ysp.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

Предисловие
1.1. Сведения об информационной функции сердца
1.2. Свойства органа, обладающего информационной функцией
1.3. Сердце обладает свойствами информационного органа
Резюме

Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов

УДК 612.172.4
ББК 53
У-77

Успенский В.М. Информационная функция сердца. Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов.- М.: «Экономика и информатика», 2008.-    151 с.

ISBN 5-89345-075-5

Монография посвящена теории и практике нового направления в современной медицине, основанного на информационной функции сердца. Автор впервые в краткой форме излагает основные положения теории информационной функции сердца и предлагает технологию информационного анализа электрокардиосигналов, позволяющую осуществлять диагностику заболеваний внутренних органов.

Автор дает обоснование и формулирует представления об информационной стадии в развитии патологии, вносит новое в понятие преморбидного состояния и первичной профилактики заболеваний. Практические рекомендации по использованию диагностических систем во врачебной практике с целью ранней диагностики и контроля эффективности лечения наиболее опасных и распространенных заболеваний среди людей придают монографии практическую направленность.

Внедрение во врачебную практику диагностических систем на основе технологии информационного анализа электрокардиосигналов может оказать помощь врачам-практикам, рационализировать и удешевить лечебно-диагностический процесс и диспансеризацию населения. Автор определил круг актуальных проблем в надежде на интерес к их решению представителей научной и практической медицины.

Редакторы:

Комаров Валерий Иванович, доктор медицинских наук, профессор, генеральный директор фирмы ООО «Медскрин».

Кравченко Юрий Георгиевич, академик РАК имени К.Э. Циолковского и РАМТ, заслуженный испытатель космической техники, генеральный директор фирмы ООО «Медэлком».

Большов Владимир Михайлович, доктор биологических наук, профессор, академик РАМТ, Лауреат государственной премии СССР, технический директор фирмы ООО «Медскрин».

Автор:

Успенский Вячеслав Максимилианович, доктор медицинских наук, профессор, академик РАК имени К.Э. Циолковского, директор ЦНИБИП РАК имени К.Э. Циолковского, профессор кафедры терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии) Государственного института усовершенствования врачей МО РФ, научный директор фирм ООО «Медэлком» и ООО «Медскрин».

Рецензент:

Сахно Юрий Филиппович, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой функциональной диагностики Российского Университета Дружбы Народов, главный специалист по функциональной диагностике департамента здравоохранения г. Москвы.

Рецензенты теории информационной функции сердца:

Кловский Даниил Давидович,   Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор, зав кафедрой теоретических основ радиосвязи Поволжской государственной академии телекоммуникаций и связи.

Николаев Борис Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры теоретических основ радиосвязи Поволжской государственной академии телекоммуникаций и связи.

Калмыков Борис Петрович, кандидат технических наук

Васильев Виктор Павлович, кандидат технических наук

Предисловие автора

Уважаемый читатель!

Цель предлагаемого руководства – вооружить врача знаниями, необходимыми для использования во врачебной практике диагностических систем, основанных на технологии информационного анализа электрокардиосигналов. В руководстве впервые подробно изложена теория информационной функции сердца и на её основе разработанная технология информационного анализа электрокардиосигналов с целью диагностики наиболее распространенных и опасных для жизни человека заболеваний внутренних органов. Вы узнаете много нового о роли сердца в жизнедеятельности организма, в возникновении и развитии заболеваний.

Предлагаемые диагностические системы просты в использовании и необременительны для пациентов. Получаемая информация существенно расширяет и углубляет представления врача о состоянии здоровья пациента. Она придает новое качество диалогу врача и пациента, повышая его содержательность и практическую направленность. Итогом является более целенаправленная и рациональная лечебно-диагностическая практика, становится более конкретной первичная профилактика заболеваний, которые диагностируются на этапе «риска» их возникновения. Контрольные исследования позволяют повысить эффективность превентивных мероприятий вторичной профилактики обострений и рецидивов хронических заболеваний.

Осознавая проблемы начального этапа в развитии теории информационной функции сердца и медицинской практики на ее основе, я, как автор, возлагаю большие надежды на интерес со стороны врачей к новому направлению и к его нерешенным проблемам. С благодарностью будут восприняты любые замечания и предложения по дальнейшему развитию теории, совершенствованию диагностических систем и практики их применения.

