Исследование вариабельности параметров периферического пульса спортсменов

Автор: Павлов Александр Емшьянович, Дудин Сергей Александрович, Цыбиков Анатолий Сергеевич

Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu

Статья в выпуске: SB, 2012 года.

Бесплатный доступ

В работе исследованы вариабельности параметров периферического пульса спортсменов-единоборцев на автоматизированном пульсодиагностическом комплексе (АПДК) на основе методов тибетской медицины Ключевые слова: пульсовая диагностика, нагрузка, спектральный анализ.

Короткий адрес: https://sciup.org/148181334

IDR: 148181334

Текст научной статьи Исследование вариабельности параметров периферического пульса спортсменов

Перед тем как применить автоматизированный метод пульсовой диагностики тибетской медицины с помощью АПДК в рамках методики комплексного контроля нагрузок спортсменов нам потребовалось детальное изучение и исследование отдельных вопросов относительно надежности (вариабельности) некоторых информативных параметров.

Диагностика по пульсу человека применялась с древнейших времен разными народами (Цыдыпов ЧД, 1988; Дашиева Д.Б., 2001). С развитием технических средств ее также стали применять для диагностических целей (Терехова Л.Г., 1968). Однако, несмотря на применение многочисленных методов статистического, структурного, спектрального анализов и других подходов, сложность пульсового сигнала не позволяет однозначно проводить диагностику заболеваний, в особенности отдельных органов, что является одной из главных достоинств диагностики тибетской медицины. Современная медицина достигла успехов в основном при анализе ритма сердца (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984) и диагностике некоторых сосудистых заболеваний (Орлов В.В., 1961). Однако анализ изменений пульса при пережиме артерии выпадает из области современных исследований. Единственным применением можно назвать только прослушивание тонов Короткова от передавливания плечевой артерии при регистрации изменений артериального давления человека (Korotkoff, 1956).

В то же время для тибетской медицины изменение параметров пульса при пережатии артерии в точках диагностики является решающим фактором оценки преобладания тех или иных регулирующих систем организма и выбора методов лечения (Дармаев Т.Г., Дудин С А., Занданова Г.И., Хабиту-ев Б.В., Хайдаров Ф.В., Цыбиков А.С., 2010).

Автоматизированный пульсодиагностический комплекс (АПДК) для регистрации периферического пульса, по сообщениям разработчиков, производит диагностику по методу тибетской медицины (В.В. Бороноев, 1996; Л.Н. Азаргаев, В.В. Бороноев, В.А. Тарнуев, 2000). Действительно, данный метод отличается доступностью в применении, оперативностью и высокой информативностью. Однако опубликованные ими данные требуют уточнения в отношении надежности используемых методов. В частности, изучение зависимости изменения значений показателей от пережима артерий по канонам тибетской медицины также нигде не приводилось. Решение данной проблемы позволит повысить обоснованность данного метода и извлечь практические рекомендации по применению методики диагностики в подготовке спортсменов. Поэтому нами были проведены исследования по регистрации изменений периферического пульса человека от степени пережима артерии. Результаты проведенных исследований изложены ниже.

Материалы и методы исследования. Для регистрации периферического пульса использовался автоматизированный пульсодиагностический комплекс (АПДК) (Бороноев В.В., 1996). Он представляет собой регистрирующий прибор в виде набора датчиков давления с близкими амплитудночастотными характеристиками и регулируемым прижимом, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и компьютера. Алгоритмы обработки пульса, результат которых выдается АПДК в цифровом виде и может быть проанализирован, дают два информативных параметра: “энергетический коэффициент” (ЭК), представляющий собой отношение мощности спектра пульса от 1 до 10 Гц к мощности спектра от 10 до 50 Гц, и “дифференциальный коэффициент» (ДК), представляющий отношение дисперсии пульса к дисперсии его первой производной. Как утверждают авторы, по отклонениям этих показателей в разных точках регистрации на лучевой артерии человека возможно провести диагностику заболеваний отдельных органов (Азаргаев Л.Н., Бороноев В.В., Тарнуев В.А., 2000). Винтовая конструкция прижима датчиков не позволяет объективно определять давление датчиков на артерию и степень ее пережима. Поэтому в наших экспериментах измерялось относительное смещение этих датчиков при одном обороте винта прижима (0,62 мм) с регистрацией ЭК и ДК, от самого минимального прижима (т.е. когда начинался фиксироваться сигнал) до полного пережатия артерии. Измерения проводились в шести точках лучевой артерии на обеих руках испытуемых, которые по тибетской 183

классификации называются “цон”, “кан” и “чаг” и, соответственно, находятся на расстоянии около 3, 5 и 7 см от складки запястья.

