Контроль состояния здоровья по точкам

Электросоматограф — аппарат экспресс-диагностики для полного обследования организма

Успешное лечение во многом определяется своевременной и точной диагностикой. Сегодня существует немало приборов для уточнения диагноза, однако иногда, особенно при сопутствующей патологии, бывает трудно поставить даже предварительный диагноз. Не менее сложно порой разобраться в первопричинах и выделить основное заболевание, определяющее состояние пациента. Нередко бывает и так, что врач ограничен в выборе инструментальной и лабораторной диагностики, или не имеет достаточного клинического опыта. Вот почему важно тщательное общее обследование организма при каждом обращении пациента, которое зачастую невозможно провести из-за большой нагрузки на врача.

Однако уже сегодня разработаны методы компьютерной клинико-физиологической диагностики, которые за считанные минуты позволяют провести оценку функционального состояния организма, на основании которой можно определиться с диагнозом и степенью тяжести заболевания. Одним из таких эффективных методов является электросоматография (ЭСГ). В отличие от узкоспециализированных аппаратных методов обследования (например, ЭКГ, УЗИ или эндоскопии), с помощью которых выявляется специфическая патология, электросоматография позволяет оценить состояние организма в целом, а также выявить нарушения в конкретных органах и системах для точной предварительной постановки диагноза.

Электросоматография представляет собой метод графической донозологической топической экспресс-оценки функционального состояния человека. Это означает, что данная методика позволяет быстро и точно отразить на графической модели человеческого тела зоны с различными электрическими потенциалами, выявляя нарушения даже на ранней стадии, при отсутствии клинических проявлений. В ходе обследования аппарат измеряет переходные электрические процессы в биологически активных зонах кожи, а затем анализирует их с помощью компьютерной программы. В результате при минимуме времени, затрачиваемом на полное обследование организма, врач получает максимум информации о количественных и качественных характеристиках процессов, которые на данный момент протекают в организме пациента.

Принцип работы

Работа электросоматографа основывается на тех же физических принципах оценки биоэлектрической проводимости организма, что и при выполнении электрокардиографии или электроэнцефалографии, однако имеются существенные отличия. Во-первых, происходит регистрация не собственной электроактивности тканей, а отклика на внешние импульсы. Во-вторых, оценивается организм в целом, а не только деятельность сердца или головного мозга. Поиск органов с измененной функцией и нарушенной соматовегетативной регуляцией производится путем кратковременного воздействия на организм слабого электрического тока (менее 50 мкА) и перекрестного сканирования зон кожи головы, туловища и конечностей. Это неинвазивный, безболезненный и абсолютно безвредный метод обследования, поскольку напряжение тестового электроимпульса составляет 1,28 В, являясь физиологичным для человеческого организма.

Если говорить о методе на патофизиологическом уровне, то приложение серии электроимпульсов дает возможность оценить ионизацию тканей и соотношение положительных и отрицательных ионов, а также кислотность (рН) проводящей среды с выявлением ацидоза или алкалоза. Подобная зависимость биоэлектропроводимости от характера тканевого процесса была замечена еще в середине XIX века, впоследствии на этом основывалась разработка метода диагностики по Фоллю. Однако самостоятельная обработка результатов оценки электропроводимости занимает очень много времени, поэтому только компьютерная программа способна обеспечить проведение быстрого и достоверного анализа. При этом полученные показатели электропроводимости биологически активных зон (БАЗ) кожи сравниваются с физиологической нормой, а затем на экран компьютера выводится заключение о локализации и степени выявленных нарушений, в текстовом и графическом виде. Кроме того, у электросоматографа «Медсканер» БИОРС существует возможность вносить в программу медсканера результаты клинических обследований пациентов, с помощью чего достигается еще большая достоверность.

Возможности метода

Электросоматография позволяет очень быстро (процесс сканирования занимает не более одной минуты) оценить количественные и качественные показатели здоровья, при этом устанавливать датчики и снимать показания прибора способен не только дипломированный врач, но и средний медперсонал после соответствующей несложной подготовки.