С уважением.  Автор.

 

1. Теория информационной функции сердца

1.1. Сведения об информационной функции сердца

Из физиологии сердца человека известно, что электрический, магнитный и гидродинамический импульсы, генерируемые сердцем во время его работы, являются источником важной информации о состоянии сердца и системы регуляции его функций. Электрофизиологические методы исследования и, в первую очередь, электрокардиография, получившая приоритетное развитие, в настоящее время играют важнейшую роль в современной кардиологии, в научной и практической медицине. Они позволяют достаточно глубоко оценить состояние миокарда и функций сердца.

Накопленный опыт изучения вариабельности сердечного ритма на основе длительной регистрации электрокардиограммы свидетельствует о том, что электрокардиоимпульсы могут быть носителями информации также о состоянии системы регуляции основных функций организма в норме, при различных заболеваниях и в условиях воздействия на человека экстремальных факторов профессиональной деятельности и среды обитания [1-4, 29, 76, 77, 80, 84].

В последние годы, в связи с определенными успехами в создании приборов для регистрации магнитных импульсов, возрастает интерес к магнитокардиограммам, которые более точно позволяют оценить некоторые состояния миокарда.

Первым объектом исследования из генерируемых сердцем импульсов был гидродинамический импульс (пульсовая волна), определивший возникновение пульсовой диагностики. В Древнем Китае пульсовая диагностика получила всестороннее развитие и до настоящего времени успешно используется для выявления заболеваний не только сердца и сосудов, но и других внутренних органов. Современные исследования показали, что различным свойствам пульса соответствуют те или иные биофизические особенности его формирования с участием сердца, аорты и крупных сосудов [85]. На свойства пульсовой волны оказывают влияние так же функциональная активность и патологическое состояние внутренних органов [16, 17, 27, 37]. При этом исследователи пришли к выводу, что тип пульса, хотя и несет информацию о патологическом состоянии того или иного органа, однако, не имеет специфических признаков заболеваний, вызывающих поражение этих органов.

Таким образом, многочисленные исследования свидетельствуют о том, что кардиоимпульсы любой физической природы несут в себе информацию вторичного характера. Она отражает влияние на сердце сложной системы нейровегетативной, гуморальной и эндокринной регуляции, характеризует функционально-морфологическое состояние самого сердца и отдельных его структурных элементов, несет печать влияния других органов. Однако правомерно предположить наличие в кардиоимпульсах информации не только вторичной, но и первичной природы. Последнее возможно при условии, если сердце само является источником информации, т.е. обладает информационной функцией. Изучение доступной отечественной и зарубежной литературы показало, что такой постановки вопроса не было и исследований под таким углом зрения не проводилось.

В связи с возникшим предположением о возможном существовании информационной функции сердца нами с 1978 года начаты планомерные исследования. Они последовательно проводились на базе Военно-медицинской академии (г. Санкт-Петербург), Российской медицинской академии последипломного образования, Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского и Государственного института усовершенствования врачей МО РФ (г. Москва). Первая публикация результатов исследований сделана в журнале «Клиническая медицина» [56].

1.2. Cвойства органа, обладающего информационной функцией

Допущение первичной природы информации в кардиоимпульсах неизбежно ставит вопрос: какими биофизическими свойствами должно обладать сердце и генерируемые им импульсы чтобы выполнить информационную функцию? При этом очевидно отсутствие аналогии с центральной нервной системой, являющейся специализированной информационной системой в организме. Анализ литературы, посвященной физиологии сердца [14, 53, 59, 69, 81, 83], не дает ответа на поставленный вопрос и побуждает к изучению современных представлений о свойствах и механизмах функционирования технических информационных систем.

1.2.1. Основные положения современной теории информации, сигналов и связи

Современные теории информации, передачи сигналов и связи представляют собой сложную и весьма успешно разработанную область технических знаний. Учитывая медико-биологическую направленность исследования, мы сочли целесообразным изложить устоявшиеся представления в этой области знания в адаптированной для наших интересов форме. При этом были использованы наиболее популярные работы К.Шеннона [73, 86, 87] и Н.Винера [15] в теории информации; А.А.Харкевича [63, 64], М.В.Назарова и соавт. [36], В.И.Дмитриева [24], А.Г.Зюко и соавт. [26] и В.И.Каганова В.И. [30] в теории передачи сигналов и связи, а также Дж. Прокиса [43] и Бернарда Скляра [48] в теории цифровой связи.