В трудах Ч.Ц. Цыдыпова (1988) и ДБ. Дашиевой (2001) указывается, что степень изменения пульса от прижима весьма сильно зависит от преобладающих типов регулирующих систем организма, называемых в тибетской медицине “ветер”, “желчь “ и “слизь”. Эти системы по реакциям и структуре во многом соответствуют центральной, симпатической и парасимпатической нервным системам в современной медицинской классификации (Дудин С.А., Цыдыпов Ч.Ц., 1988). Поэтому в качестве испытуемых были отобраны люди с некоторым преобладанием в организме “ветра”, “желчи” или “слизи” по оценке экспертов традиционной тибетской медицины.

Анализ результатов и обсуждение. Так как алгоритмов обработки пульса два - ЭК и ДК, проанализируем каждый из них по отдельности. Исторически первым было опубликовано описание алгоритма вычисления ЭК (Chun Т. Lee, Ling Y. Wei, 1983), а ДК описывается как дальнейшее развитие ЭК, поэтому вначале проводим анализ данных ЭК.

В таблицах 1, 2 и 3 приведены примеры полученных значений ЭК при увеличении прижима датчика с калиброванным шагом в 0,62 мм, соответственно для испытуемых с преобладанием «ветра», «желчи» и «слизи».

Таблица 1

Данные по ЭК для человека «ветра»

№ шага	лцон	ЛКАН	ЛЧАГ	ПЦОН	ПКАН	ПЧАГ
1	1	140	348	175	19	35
2	1	140	401	175	79	35
3	0	140	386	331	47	35
4	355	904	636	21	195	121
5	85	904	716	136	96	121
6	333	551	171	290	146	76
7	290	177	207	187	214	20
8	2	255	295	195	185	34
9	394	175	362	173	186	34
10	511	340	231	251	228	50
И	153	318		352	282	43
12	153	360		446	245	67
13	1	760		183	562	55
14	108	899		238	228	175
15	107	212		148	196	40
16	99			104	75	139
17						147
18						158
19						379
X	162,06	418,33	375,3	212,81	186,44	67,5
а	164,13	301,88	177,35	103,54	126,29	85,41
+3°"	654,47	1323,97	907,34	523,44	565,31	323,72
-3^	-330,34	-487,3	-156,74	-97,82	-192,44	-188,72

Таблица 2

Данные по ЭК для человека «желчи»

№ шага	ЛЦОН	ЛКАН	ЛЧАГ	ПЦОН	ПКАН	ПЧАГ
1	92	66	159	378	204	259
2	127	280	303	226	320	357
3	54	64	144	337	244	229
4	222	239	294	428	211	190
5	116	176	223	252	236	218
6	198	257	360	68	61	118
7	212	199	298	56	57	97
8	253	236	353	82	67	ИЗ

9	205	205	282	53	65	105
10	191	229	276	27	61	114
И	174	216	282	49	68	147
12	71	76	81	53	43	79
13	247	292	333	71	69	188
14	329	390	371	29	90	189
15	237	269	246	29	78	253
X	181,87	212,93	267	142,53	124,93	177,07
СТ	76,30	89,76	83,88	141,28	90,42	77,16
+3^	410,78	482,23	518,64	566,37	396,2	408,55
-3^	-47,05	-56,36	15,36	-281,3	-146,33	-54,41

Таблица 3

Данные по ЭК для человека «слизи»