Заключение выдается в графическом и текстовом видах, отображая таким образом наглядную картину организма пациента с учетом степени отклонения от нормальных показателей (степени риска) при помощи компьютерной графики.

Проведение скрининговой диагностики возможно в тех случаях, когда обычное обследование затруднено (пациенты с психическими заболеваниями, нарушениями слуха, речи и т.д.).

С помощью данного вида экспресс-диагностики врач способен своевременно определиться с видом и объемом медицинской помощи. Электросоматограмма показывает нарушения до появления явных симптомов, способствуя раннему лечению и профилактике острых и хронических заболеваний.

Электросоматография дает понятие об уровне адаптационных возможностей организма, выявляет степень влияния на организм неблагоприятных экологических факторов и других факторов риска, а также позволяет определить оптимальную физическую нагрузку на опорно-двигательный аппарат и другие органы.

Это метод позволяет оценить эффективность проводимого лечения (в том числе гомеопатического), реабилитационных и/или оздоровительных мероприятий. Более того, есть возможность количественно определить изменения, т.е., программа выдает заключение в процентах, насколько существенные изменения произошли под воздействием терапии по сравнению с исходным уровнем. Также оцениваются восстановительные способности организма после болезни, отдыха, физической или психоэмоциональной нагрузки.

Как и в классической функциональной диагностике, электросоматограф медицинского сканера БИОРС способен провести анализ состояния пациента после применения тестирующих нагрузочных проб, что важно для оценки компенсаторных резервов организма.

Метод электросоматографии применяется для выявления:

кардиологической патологии (выявление рисков, предупреждение осложнений и т.д.),

гинекологических нарушений (диагностика бесплодия, эндокринных отклонений и др.),

онкологии (раннее определение дисфункций, вызванных опухолевым процессом, прогноз восстановления),

гастроэнтерологических проблем (определение иммунных, эндокринных связей с заболеванием и т.п.),

дерматологических болезней (установление природы заболевания, психосоматической связи и пр.),

эндокринологических отклонений (выявление нарушения работы желез, причин лишнего веса и т.д.),

отоларингологических заболеваний (проведение дифференциальной диагностики между аллергией и воспалением и др.).

Кроме того, данный аппарат экспресс-диагностики находит применение в хирургии, позволяя оценить потенциал восстановления органов в предоперационном периоде. Учет результатов электросоматограммы позволяет составить оптимальный план операции и таким образом снизить риск развития послеоперационных осложнений.

Техника проведения

Для проведения электросоматографии необходим сам прибор и компьютер (или ноутбук), к которому аппарат экспресс диагностики подключается через USB-порт. Во время обследования происходит наложение трех пар электродов: на ладони, ступни и лоб. Затем на электроды кратковременно подается слабый электрический импульс напряжением 1,28 В и происходит сканирование (не дольше трех минут). Данные от электродов передаются в компьютер и обрабатываются программой, которая впоследствии выдает заключение о состоянии здоровья пациента в графическом и текстовом виде с рекомендациями по профилактике и/или терапии. На основании сведений электросоматограммы врач может ставить предварительный диагноз и, если имеется необходимость, назначать дополнительное обследование и лечение.

В ходе скрининговой диагностики пациент не испытывает каких-либо неприятных ощущений. Риск поражения электрическим током исключен, поскольку прибор получает питание через USB-порт. Также это означает, что для его эксплуатации не требуется применения аккумуляторов или батарей, при этом электросоматограф медсканера может использоваться при визитах врача на дом или любом месте, где есть возможность подключить прибор к ноутбуку. Из расходных материалов необходимы только токопроводящий гель ЭКГ для многоразовых головных электродов и дезинфицирующий раствор, которым протираются электроды после визита очередного пациента.

Противопоказаний для проведения электросоматографии довольно мало. К ним относится наличие электрокардиостимулятора и поврежденная кожа на подошвах ног, ладонях и в области контакта с электродами на лбу. В случае наличия косметики (пудра, тональный крем и т.д.) необходимо до обследования протереть область лба 70% спиртом. Кроме того, в день обследования, чтобы избежать искажения данных, не следует употреблять алкоголь, принимать гормональные, гипотензивные, противовоспалительные, психоактивные и мочегонные препараты, а за два часа до проведения измерений стоит воздержаться от курения, употребления кофе и газированных напитков. Результаты также искажает беременность. На теле пациента не должно быть ювелирных украшений, а одежду на момент обследования, по возможности, следует выбирать из натуральных, а не синтетических тканей.