Информационный поток в технических системах связи по своему характеру представляет собой либо непрерывный колебательный процесс либо поток импульсов различной физической природы с изменяемыми параметрами, которые следует рассматривать в качестве физических носителей информации. Их физическая природа так же, как и физические свойства каналов связи, представляющих собой среду, обеспечивающую транспорт информационного потока от источника информации до его приемника, составляют важнейшие разделы теории связи и передачи сигналов. Применительно к сердцу изложение материала логично ограничить областью знаний, связанных, в первую очередь, с импульсной природой информационных потоков. Что же касается каналов связи, то они, применительно к человеку, представляют собой внутреннюю среду организма со всей её гетерогенностью и сложностью биофизических свойств, не имеющих аналогов в технических системах связи.

1.2.1.1. Модуляция сигналов

Из теории информации, передачи сигналов и связи [26, 30, 36, 63, 64] следует, что импульсы становятся носителями информации, т.е. сигналами, только после их модуляции. Модуляция представляет собой процесс изменения одного или нескольких параметров носителя в соответствии с кодом (правилом), обеспечивающим соответствие этих изменений семантике передаваемого сообщения. Известны следующие виды модуляции импульсов: амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) — изменение амплитуды импульсов; интервало-импульсная модуляция (ИИМ) — изменение интервалов времени между импульсами, которая при изменении частоты следования импульсов может рассматриваться как частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), а при изменении фазы импульсов — в качестве фазово-импульсной модуляции (ФИМ); модуляция длительности (ширины) импульсов (ДИМ). Основные виды модуляции представлены на рисунке 1. Возможна комбинированная модуляция, например, амплитудно — фазовая импульсная модуляция (АФИМ), представляющая собой изменение фазы и амплитуды сигнала во времени относительно номинальной величины.

1.2.1.2. Свойства сигналов

Сигналы и в целом сообщение имеют ряд свойств, согласно которым они могут быть узнаваемы. Основные свойства, которые представляют медико-биологический интерес,  следующие: сигналы и соответственно сообщения всегда дискретны, динамика основных параметров сигналов всегда носит случайный характер, а в масштабе сообщения представляет собой нестационарный, вероятностный (случайный), стохастический процесс. Важным свойством сигналов и сообщений является их энтропия, которая в обязательном порядке учитывается в технических средствах связи.

ysp_1

1.2.1.3. Передача сигналов

Передача сигналов от источника информации к приемному устройству осуществляется по каналам связи. В технике связи каналом передачи информации называют совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигналов, например, электрической природы, от одного пункта к другому. Физические свойства канала связи могут существенно влиять на поток сигналов. Канал связи должен обладать помехоустойчивостью, т.е. в нем при прохождении сигналов не должны возникать искажения или значительное их ослабление, блокирующее восприятие приемным устройством. В нем не должны возникать импульсные помехи, которые могут приобретать свойства ложных сигналов. Канал связи должен обладать также надежной помехозащищенностью от внешних воздействий: механических, температурных, электромагнитных и многих других факторов.

1.2.1.4. Приём и демодуляция сигналов

Приемные устройства в технических системах связи осуществляют демодуляцию сигнала по тому же правилу, по которому производилась закладка информации в передающем устройстве. Итогом этого процесса является воспроизведение и расшифровка переданного сообщения.

Заключение

На основе изложенного материала, можно определить следующие гипотетические свойства сердца, как органа, могущего обладать информационной функцией:

  • способность генерировать импульсы такой биофизической природы, при которой они могут быть носителями информации в масштабе организма человека;
  • наличие в сердце механизма модуляции, с помощью которого кардиоимпульсы преобразуются в сигналы, несущие информацию и приобретают характерные для них свойства;
  • наличие каналов связи, т.е. физической среды, которая используется для передачи сигналов от органа, являющегося их источником, к органам, воспринимающим эти сигналы;
  • способность сигналов взаимодействовать в организме с рецепторами или иными системами, реагирующими на них, т.е. демодулирующих и декодирующих заложенную в них информацию.

