца.The method of integral assessment of the state of the human body, which consists in a fractal analysis of data obtained using a radar sensor, the parameters of the trajectory of the projection of the center of gravity of the body on a horizontal plane and fractal parameters of the heart rhythm, characterized in that the state of the human body is evaluated on the phase plane by the values of the fractal parameter the trajectory of the projection of the center of gravity of the body on a horizontal plane and the fractal parameter of the heart rhythmogram.

Images