Источник

Контроль состояния здоровья человека на основе информационной фенологической модели

Проблема контроля и управления состоянием своего организма является одной из важнейших в рамках создания комфортной для человека среды обитания. Для своевременного выявления признаков, указывающих на появление того или иного заболевания, необходимы не только сложные периодические обследования или визиты к врачам, когда симптомы стали очевидны, но и регулярный мониторинг различных параметров организма, когда явных признаков отклонений в функциях организма не появилось. Стало очевидным, что для этого усилий только медицины явно недостаточно. Необходимо использовать современные достижения фундаментальных наук (в первую очередь, физики и математики), а также возможности новейших информационных технологий. Современная медицина достигла такого уровня, при котором большинство человеческих болезней предотвратимы, если вовремя выявить проблему со здоровьем.
На данный момент прогноз состояния здоровья основывается на регулярных объективных измерениях жизненных индикаторов и опыте врача, который использует знания об аналогичных ситуациях в общей медицинской практике и данных о личности пациента. Обобщенный опыт доступен только высококвалифицированным специалистам, услуги которых очень дороги. Также дороги и дискомфортны сложные регулярные обследования.
Предлагаемый подход, основанный на регулярном мониторинге с помощью простых процедур, в потенциале может обеспечить массовый контроль и предотвратить возникновение необратимых процессов в организме человека.
Методология ориентирована на определение статистически значимых трендов в состоянии здоровья человека на основании динамики отклонения прогнозного значения вычисляемого интегрального показателя от полученного в результате регулярного мониторинга. На основании полученных результатов принимается решение о необходимости корректировки режима питания, физических нагрузок и/или проведении более глубоко медицинского обследования. Таким образом, рассматриваемое решение позволяет контролировать стабильность состояния организма человека на основании выявления статистически значимых трендов интегрального показателя по результатам регулярного мониторинга, и может найти применение для оценки состояния организма и выработки индивидуальных рекомендаций по управлению состоянием организма и выявлению на ранней стадии латентно протекающих заболеваний.
В наиболее популярных решениях по контролю состояния здоровья человека диагностика текущего состояния пациента основана на данных динамического мониторинга и контроля физиологического состояния организма. Данные о текущих параметрах состояния организма содержат блок датчиков контроля сердечной деятельности, гемодинамики и сосудистой реанимации, дыхательной активности, газового состава воздуха и др., а также блоки, в которых реализуется анализ получаемых в результате мониторинга данных путем сравнения получаемых значений с заранее определенными допустимыми, которые представлены в виде набора заданных интервалов значений параметров, определяющих нормальные, предикторные, терминальные состояния контролируемых витальных функций организма человека с учетом его ретроспективного анамнеза. В работе [9] описана методика, согласно которой осуществляются регулярные (ежедневные) измерения, сбор и анализ текущих значений параметров организма, в частности, веса. Вычисляется интегральная характеристика на основе измеренных значений веса в виде разности между утренним и вечерним весом пациента, на основе результатов анализа даются рекомендации по питанию, физическим нагрузкам и др. Методика, основанная на сборе и анализе данных по текущим параметрам веса пациента, формируется индивидуальная модель функционирования организма. Помимо веса и роста, в число медицинских данных вносятся сведения о хронических заболеваниях (склонность к диабету, заболевания почек, печени, сердечно-сосудистые), дата последнего обращения к врачу (причина, диагноз, прием лекарств), для женщин — параметры менструального цикла (наличие менструации, длительность цикла), реакция организма на изменение веса (одышка, быстрая утомляемость, плохое самочувствие, повышенная нервная возбудимость), сведения о применении в прошлом диет или специальных средств для похудения. В модель вносятся также данные о примерном бюджете питания в день (сколько раз, время, отношение к еде и алкоголю) и традиционный набор потребляемых продуктов питания, а также таблицы продуктов с указанием гликемического индекса и продуктов с указанием содержания жиров. Все эти сведения могут быть организованы в виде базы данных, расположенной в персональном компьютере пациента, к которой получает доступ врач-консультант, который может давать рекомендации на основании получаемых при анализе результатов.
Анализ данных основан на расчете значений параметров сигналов, поступающих с выходов датчиков, и содержащихся в постоянном запоминающем устройстве. Обеспечивается идентификация поступающих с выхода датчиков сигналов как определяющих функциональное физиологическое состояние (нормальное, предикторное или терминальное), в котором находятся контролируемые функции организма в текущий момент времени. Полученные результаты анализа используются для оперативного и достоверного информирования наблюдающего врача и близких обследуемого человека о текущем состоянии витальных функций обследуемого человека. Типичным недостатком указанных решений является сложность выбора допустимых значений того или иного измеряемого параметра, который, как правило, основан на опыте, накопленном на других пациентах и не всегда оптимален для конкретного человека. В данной работе представлен интеллектуальный алгоритм, который позволяет адаптировать границы принимаемых решений в зависимости от особенностей организма конкретного человека.
Целью рассматриваемого в настоящей работе решения является повышение эффективности контроля здоровья человека за счет учета индивидуальных особенностей. Индивидуальная модель функционирования организма пациента строится на основе интегральной характеристики в виде показателя здоровья (или индекса стабильности).

