БОС: Интеллектуальный компьютерный комплекс
"Кардиотренинг"

Теоретические исследования различных видов и модальностей биологических обратных связей привели в 1995 году к разработке интеллектуального компьютерного комплекса “Кардиотренинг” (рис.4), состоящего из ЭКГ-усилителя, преобразователя кардиосигнала, персонального компьютера и программного обеспечения, включающего адаптивный модуль (патент РФ № 43143).

Рис. 4 Блок-схема комплекса "Кардиотренинг".

Основная идея знакопеременного кардиотренинга показана на рис.5. Задача испытуемого – периодическое (за счет особого ритма дыхания, задаваемого синусоидальной кривой, являющейся целевой функцией) повышение/понижение частоты сердечных сокращений (ЧСС) при непрерывном зрительном контроле. Кардиореспираторная синхронизация, утраченная вследствие некоторых видов патологии, восстанавливается в результате подобной достаточно длительной тренировки. После соответствующих преобразований и анализа сигнал обратной связи в реальном времени в виде кардиоритмограммы (КРГ), отражающей скорость изменения ЧСС пациента, предъявляется на мониторе. Одновременно на экране в качестве целевой функции (ЦФ) представляется синусоидальная кривая. Во время процедуры испытуемый (пациент) должен совместить две кривых – КРГ и ЦФ (рис. 5, 6). Врач обращал его внимание на зависимость вариабельности КРГ от периодичности и амплитуды дыхания.

Рис. 5 Активная проба – отслеживание целевой функции - синусоиды (ЦФ)– элемент тренинга для усиления дыхательного компонента в кардиоритмограмме (КРГ) спортсмена. По горизонтали – текущее время (с), по вертикали слева - мгновенная частота сердечных сокращений (уд/мин), справа – длительность RR-интервала (с). Слева вверху в рамке – средняя частота пульса за эпоху 120 с. В рамке в центре – сдвиг по фазе между КРГ и целевой функцией, коэффициент кросскорреляции между ними, среднеквадратическое отклонение (СКО) для реального процесса и при совмещении кривых, когда фазовый сдвиг равен 0 с.

Рис. 6а Скаттерограмма кардиоритма испытуемого. Отношение справа (дробь) – в числителе величина RR(i+1), в знаменателе – величина RRi в координате, обозначенной знаком +.

Рис. 6б Гистограмма распределения RR-интервалов.

В компьютерном комплексе "Кардиотренинг" применена идеология знакопеременной (колебательной) обратной связи по сердечному ритму, использующей естественный колебательный характер частоты пульса.

 Назначение комплекса "Кардиотренинг":
– оценка адаптационных возможностей кардиоваскулярной системы;
– тренировка сердечного ритма в интеллектуальной адаптивной системе для выработки навыков саморегуляции, расслабления, повышения уровня работоспособности, реализации скрытых или утраченных способностей организма к адаптации и коррекции состояния;
– применение в качестве средства предварительной диагностики кардиоваскулярной системы современными методами вариационной пульсометрии и БОС;
– контроль состояния при фармакотерапии или физиотерапевтических процедурах.

Комплекс применяется для систематического обследования лиц, находящихся в состоянии профессионального, экологического, психологического или социального напряжения (стресса); для самоконтроля и аутотренинга при нервных и физических нагрузках (перегрузках); испытан на десятках больных с мигренями, артериальными гипертензиями, бронхиальной астмой, сотнях работников перерабатывающих отраслей промышленности c функциональными нарушениями и десятках спортсменов. Положительный эффект сохраняется в течение года у 90% обследованных.

Знакопеременный кардиотренинг с адаптивной биотехнической обратной связью, способствующий восстановлению кардиореспираторной синхронизации, снижению функциональной активности коры головного мозга и отличающийся отсутствием монотонности за счет периодической смены активации и торможения управляемой функции в пределах индивидуальной физиологической нормы, осуществляет одновременную тренировку симпатических и парасимпатических механизмов, расширяет динамический диапазон регуляторных процессов.