Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

Кафедра медицинской и биологической кибернетики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 71-й итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 14-16 мая 2012 г.), под ред. В. В. Новицкого, Н.В. Рязанцевой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2012. − 335 с. 

Скачать сборник (MS Word, 1 мб)

Скачать программу конференции 

Актуальность. Дыхание – жизненно необходимый процесс для человека и всех живых существ. При дыхании в легких происходит обмен газами между кровеносным руслом и окружающей средой. При этом углекислый газ,как выделившийся в атмосферу, так и растворенный в крови, подавляющее большинство людей считают бесполезным продуктом. В действительности растворенный в крови углекислый газоказывает огромное влияние на скорость и направление многих метаболических процессов. На сегодняшний день достоверно известно, что значительный круг заболеваний протекает на фоне или по причине уменьшения/увеличения содержания СО₂ в тканях (гипокапния/гиперкапния), что может сопровождать ряд заболеваний (трахеит, бронхит, астма, пневмония, гипервентиляционный синдром и т.д.).

В этой связи актуальной задачей современной медицины становится разработка методик коррекции данных состояний, основанных на обращении к естественным ресурсам человеческого организма. Одним из таких методов является управление с биологической обратной связью (БОС), или БОС-тренинг.

Цель.Разработать и реализовать методику биоуправления с использованием биологической обратной связи по параметрам внешнегодыхания: концентрацииСО₂ в выдыхаемом воздухе и частоты дыхательных движений.

Задачи:

1. Выбрать и реализовать метод определения функционального состояния бронхо-легочной системы в реальном времени.

2. Разработать критерии оценки эффективности биоуправления в реальном времени.

3. Реализовать метод в виде программно-аппаратного комплекса для использования в лечебно-профилактическихучреждениях.

Материал и методы. Разработанный комплекс состоит из программного приложения БОС-тренинга, направленного в процессе сеанса на управление концентрацией CO₂ в выдыхаемом воздухе и частотой дыхательных движений, а также аппаратной части, представленной капнометром КП-01-'ЕЛАМЕД'.

Исследование начинается с внесения в базу данных паспортных сведений о пациенте, дополнительных сведений анамнеза. Все эти данные в последствии используются для формирования заключительного отчета по всем сеансам БОС-тренинга. Затем используетсярежим «ОБСЛЕДОВАНИЕ», который дает возможность оценить вентиляционную функциювнешнего дыхания. Далее, исходя из полученных результатов, можно оптимально задать параметры режима «БОС-ТРЕНИНГ», делая его адаптивным для пациента. Вовремя самой процедуры пациент дышит вмаску, прикрепленную к ручке прибора, при этом происходит постоянная регистрация исследуемых параметров: концентрацияСО₂ в выдыхаемом воздухе и частота дыхательных движений.

Результаты. Исходя из результатов практики уже существующих БОС-тренингов, можно сделать вывод, что эффективность метода во многом зависит от самого пациента, от его способности в течение длительного времени сосредоточиться на выполнении тренировочного задания. В данном БОС-тренинге использует ряд игр,сюжет которых пациент определяет самостоятельно. В дальнейшем представление получаемого сигнала осуществляется в виде игрового процесса, и пациент получает информацию о своих достижениях саморегуляции в виде игрового успеха. Продолжительность каждого сеанса составляет 15-20 минут. Результаты каждого исследования сохраняются вбазу данных и могут быть представлены в любой момент исследователю и пациентув виде графиков для более удобной оценки динамики исследуемых параметров.

Для оценки эффективности тренинга планируется сформировать группу добровольцев.

Выводы. БОС-тренинг по параметрам бронхолегочной системы может быть полезен  для спортсменов, людей с заболеваниями дыхательной системы, в психотерапии для обучения методикам дыхания и т.п.

Также данный вид БОС-терапии можно рассматривать как перспективную методологию для предотвращения развития заболеваний бронхо-легочной системы. На стадии предболезни применение тренингов на основе биологической обратной связи особенно привлекательно, поскольку это может помочь остановить и стабилизировать развитие заболевания.