Алгоритм оценки показателя здоровья человека:

Пример реализации алгоритма для данных ежедневного измерения веса

Каждый день пользователь измеряет с помощью весов утренний вес В у (n) и вечерний вес В в (n) в -ый день от начала. .
Соответственно, ежедневно вычисляются разности между вечерним и утренним весами текущего дня D( n) и утренним весом текущего дня и вечерним весом предшествующего G( n) :
Вычисляется текущее значение индекса стабильности: F( n) = D( n) /G( n)
Вычисленные значения F за несколько предшествующих дней (не менее 3-х) ранжируются в порядке возрастания значений:

5. Вычисляется как скользящая медиана:

6. Далее /F(n)/ * используется системой в вычислениях как интегральный показатель здоровья.

7. Определяется прогнозируемое значение интегрального показателя для очередной оценки /F(N+1)/ * =1 . Такой прогноз базируется на оценке состояния здоровья как «стабильное» (это означает, что скорость метаболизма обеспечивает баланс между весом ежедневно потребляемых пациентом продуктов и весом продуктов переработки, выводимых из организма). Математически это соответствует состоянию, которое можно охарактеризовать как равновесное, то есть, обеспечивающее баланс между внешними факторами и внутренними параметрами организма.

8. В случае другого выбора интегрального показателя, прогнозируемое значение может вычисляться на основе данных предшествующих значений, например, как «математическое ожидание» или «медианное значение» по соответствующей выборке.

9. Вычисляется дисперсия D отклонения /F(n)/ * от прогнозируемого значения (равного единице как в выбранном примере (п.7) или вычисленного на основе предшествующих измерений по выборке (n за некоторый предшествующий текущему n-му измерению период (тем больше выборка, тем более достоверной будет оценка, поэтому, первые рекомендации формируются после периода контроля равного примерно 10-12 дней и более (п.8)).

10. Вычисляется R= /F(n)/ * -D, (то есть, сравнивается текущее значение с полученным значением дисперсии D) . Если значение R>0 в течение нескольких последовательных измерений (не менее 3-х), то принимается решение о необходимости выдать рекомендации о необходимости корректировки режимов питания, физической нагрузки и/или обращения к специалисту.

Наглядный и понятный мониторинг со стороны пациента и со стороны специалиста может осуществляться с помощью оценки изменения веса за день или за неделю (или интервал может задаваться пользователем). Такая периодичность позволит следить за динамикой изменений и отклонениями на разных уровнях (интегральные критерии разной детализации) и согласно им регулировать питание, физические нагрузки и т.п.
Таким образом, рассмотренный способ контроля состояния здоровья человека с ежедневным измерением его веса утром и вечером, может быть реализован по следующей схеме:

— На нижнем уровне содержатся данные, измеренные пользователем:

— На средних уровнях находятся вычисляемые на их основе данные:

— На верхнем уровне находится результат: индекс стабильности за день F(n).

