способ определения должной частоты сердечных сокращений

Формула изобретения

Способ определения должной частоты сердечных сокращений, включающий измерение роста и массы тела, а также расчет по формуле ДЧCC=48(P/M)^1/3, где ДЧСС - должная частота сердечных сокращений, мин^-1; Р - рост, см; М - масса тела, кг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в любой ее области, а также в смежных видах деятельности (профотбор, физиология труда и спорта, психология, разработка детекторов лжи и т.д.).

Частота сердечных сокращений является простым и чувствительным индикатором функционального состояния организма, что делает ее определение обязательным элементом любого медицинского иссследования.

Основанием для такого подхода служит тот факт, что фоновая частота сердечных сокращений (ФЧСС), определяемая у здорового человека в покое, совпадает с должной частотой сердечных сокращений (ДЧСС), необходимой для нормальной деятельности организма в этих условиях. Поэтому любое отклонение ФЧСС от ДЧСС (тахи- или брадикардия) принято рассматривать как проявление физиологических, патологических или фармакодинамических сдвигов в организме. Однако решение этой задачи заметно осложняется тем, что ДЧСС носит индивидуальный характер, изменяясь в зависимости от пола, возраста, роста, массы тела и типа нервной системы.

В то же время, учитывая вариационный характер последних трех признаков, можно утверждать, что средняя ФЧСС у здоровых людей одного пола и возраста также совпадает с ДЧСС при достаточном количестве наблюдений. В связи с этим в медицине утвердились границы ДЧСС, составляющие 140-120 мин^-1 у новорожденных [1,2], 105-90 мин^-1 у детей дошкольного возраста [1,2] и 100-50 мин^-1 у взрослых [3,4,5].

Столь широкий диапазон ожидаемых значений ДЧСС существенно снижает ее диагностическую ценность, однако других методов определения этого показателя пока нет, несмотря на многовековую историю пульсовой диагностики состояния организма.

Таким образом, единственным аналогом заявленного способа является вероятностное (то есть приблизительное) определение ДЧСС на основании разрозненных данных литературы, полученных в разных методических условиях и игнорирующих все анатомо-физиологические различия людей, кроме возраста [1, 2].

Как показал дополнительный информационный поиск, другие источники информации, которые можно было бы принять за прототип, отсутствуют.

Учитывая вышеизложенное, целью изобретения является создание способа определения ДЧСС.

Указанная цель достигается измерением роста (Р, см) и массы тела (М, кг), после чего определяют ДЧСС (мин^-1) по формуле: ДЧCC=48(P/M)^1/3 {1}.

Исходным положением при получении формулы {1} явился тот факт, что в состоянии покоя подавляющая часть тепла у теплокровных организмов отдается через поверхность тела S, описываемую уравнением: S=cV^2/3 {2}, где V - объем тела, а (с) - коэффициент, обусловленный формой тела. В то же время площадь тела хорошо коррелирует с минутным объемом крови [6], то есть: S=bДЧССq { 3} , где q - систолический объем крови, а (b) - константа. И наконец, есть данные [7], что систолический объем крови у всех теплокровных составляет около 1% от объема тела, то есть: q=dV {4}, где d - константа. В таком случае сV^2/3=bДЧССq=bДЧССdV {5} или ДЧССV^1/3=С {6}, где С - константа, равная c/bd. А так как коэффициент (с) обусловлен формой тела, то уравнение {6} будет справедливым только для геометрически подобных тел (изомеров). В действительности же большинство людей является алломерами, когда 2 равных по массе человека могут иметь разный рост. При этом, чем больше рост, тем больше поверхность тела и соответственно его теплоотдача, теплопродукция, минутный объем крови и ДЧСС. Однако влияние алломерии можно исключить, если ввести в уравнение { 6} параметр роста. Тогда получается, что ДЧССV^1/3= С₁P^1/3 {7} или ДЧСС=С₁(P/V)^1/3 {8}, где C₁ является уже алломерической, то есть универсальной константой для данного вида теплокровных. И наконец, при замене объема на показатель массы (М) получается удобное в практическом отношении уравнение: ДЧСС=К(Р/М)^1/3 {9}, где К - коэффициент, составляющий для человека 48 единиц.