№ шага	лцон	ЛКАН	ЛЧАГ	ПЦОН	ПКАН	ПЧАГ
1	92	104	253	101	134	155
2	101	123	169	132	135	157
3	95	118	177	99	99	117
4	67	93	148	83	83	104
5	81	98	137	80	79	95
6	63	85	120	82	76	93
7	76	103	147	90	83	99
8	85	95	118	87	77	91
9	90	99	142	126	106	123
10	70	108	135	115	102	119
И	94	108	153	139	ИЗ	127
12	80	106	162	148	94	116
13	45	65	78	75	52	67
14	109	202	363	159	46	55
15	106	209	308	87	37	43
16	86	129	167	51	30	38
17	68	110	139	40	30	36
18	68	ИЗ	138	39	32	40
X	82	114,89	169,67	96,28	78,22	93,05
СТ	16,63	35,95	70,02	34,96	34,15	38,84
+3^	131,88	222,75	379,74	201,17	180,67	209,57
-3^	32,12	7,03	-40,40	-8,61	-24,23	-23,46

Для оценки погрешности измерений вычислялись стандартные статистические характеристики: Т - среднее значение ДК, ^ - среднеквадратичное отклонение, ± 3 °" - доверительный интервал 99,9% вероятности.

Как видно из таблицы 1, для человека с конституцией «ветра» по мере увеличения прижима сигнал уже не регистрировался. Среди данных наблюдаются значения, величина которых выходит за пределы доверительного интервала. Это означает, что их статистические характеристики не имеют отношения к измеряемому процессу или зависимость является сильно нелинейной. Первое предположение (наличие данных, не связанных с измеряемым процессом) не позволяет говорить о возможности диагностики этим методом. Для второго предположения необходимо определить возможную зависимость. Для этого строились графики ЭК в зависимости от степени прижима для всех испытуемых, для которых определялись тренды. Для этих графиков не удалось обнаружить каких-либо выраженных нелинейных зависимостей. Даже линейные тренды имеют небольшой как восходящий, так и нисходящий вид.

Итак, отсутствие зависимостей ЭК от прижима, очень большие доверительные интервалы и наличие данных, не имеющих отношения к сигналу пульса, не дает возможности использовать абсолютные значения ЭК для диагностики.

Разброс значений ЭК относительно среднего значения (среднеквадратическое отклонение) может быть связан с типом человека («ветер», «желчь» или «слизь»). Этот разброс максимален для «ветра», минимален для «слизи» и имеет промежуточное значение для «желчи», что совпадает с положениями тибетской медицины (устойчивость для «слизи» и неустойчивость для «ветра»). То есть многократное вычисление ЭК и определение разброса значений, возможно, будет давать некоторое представление о преобладающей системе регуляции организма (типе человека).

Отмечена еще одна закономерность - синхронность относительного изменения ЭК в разных точках от степени прижима. То есть если измерение при слабом прижиме показало большее значение ЭК для одной точки по сравнению с другой, то при среднем или сильном прижиме значение ЭК также будет больше в 60-100 % случаев. Наибольшее совпадение наблюдается при сравнении данных, снятых с одной руки.

В статье авторы Chun Т. Lee и Ling Y. Wei (1983) утверждают, что 90% мощности пульса находится в диапазоне частот от 0 до 10 герц. Аналогичный результат приведен в работе (Михайлов Н.Ю., Толмачев Т.Н., 2008), где показано, что из набора гармоник пульса диапазона 1-50 гц информативными являются гармоники только до 12,5 гц. Это значение может быть принято для активной ширины спектра пульса, и исследование более высоких гармоник представляется малопродуктивным.

Вероятно, поэтому в зарубежных исследованиях предложенный алгоритм (Chun Т. Lee, Ling Y. Wei, 1983) определения состояния человека и отдельных органов не получил развития.

Практически ЭК является отношением мощности пульса к мощности помехи (дрожь рук, внешние помехи, аппаратные шумы и др.). Возможно, разная мощность пульса в соседних точках лучевой артерии может иметь какое-то диагностическое значение и быть связанной с состоянием органов, однако пока результаты таких исследований неизвестны. Так как помеха к физиологическим процессам в организме человека не имеет отношения, то ЭК не может быть принят в качестве критерия определения функционального состояния органов и человека. Измерять же только мощность (амплитуду) пульса таким сложным алгоритмом с искажением результата шумовой компонентой представляется нецелесообразным.

Исследование и анализ результатов «дифференциального коэффициента» (ДК) проводилось аналогично изложенной выше методике.

В таблицах 4, 5 и 6 приведены результаты измерений ДК в зависимости от степени прижима для человека «ветра», «желчи» и «слизи», соответственно.