1.3. Сердце обладает свойствами информационного органа

В литературе накоплен фактический материал, который может составить обоснование свойств сердца, которые характеризуют его, как информационный орган [6, 14, 44, 47, 69, 83]. Это, в первую очередь, касается свойств импульсов, генерируемых сердцем, которые соответствуют свойствам сигналов.

1.3.1 Сердце генерирует импульсы, способные нести информацию в объеме организма

 

1.3.1.1. Электрические импульсы

Известно, что сердце в процессе ритмических сокращений создает самый высокий уровень биопотенциалов. Изменение во времени разности потенциалов находит свое выражение в виде электрокардиограммы, которая может быть снята на любом удалении от сердца на поверхности любого органа и тела человека. Она отражает проекцию динамики интегрального электрического вектора сердца во времени на координатные оси отведений или точку приложения активного (дифферентного) электрода и имеет ярко выраженный импульсный характер. Электрокардиоимпульсы определяются автоматической генерацией электрических импульсов основным водителем сердечного ритма, каковым является синусно-предсердный (синусный) узел, передачей возбуждения с волокон Пуркинье на миокардиальные волокна и быстрым распространением его по сердцу без декремента посредством электрических синапсов, что обуславливает синфазность возбуждения и сокращения миокарда. Существенное преобладание массы мышечных волокон желудочков над массой миокарда предсердий объясняет значительное превышение амплитуды интегрального электрического вектора желудочков над амплитудой аналогичного вектора предсердий, что и определяет ярко выраженный импульсный характер желудочкового комплекса на электрокардиограмме. Кардиоимпульсы электрической природы, возникая в любой точке организма человека и отражая динамику разности потенциалов во времени, создаваемой работающим сердцем, могут служить в роли носителей информации для внутренних органов и тканей, в которых они возникают.

1.3.1.2. Магнитные импульсы

Сердце генерирует самое сильное магнитное поле из порождаемых переменными биотоками магнитных полей человека. У здоровых людей магнитное поле сердца достигает максимума немного меньше 10-10 Тл. Оно имеет импульсный характер, распространяется за пределы организма и регистрируется индукционным магнитометром или СКВИДом в виде магнитокардиограммы, практически тождественной электрокардиограмме [11, 32, 68]. Для магнитокардиосигнала, аналогично электрокардиосигналу, свойственна регистрация в любой точке пространства в объёме организма человека. Однако, в связи с тем, что магнитное пульсирующее поле сердца выходит за пределы человеческого тела, по механизму магнитной индукции, магнитокардиоимпульс можно регистрировать и вне организма. Следовательно, пульсирующее магнитное поле сердца тоже может быть носителем информации  не только в масштабе организма, но и за его пределами.

 

1.3.1.3. Гидродинамические импульсы

Сердце является источником пульсовой волны, которая образуется в момент систолы желудочков и является результатом сложного взаимодействия сердца, систолического выброса крови левым желудочком, аорты и сосудов. Гидродинамический эффект пульсовой волны, по данным C.A.Wiederhielm и соавт. [88] регистрируется на артериях (500m), артериолах (120m), метартериолах (70m), прекапиллярах (40m), артериальной части капилляров (25m) и завершается транскапиллярным обменом пульсирующего характера. Таким образом, есть основание предположить, что пульсовая волна, распространяющаяся в масштабе организма, и имеющая пульсирующий характер, может также служить носителем информации.

1.3.1.4. Нейроимпульсы

В отношении носителей информации из сердца в центральную нервную систему известно, что они представляют собой нервные импульсы электрической природы, которые составляют афферентный поток. Современная физиология рассматривает афферентную импульсацию в качестве информационного потока, несущего в центральную нервную систему необходимую информацию о влиянии на организм внешней среды, о состоянии внутренней среды, органов, в том числе и сердца. Можно предположить, что в этом потоке нервных импульсов, информирующего характера, могут быть также импульсы, способные оказывать информационное воздействие на головной мозг.