Чтобы доказать справедливость приведенных положений, были проанализированы 3 группы испытуемых. Первую группу составили 47 6-летних детей обоего пола, рост, масса и ФЧСС у которых варьировали в пределах 111-132 см, 18-30 кг, 70-90 мин^-1 (данные аспиранта кафедры физиологии и биохимии Кубанской государственной академии физической культуры Ю.А. Зузик). Вторую группу составили 91 мужчина 18-27 лет, рост, масса и ФЧСС у которых варьировали в пределах 167-193 см. 54-118 кг, 45-79 мин^-1. Третью группу составили 60 женщин 17-24 лет, рост, масса и ФЧСС у которых варьировали в пределах 149-179 см, 41-80 кг, 52-84 мин^-1. У всех испытуемых определяли индивидуальное значение коэффициента К по формуле: К=ФЧСС/Р/М)^1/3 {2}, после чего находили среднюю величину коэффициента для каждой группы, и уже с ее помощью рассчитывали ДЧСС для каждого испытуемого в группе. А так как рост, масса и ФЧСС во всех группах варьировали в широком диапазоне значений, то можно утверждать, что средние ФЧСС и ДЧСС в каждой группе, а также средний коэффициент К (см. формулы {1,9}) в разных группах будут достоверно различаться, если предложенная формула {1} носит ошибочный характер.

Как показал анализ полученных данных (см. таблицу), рост, масса, ФЧСС и ДЧСС действительно имели выраженные межгрупповые различия, что, однако, никак не отразилось на величине коэффициента К, недостоверно варьировавшего в диапазоне 47,81-47,88 единиц. Аналогично не было выявлено никаких различий между ФЧСС и ДЧСС в каждой группе, что также подтверждает работоспособность заявленного способа.

Примеры осуществления заявленного способа

Пример 1. У испытуемого ребенка 6 лет, находившегося в положении лежа на спине, сразу после дневного сна в детском саду, в течение 60 с с помощью секундомера измерили пальпаторно ФЧСС, составившую 84 мин^-1, а затем определили рост и массу тела с помощью ростомера и медицинских весов. После этого произвели расчет ДЧСС по формуле: ДЧСС=48(Р/М)^1/3, где 48 - коэффициент К, округленный до целых единиц. ДЧСС составила 84,28 мин^-1, и, следовательно, разница между ней и ФЧСС оказалась меньше 10% (принятая в медицине граница достоверности функциональных сдвигов). На основании полученных данных был сделан вывод о нормальной регуляции сердечного ритма у данного испытуемого.

Пример 2. У испытуемого, 19 лет, измерили с помощью ростомера и медицинских весов рост и массу тела, составившие 180 см и 60 кг. После этого он лег на кушетку спиной вниз с указанием максимально расслабиться и успокоиться. Через 15 мин с помощью компьютерного кардиоаналиатора МТК-20 (предприятие "Электроприбор", г. Краснодар) в течение 1 мин записали ЭКГ испытуемого, на основании которой компьютер автоматически определил ФЧСС и ДЧСС. При этом расчет ДЧСС производился по формуле: ДЧCC=48(P/M)^1/3, где 48 - коэффициент К, округленный до целых единиц. ФЧСС составила 45 мин^-1 при ДЧСС=69 мин^-1. На основании этого (ФЧСС отличается от ДЧСС более чем на 10%) был сделан вывод о снижении ФЧСС у данного испытуемого ниже нормы.

Пример 3. У испытуемой, 18 лет (рост - 167 см, масса - 60 кг), по методике, описанной в примере 2, определили ФЧСС и ДЧСС, составившие соответственно 82 и 67 мин^-1. На основании полученных данных (ФЧСС превышает ДЧСС более чем на 10%) был сделан вывод об увеличении ФЧСС у испытуемой выше нормы.

Пример 4. У испытуемого, 20 лет (рост - 191 см, масса - 118 кг), по методике, описанной в примере 2, определили ФЧСС и ДЧСС, составившие соответственно 64 и 56 мин^-1. На основании полученных данных (ФЧСС превышает ДЧСС более, чем на 10%) был сделан вывод об увеличении ФЧСС у иcпытуемого выше нормы.

Пример 5. У испытуемой, 17 лет (рост - 164 см, масса - 66 кг), по методике, описанной в примере 2, определили ФЧСС и ДЧСС, составившие соответственно 67 и 65 мин^-1. На основании полученных данных (ФЧСС превышает ДЧСС менее чем на 10%) был сделан вывод о нормальной регуляции сердечного ритма у испытуемой.

Таким образом, заявленный способ повышает диагностическую ценность определения ФЧСС, так как позволяет выявить функциональные сдвиги последней в диапазоне частот, принимаемом в условиях аналога за границы нормы (см. примеры 3, 4).

Использованная литература

1. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология. М., Просвещение, 1978, 287 с.

2. Тур А.Ф. Пропедевтика детских болезней. М., Медицина, 1967, 491 с.

3. Амосов Н.М. Физическая активность и сердце. Киев, Здоровья, 1989, 213 с.

4. Кушаковский М.С. Аритмии сердца. С.-П., Гиппократ, 1992, 544 с.

5. Циммерман Ф. Клиническая электрокардиография. М.. Бином, 1998, 442 с.

6. Гайтон А. Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция. М., Медицина, 1969, 472 с.

7. Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных. Почему они так важны? М., Мир, 1987, 259 с.