Данные по ДК для человека «ветра»

Таблица 4

№	ЛЦОН	ЛКАН	ЛЧАГ	пцон	ПКАН	ПЧАГ
1	152	494	225	134	105	333
2	88	235	66	78	66	763
3	146	184	68	56	163	237
4	137	145	87	353	132	148
5	54	282	78	60	73	186
6	64	83	66	45	70	136
7	73	88	66	56	61	54
8	57	72	75	17	44	48
9	66	71	53	47	47	106
10	63	68	57	45	48	43
И	58	59		48	50	45
12	58	48		40	45	55
13	44	51		47	48	66
14	32	51		54	45	63
15	109	43		55	45	49
16	131			38	42	38
17						54

18						41
19						50
X	83,25	131,6	84,1	73,3125	67,75	132,3684
СТ	38,89216	124,2709	50,4699	78,55844	35,56684	172,2302
+3°"	199,9265	504,4127	235,5097	308,9878	174,4505	649,0591
-3^	-33,4265	-241,213	-67,3097	-162,363	-38,9505	-384,322

Таблица 5

Данные по ДК для человека «желчи»

№	лцон	ЛКАН	ЛЧАГ	ПЦОН	ПКАН	ПЧАГ
1	42	39	48	46	47	46
2	52	53	53	52	51	56
3	50	52	57	51	52	59
4	52	44	46	40	42	48
5	43	49	64	44	47	50
6	95	67	76	44	40	73
7	43	44	46	34	34	47
8	46	45	49	45	35	54
9	47	46	51	43	39	54
10	50	58	52	36	39	54
И	50	50	50	47	37	50
12	57	54	60	57	40	69
13	49	52	50	83	40	60
14	46	47	60	52	41	55
15	48	52	95	125	39	298
X	51,33333	50,13333	57,13333	53,26667	41,53333	71,53333
СТ	12,71482	6,728051	13,18477	22,88938	5,383396	63,1086
+3^	89,4778	70,31749	96,68764	121,9348	57,68352	260,8591
-3^	13,18887	29,94918	17,57903	-15,4015	25,38315	-117,792

Таблица 6

Данные по ДК для человека «слизи»

№	ЛЦОН	ЛКАН	ЛЧАГ	ПЦОН	ПКАН	ПЧАГ
1	50	51	53	52	48	50
2	111	73	63	49	50	51
3	85	53	52	48	47	48
4	52	54	53	47	47	48
5	79	57	55	47	47	49
6	52	50	51	45	47	48
7	47	48	49	43	45	45
8	51	50	50	44	45	46
9	52	54	56	50	50	52
10	54	52	52	47	49	50
И	50	54	52	44	46	48
12	42	47	48	43	43	45
13	53	49	48	43	47	47
14	54	52	54	49	48	47
15	55	50	50	46	42	43
16	56	49	50	41	39	41
17	52	48	48	42	38	42
18	46	51	51	44	42	44
X	57,83333	52,33333	51,94444	45,77778	45,55556	46,88889

<7	16,96103	5,770106	3,621378	3,040038	3,484794	3,084857
+3°"	108,7164	69,64365	62,80858	54,89789	56,00994	56,14346
	6,950249	35,02302	41,08031	36,65766	35,10117	37,63432

В таблицах 1, 2 и 3 так же, как и в таблицах 4, 5 и б по ЭК, обнаруживаются значения, выходящие за пределы доверительных интервалов, что говорит или о неустойчивости алгоритма, или о нелинейной зависимости значений. Поэтому из данных строим зависимости ДК от силы прижима датчика и определяем возможные тренды. На графиках обнаруживается высокая нелинейность значений ДК в зависимости от степени прижима. В качестве примера на рисунке 1 приведен график изменений ДК от степени прижима для левой руки человека «ветра».

По горизонтальной оси отложена степень прижима (число оборотов прижима датчика), по вертикальной отложен ДК. Сплошной линией обозначены данные, записанные с точки «цон», прерывистой - с точки «кан», штрих пунктирной линией - с точки «чаг».

Обычно при измерениях с увеличением прижима амплитуда пульса возрастает, а при сильном прижиме начинает уменьшаться. Из графика видно, что минимальный разброс значений наблюдается при среднем прижиме, соответствующем точкам 8-13 горизонтальной оси. Подобная закономерность наблюдается и для графиков, полученных для людей «желчи» и «слизи». Это означает, что наиболее точные относительные значения ДК будут при среднем прижиме датчиков и проводить измерения следует при максимальной амплитуде пульса.