Заключение

Таким образом, сердце генерирует во внутреннюю среду организма человека несколько импульсных процессов разной биофизической природы: электрической, магнитной и гидродинамической. Все они, согласно теории связи, могут быть носителями информации. Что касается магнитного кардиоимпульса, то он формируется не только в любой точке организма человека, но и вне его, свидетельствуя о пределах распространенности импульсного магнитного поля, генерируемого сердцем. Общим свойством электрического и магнитного кардиоимпульсов является их способность проявлять себя в любой точке организма одновременно и в реальном масштабе времени. Гидродинамическому импульсу свойственно в той или иной степени выраженное запаздывание.

Возникает вопрос: имеют ли реализацию основные положения теории информации и связи в импульсных процессах, генерируемых сердцем во внутреннюю среду организма? Ответ на этот вопрос получен при изучении электрокардиоимпульсов. Выбор электрокардиоимпульсов, как носителей информации, сделан только по причине наибольшей доступности и достаточно высокого технического уровня электрокардиографов, предназначенных для их регистрации.

 

1.3.2. Модуляция параметров кардиоимпульсов (на примере электрокардиоимпульсов)

Из опыта электрокардиографии следует, что величина электрокардиоимпульса определяется, главным образом, электрической активностью желудочков сердца, которая на электрокардиограмме представлена желудочковым QRS-комплексом. Основными параметрами измерения QRS-комплекса являются амплитуда колебания интегрального электрического вектора желудочков в проекции на координатные оси отведений и интервал времени между этими колебаниями. Для простоты изложения материала в дальнейшем мы будем ссылаться на амплитуду зубцов Rn желудочкового комплекса QRS и время между зубцами tRn-tRn+1 как интервал времени Tn, отражающий изменение частоты или, (и) фазы электрокардиоимпульсов (рисунок 2).

ysp_2

Согласно теории связи, по данным М.В.Назарова и соавт. [36], изменение фазы импульсов при стабильной частоте их следования представляет собой величину отклонения ±Dt фактического интервала времени Tn (ф.) от номинального интервала времени Тn (н.), то есть интервала времени, не подвергающегося модуляции. Что же касается ширины QRS — комплекса, то относительная стабильность её у одного и того же человека (изменения в основном в пределах лишь единиц миллисекунд) пока не позволяет рассматривать этот показатель в качестве объекта модуляции.  Построение рядов из  следующих друг за другом фактических амплитуд зубцов Rn(ф.) и фактических интервалов времени между ними Tn(ф.) дает, соответственно, фактические амплитудо — и интервалограммы (рисунок 3). Они свидетельствуют об изменчивости амплитуды зубцов R и интервалов времени между ними.

ysp_3

Огибающая линия амплитудограммы, как правило, соответствует дыхательной волне (рисунок 3а) с периодом времени от 2 до 10с (0,1 — 0,5 Гц). Она отражает ритмичное чередование вдоха и выдоха, обусловленное попеременными разрядами инспираторных и экспираторных нейронов «дыхательного центра» в бульбарном отделе продолговатого мозга. Дыхательный центр, как известно, находится под сложным регулирующим влиянием нервной системы и особенно ее вегетативного отдела, а также периферических стимулов с рецепторов органов дыхания и химических факторов крови (рН артериальной крови, напряжения в ней CO2 и О2).

Огибающая линия интервалограммы имеет более сложную конфигурацию (рисунок 3б). В ней сочетается несколько волн разной длины: дыхательная волна, волна Траубе-Геринга с периодом 10-20с (0,05-0,1Гц), медленная волна Майера с периодом 20-300с (0,05-0,003 Гц), и сверхмедленные волны с периодом более 300с (менее 0,003 Гц).

Волновой состав огибающих кривых амплитудо — и особенно интервалограмм, как следует из обзора литературы Мироновой Т.Ф. и Миронова В.А. [35], отражает активность влияния на сердце парасимпатического, симпатического и гуморально-метаболического компонентов системы регуляции. Так, s – волны короткого(short) периода и высокой частоты или дыхательные волны связаны с дыханием и парасимпатическим влиянием. Средние m(middle) — волны с периодом от 10 до 30 секунд обусловлены симпатической активностью и артериальным давлением преимущественно в резистивных сосудах. Длинные l(long) – волны с периодом более 30 секунд и низкой частоты определяются влиянием гуморальных факторов, метаболизма и состава жидких биологических сред.