Структура системы реализующей алгоритм представлена на Рисунке1.

Пример реализации алгоритма для сбора данных психофизического состояния операторов сложных технологических систем.

- Риск «пропустить» переход из «здорового» состояния в «болезненное» волнует всех, особенно людей, работающих в сложных условиях повышенной вибрации, шума и других внешних раздражителей, а также, связанных с управлением сложным оборудованием, например: транспортными средствами, строительной техникой, летающими дронами и т.п.
- Алгоритм реализуется с помощью персональных мобильных гаджетов, снабженных специальными приложениями с тестами, позволяющие оценивать реакцию человека на динамические образы. Динамика изменения скорости реакции, достоверности опознавания и др. параметров позволяет уловить даже незначительные тренды, вызванные, в частности, нарушениями координации между зрительной системой человека и системой управления моторными функциями.
- На основе результатов обработки данных по времени реакции на заданный динамический образ производится оценка текущего психофизического состояния человека, сравниваются прогнозные значения, полученные на основании предшествующих измерений, и формируются проекты рекомендации о состоянии обследуемого в следующей последовательности:

— Предъявление тестируемому человеку изображений, которые содержат несколько различных динамических объектов, отличающихся по конфигурации, координатам, цвету, размерам или по какому-либо другому признаку. Эти параметры при каждом показе изменяются случайным образом.

— Тестируемому предлагают выбрать, по крайней мере, один объект с заданным набором признаков и нажать на него пальцем, после чего, фиксируют момент правильного выбора по совпадению моментов предъявления и координат объекта и пальца.

— По формуле T(n)=t(n)-t(0) (i – порядковый номер показа, t(i)- момент нажатия, t(0)) – момент начала предъявления), вычисляют время реакции затраченное на решение поставленной задачи, что позволяет учесть взаимодействие центральной нервной системы человека с подсистемами, обеспечивающих скоординированное взаимодействие зрительной системы с системой реализаций моторных функций, участвующих в обеспечении точности нажатия на выбранный по заданным признакам с помощью зрительной системы объект.

Читайте также: Воз здоровье полости рта

— Затем вычисляют время, затраченное на решение поставленной задачи (время реакции) и вновь повторяют испытание через определенный интервал времени, изменяя случайным образом размеры, конфигурации и другие параметры предъявляемых объектов.

— При каждом следующем испытании сначала прогнозируют по предыдущим испытаниям ожидаемое время реакции и сравнивают его с вновь полученным. Для исключения случайных ошибок, измерения в каждом цикле повторяют несколько раз и вычисляют медианное значение времени реакции.

— Дополнительно, одновременно с тестированием снимаются показания акселерометра, которым снабжен мобильный коммуникатор, измеряют амплитуду и частоту вибраций по 3-м осям, производят вычисление усредненных за период измерения значений, проводится сравнение измеренных значений в каждом цикле с аналогичными значениями в предыдущем, а полученные данные анализируются по тому же алгоритму, что и последовательности значений медиан времени реакции испытуемого. Циклическое тестирование по предлагаемому алгоритму позволяет оценить совокупное действие различных факторов, обусловленных влиянием стрессов, усталости, болезни, старения, воздействия алкогольного или наркотического отравления и т.п.

— На первом этапе измерения повторяются несколько раз (например, посуточно) до тех пор, пока время реакции не стабилизируется. Затем испытания повторяются циклически. На основании полученной последовательности значений медиан строится график изменения времени реакции, по которому выделяется статистически значимый тренд, который определяет изменения времени реакции с течением времени. При превышении этих изменений некоторого уровня, определяемого среднеквадратической погрешностью измерения, определенной по полученным графикам, принимается решение о необходимости проведения дополнительных мероприятий по выявлению причины изменений.

На Рисунке 2 представлена схема, описывающего реализуемый подход, на стандартном смартфоне в виде мобильного приложения.