Рис. 1. Изменение ДК от степени прижима для человека «ветра»

Аналогично результатам вычисления ЭК, разброс значений ДК максимален для человека «ветра», минимален для «слизи» и имеет среднее значение для «желчи», что также может быть использовано для ориентировочного определения типа человека при наборе достаточного статистического объема.

Для определения предполагаемых зависимостей ДК от прижима воспользуемся методиками анализа данных, изложенными в трудах Д. Тьюки Ф. Мостеллер (1982), П.А. Бадмаева (1903). Для исключения случайных отклонений проводим фильтрацию медианой с шириной окна, равной 3. Затем находим среднее значение полученных данных для 6 точек измерения каждого испытуемого, т.е. усредняем данные по шести графикам для каждого человека. Таким образом, получаем зависимости, которые будут описывать преобладание «ветра», «желчи», «слизи». Они приведены на рисунке 2.

По горизонтальной оси отложена степень прижима (количество оборотов прижима датчика), по вертикальной оси - ДК. Сплошной линией обозначена усредненная зависимость ДК для “ветра'’, прерывистой - для “желчи”, штрих пунктирной - для “слизи”.

Рис. 2. Изменение усредненных значений ДК от степени прижима для “ветра”, “желчи” и “слизи”

Так как зависимости нелинейные и имеют большой диапазон изменения значений, представим их в логарифмическом масштабе и вычислим тренды. Они представлены на рисунке 3.

Линейные тренды описываются уравнениями:

для «ветра» У - -®’ 0^x + 5,0542^

для «желчи» = 0,0062Х + 3,8541

V =-0,0091х +3,9868/дх для «слизи» л ’ ’(8)

где х - степень прижима датчика, у - значение логарифма ДК.

Рис. 3 Трендовые линии для «ветра», «желчи» и «слизи»

Из графиков на рисунках 1 и 2 видно, что зависимости существенно различаются. Надо сказать, эти зависимости близки к описанию изменения пульса в тибетских трактатах. Например, в трудах П.А. Бадмаева (1903) изменение пульса «ветра» от давления описывается так: «полый, пустой, ... похож на кожаный надутый мешок, он вздут, высок, но при нажатии исчезает, опадает как пустой и быстро возобновляется при снятии давления». Соответственно из графика на рисунке 1 видно, что при увеличении давления ДК очень быстро уменьшается.

Пульс «желчи» описывается так: «... снаружи ощущается мягким, мелким, но внутри энергичен и резок, но слабо наполнен; при давлении не прерывается» (Бадмаева П.А., 1903). Соответственно, по графику на рисунке 13 при увеличении давления ДК даже немного возрастает, а наклон тренд имеет небольшую положительную величину.

Пульс «слизи» - «едва заметный, слабый и медленный, мягкий; обнаруживает спокойствие и расслабленность; доносится из глубины неясно, бьется в глубине тяжело, как будто преодолевает препятствие» (Бадмаева П.А., 1903). По графику на рисунке 3 видно, что изменения ДК для него незначительны. Причем, наклон тренда для него по уравнению (8), так же как для « ветра» по уравнению (6) отрицательный. Из источников известно, что ветер и слизь обычно относят к «холоду», а «желчь»

к «жару» (Цыдыпов Ч.Ц., 1988; Дашиева Д.Б., 2001), что соотносится с углом наклона трендов.

Итак, подводя итоги, анализа и обсуждения результатов исследований информативных параметров метода пульсовой диагностики с помощью АИДК мы пришли к следующим выводам:

- абсолютные значения “энергетического коэффициента” (ЭК) нестабильны;
- предположительно разброс значений ЭК и ДК может быть связан с типом человека по тибетской классификации;
- наиболее точные относительные значения ДК регистрируются при максимальной амплитуде пульса, что нужно учитывать при записи сигналов пульса;
- угол наклона линейных трендов логарифма ДК в зависимости от степени прижима датчика различен для разных типов систем регуляции (ветра, желчи и слизи) и совпадает с описанием тибетских трактатов, что в перспективе может быть использовано для диагностических целей.

Сделанные выводы послужат в качестве практических рекомендаций при обследовании спортсменов с помощью АПДК.

Статья научная