С изложенными данными согласуются результаты проведенного нами исследования спектра гармоник с учетом волнового характера огибающих амплитудо — и интервалограмм. Причем для анализа нами взяты семь гармоник, имеющих максимальную амплитуду, т.е. составляющих основной энергетический вклад в огибающую кривую. В рисунке 4 представлены амплитудо – и интервалограммы здорового человека и соответствующие им спектры семи гармоник с максимальной амплитудой. Как видно из рисунка 4 спектр гармоник, соответствующий огибающей кривой амплитудограммы (а), состоит из высокочастотных гармоник, что соответствует огибающей линии в виде дыхательной волны. Огибающая линия интервалограммы (б) имеет сложный состав, представляющий сочетание отчетливых дыхательных волн на медленной волне.

ysp_4

Этой огибающей линии соответствует сочетание двух высокочастотных гармоник и четырех медленных гармоник. На рисунке 5 представлены амплитудо – и интервалограммы, а также соответствующие им спектры семи гармоник, имеющих максимальную амплитуду, у тяжело больного человека.

ysp_5

Из рисунка 5 следует, что огибающей амплитудограмме с отчетливой дыхательной волной (а) соответствует спектр высокочастотных гармоник. Напротив, огибающей интервалограмме, представленной практически прямой линией (б), соответствует спектр сверхмедленных низкочастотных гармоник.

Опираясь на теорию связи, можно предположить, что закладка информации в кардиоимпульсы осуществляется путем модуляции амплитуды зубцов Rn, частоты следования и их фазовых отклонений, представленных интервалом времени Tn относительно соответствующих номинальных (немодулированных) величин в составе базовой (несущей) волны, роль которой, у здоровых людей, в большинстве случаев выполняет дыхательная волна. Причем, в этом можно усматривать реализацию единого амплитудно-фазового и частотно-импульсного механизма модуляции.

В связи с тем, что электрокардиоимпульсы в немодулированном виде в составе дыхательной волны зарегистрировать не представляется возможным, нами осуществлен поиск решения этой проблемы, который привел к методике построения “среднеарифметических” амплитудо — и интервалограмм обследуемого. В частности, мы исходили из того, что модуляцию основных параметров электрокардиосигналов могут отражать отклонения фактических амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.) между ними относительно соответствующих среднеарифметических величин амплитуд зубцов Rn(cp.) и интервалов времени Тn(ср.). При достижении необходимой базы фактических измерений амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn, их средние показатели могут быть весьма близкими к тем, которые свойственны немодулированным электрокардиоимпульсам в составе базовой (номинальной) волны.

Построение «среднеарифметических» амплитудо — и интервалограмм осуществляется по следующей методике. Предварительно проводится фрагментация фактических амплитудо — и интервалограмм на фрагменты, соответствующие периодам дыхательной волны и их ранжирование, согласно количеству входящих в них кардиоимпульсов. Аналогичная процедура осуществляется в интервалограмме. Затем в каждой группе фрагментов, имеющих в своем составе одинаковое число кардиоимпульсов, последовательно с учетом очередности определяется среднеарифметическая величина амплитуды каждого зубца Rn(cp.) и интервала времени Тn(ср.) с построением “среднеарифметического” фрагмента, а затем и всей “среднеарифметической” амплитудо — и интервалограммы.

Исследование многих тысяч (более 7 тыс.) амплитудо — и интервалограмм, показало, что отклонения фактических амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени между ними Tn(ф.) как по величине, так и направленности относительно аналогичных среднеарифметических показателей весьма вариабельны, не имеют никакой закономерности, т.е. имеют случайный характер (рисунок 6). Вариабельность амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.), соответствующая «закону случайности», также хорошо видна на примере амплитудо — и интервалограмм, представленных на рисунке 3.

ysp_6

Следовательно, применительно к электрокардиосигналу вариабельность амплитуды зубца Rn отражает случайный процесс, в котором значение амплитуды есть не что иное, как значение электрического вектора сердца, меняющегося во времени по закону случайных процессов. То же можно отметить и в отношении вариабельности интервала времени Tn. Его числовое выражение может отражать как фазовый сдвиг во времени, так и изменение частоты следования кардиосигналов, т.е. самого времени в соответствии с теми же вероятностными закономерностями.