Формирование интегрального показателя стабильности (здоровья)

Вычисление оценки показателей по любому другому периодически собираемому параметру производится аналогично изложенному выше для показателя, основанного на измерении значений утреннего и вечернего веса.
В каждом случае производится периодическое измерение значений выбранного параметра (период выбирается предварительно на основании анализа факторов, определяющих цикличность поведения человека, например, суточный цикл или циклы, связанные с физическими нагрузками или профессиональной деятельностью). Наиболее информативны, с точки зрения чувствительности к состоянию здоровья, показатели, получаемые как разность значений измеряемого параметра в начале и конце какого-либо цикла (например, цикла физических упражнений для пульса и некоторых других типов параметров). В более общем случае, измеряется последовательность значений внутри цикла, а оценка показателя стабильности здоровья основывается на вычислении суммы модулей разностей соответствующих значений в последовательных циклах.

Требования к виду измеряемых параметров включают два основных условия

Первое из них заключается в том, чтобы выбранный показатель основывался на данных измерений, которых легко реализуются в процессе типового поведения в домашних и производственных условиях и, даже, во время путешествий и физических упражнений. В настоящее время выпускается большое количество мобильных и стационарных датчиков, гаджетов, других информационно-измерительных устройств, которые позволяют с установленной периодичностью измерять значения пульса, артериального давления, содержания сахара в крови и многие другие параметры состояния организма человека. Данные с указанных датчиков отправляются через систему мобильной связи или интернета в процессинговый центр, где производится их математическая обработки с целью уменьшения погрешности измерения и вычисления текущего значения, соответствующего интегрального показателя.
Вторым условием выбора типа данных и, соответственно, типа устройства, используемого для измерения параметров состояния организма человека, является чувствительность значений выбранного параметра от функционального состояния организма, которое классифицируется как стандартное для данного человека. «Стандартное» состояние «здорового» (условно) человека определяется на основе экспертных оценок профессионалов (например, базирующихся на данных медицинских анализов, а также субъективных оценках пациента).
По результатам вычислений частных показателей для определённых параметров формируется коррелированные между собой (то есть, зависящие от одних и тех функциональных систем организма F(k), (где k = 1,2,…, K — число оцениваемых систем организма) ) индексы стабильности подсистем организма . На основании измеренных текущих значений k- индексов вычисляется значение интегрального показателя стабильности, например, как произведение текущих значений F(о) = F(1)*F(2),*… * F(K) . Иногда для вычисления интегрального показателя стабильности лучше применять мажоритарное правило (обычно это справедливо для сильно коррелированных индексов), при котором интегрированный показатель стабильности принимается как наибольший из оцениваемых показателей. Выбор того или иного варианта основывается на предварительных исследованиях и/или накапливаемых в процессе использования данного способа знаний.

Для повышения достоверности при принятии решений в рассматриваемом варианте предусмотрены процедуры уточнения оценки интегральной характеристики за счет сбора и включения в вычисление текущих значений интегральной характеристики данных о других параметрах организма человека, в частности, частоты пульса, артериального давления, температуры, уровня сахара в крови и других, которые относительно легко могут контролироваться в домашних условиях, во время занятий на тренажерах и т.п. Благодаря тому, что показатель здоровья вычисляется путем сравнения текущих и предшествующих значений, оцениваемых по результатам мониторинга пациента, то практически исключается необходимость проведения анализа данных путем сравнения текущих значений измеряемой характеристики с предварительно определенными на основе тестирования или других исследований (как это делается в большинстве существующих решений), что существенно упрощает использование предлагаемого способа и повышает его эффективность.

Вывод

Разработана система мониторинга и контроля, направленная на возможность пользователям следить за жизненными индикаторами и получать объективные предупреждения о возможных рисках возникновения заболеваний, своевременно и оперативно получать рекомендации по изменению режима работы, жизни, лечения и т.п., чтобы поддерживать организм в необходимом состоянии.
Система основана на математическом оформлении классических медицинских теорий, (многократно апробированных в диагностической практике ) в виде информационных моделей и интеллектуальных алгоритмов на их основе.

Источник