Случайный характер устойчивой вариабельности амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.) относительно соответствующих среднеарифметических показателей в пределах периода несущей волны побуждает рассматривать его в качестве проявления их модуляции. Действительно, из теории связи известно, что поток сигналов на выходе источника информации характеризуется как поток сигналов, параметры которых изменяются во времени в соответствии с вероятностными закономерностями и являются примером вероятностного или стохастического (случайного) процесса. Яглом А.М. и Яглом И.М. [75] рассматривают вероятностные процессы и информацию во взаимосвязи: где вероятностный процесс, там информация; вероятностный процесс информативен; информация проявляется через вероятностные процессы.

Перечисленные свойства сигналов объясняет тот факт, что в современных системах цифровой связи случайные процессы используются, в частности, для характеристики сигналов, создаваемых источниками информации. Более того, теория вероятности и теория случайных процессов служат важным инструментом при математическом моделировании источников информации, каналов связи и при расчете цифровых систем связи [34, 43, 48, 51]. Таким образом, электрокардиоимпульсы в динамике непрерывного потока обладают такими биофизическими свойствами, которые позволяют их рассматривать в роли сигналов, а сердце, генерирующее эти сигналы, как орган, в котором через механизм амплитудной и частотно-импульсной модуляции в них закладывается информация для внутренней среды организма.

Выводы, сделанные по результатам исследования свойств электрокардиоимпульсов, генерируемых сердцем, в равной степени могут быть отнесены к магнитокардиоимпульсам и гидродинамическим импульсам (пульсовым волнам). Все перечисленные импульсы, хотя и имеют разную физическую природу, однако генерируются сердцем и подвергаются модуляции одновременно, что находит свое выражение в случайной синхронной динамике основных параметров: амплитуды, частоты следования и фазового отклонения.

1.3.3. Каналы передачи кардиосигналов в организме человека

Применительно к тем сигналам, которые генерирует сердце и с учетом их физической природы, в организме человека нет аналогов каналов связи, используемых в современных технических системах связи. Данное обстоятельство предполагает уникальные особенности «каналов связи» в организме человека. Они, в свою очередь, могут служить признаками биологических систем и свидетельствовать о высокой их организации.

 

1.3.3.1.Электрический канал

Для кардиоимпульса электрической природы вместо канала связи более приемлемо представление об информационном пространстве или объемном проводнике, каковым является человеческий организм и которому соответствует электрическое поле. В любой точке поверхности тела человека активным электродом регистрируется импульсная динамика потенциала по отношению к референтному электроду. Л.И.Титомир и П.Кнеппо [50] экспериментально доказали, что между характеристиками генератора электрического поля, т.е. сердца, характеристиками поля, генерируемым им и, соответственно, являющимися полем отведений и сигналом на выходе отведения, который регистрируется в виде электрокардиограммы существует простое соотношение, которое является одним из выражений принципа взаимности.

Что же касается линейного распространения электроимпульса в организме человека, как сигнала, то оно маловероятно, но не исключается. Известно, что внутренняя среда организма человека обладает выраженной гетерогенностью электропроводности различных органов, тканей и жидких сред. К тому же существует значительный декремент основных параметров электроимпульса на границе между ними. Тем не менее, при биполярных отведениях по Эйнтховену, используемых для съема электрокардиосигналов, конечности могут играть роль проводников, а точки, от которых отводятся потенциалы, фактически соответствуют точкам, расположенным в месте соединения конечностей с туловищем [14]. Этим можно объяснить идентичность QRS-комплексов, которые регистрируются на электрокардиограмме на протяжении всей конечности. Следовательно, под электрическими кардиоимпульсами, которые регистрируются в любой точке организма человека, следует представлять, прежде всего, не электрические импульсы, распространяющиеся как таковые от сердца, а регистрируемое во времени изменение разности потенциалов в этих точках. При этом, имея импульсный характер, они независимы от биофизических свойств органов и тканей, в которых возникают.

1.3.3.2. Магнитный канал

Для магнитокардиосигнала вместо канала связи также приемлемо представление об информационном пространстве, которому соответствует магнитное поле. В любой точке этого пространства, по механизму магнитной индукции в магнитометре, формируется магнитокардиоимпульс, который повторяет конфигурацию электрокардиоимпульса, регистрируемого в этой же точке.

Л.И.Титомир и П.Кнеппо [50] доказали, что соотношение между характеристиками генератора магнитного поля, магнитным полем, генерируемым им и сигналом, регистрируемым в виде магнитокардиограммы ,аналогично тому, которое свойственно генератору электрического поля, электрическому полю, генерируемому им и регистрируемому сигналу, т.е. электрокардиограмме. Данное обстоятельство объясняет тот факт, что сигналы как электрического, так и магнитного отведения в одной и той же точке съема  идентичны, как в случае их математического моделирования [50], так и при сравнении снятых электро — и магнитокардиограмм.

Пульсирующее магнитное поле сердца может быть носителем информации не только в масштабе организма, но, в равной степени, и за его пределами. У магнитного поля отсутствует декремент на границе раздела сред. Оно остается неизменным также при переходе через границу раздела тела и воздуха. Л.И.Титомир и П.Кнеппо [50] считают, что в отношении магнитных свойств пространство в объеме организма человека следует считать однородным и имеющим магнитную проницаемость, равную магнитной проницаемости вакуума.

 

1.3.3.3. Гидродинамический канал

В роли гидродинамического «канала связи» есть основание рассматривать артериальную часть сосудистой системы. Она обеспечивает распространение гидродинамического импульса в виде пульсовой волны от сердца до артериальной части капилляра. Капиллярная сеть пронизывает все органы и ткани организма человека и завершается транс — капиллярным обменом пульсирующего характера. Таким образом, пульсовая волна аналогично электрическим и магнитным кардиоимпульсам распространяется в масштабе организма, имеет пульсирующий характер и, следовательно, может служить носителем информации от сердца к внутренним органам и тканям человека.

1.3.3.4. Нейро-импульсный канал

Афферентная импульсация из сердца в центральную нервную систему поступает главным образом двумя путями: по миелинизированным волокнам в составе блуждающего нерва и через спиной мозг. Если предполагать среди афферентных импульсов, информирующих центральную нервную систему о состоянии сердца, наличии импульсов информационного воздействия сердца, то нервные волокна, по которым поступают афферентные импульсы, следует рассматривать в качестве специализированного канала связи, по которому возможно информационное воздействие сердца на центральную нервную систему.

 

1.3.3.5. Помехозащищенность и помехоустойчивость каналов передачи кардиосигналов

Из теории передачи сигналов известно, что передача сигнала по любому каналу связи сопряжена с воздействием на него аддитивного шума, который может вызвать его искажение. Аддитивный шум представляет собой сумму факторов, воздействующих на сигнал при его прохождении по каналу связи. В технических средствах связи с целью достижения достоверности информации при приеме и демодуляции сигналов предусмотрены меры защиты и поддержания их на этапе прохождения канала связи. Что касается внутренней среды человека, то, по – видимому, магнитный импульс в ней подвергается искажению в меньшей степени. Он возникает в любой точке организма по закону магнитной индукции в соответствии с импульсной динамикой магнитного поля, генерируемого сердцем.

Как следует из работы Ю.А.Холодова и соавт. [68], на качество регистрации магнитокардиоимпульса не влияет заполнитель пространства между магнитометром и источником магнитного поля, лишь бы он был немагнитный. Что же касается внешнего кардиомагнитного импульса, то он легко может подвергаться искажению под воздействием магнитных полей, которыми насыщена современная среда обитания человека. Электрокардиоимпульс во внутренней среде организма человека, эквивалентный динамике разности потенциалов работающего сердца во времени, также является достаточно устойчивым и не подвергается существенному искажению. Это объясняется тем, что мощность электрокардиоимпульса многократно преобладает над мощностью помех.

Наиболее существенные помехи для электро — и магнитокардиоимпульсов могут создавать мышцы, которые в активном функциональном состоянии генерируют высокий уровень биопотенциалов и достаточно мощное магнитное поле, а соответствующие им импульсы, при определенных обстоятельствах, могут превышать по мощности электро – и магнитокардиоимпульсы. Данная помеха легко устраняется при регистрации кардиоимпульсов в состоянии физического и психического покоя обследуемого. Известные локальные эффекты, такие как поляризация электродов и контактная разность потенциалов между электродами при съеме электрокардиосигналов также легко ликвидируются техническими и методическими приемами, хорошо известными в электрокардиографии.

В большей степени подвержен воздействию внутренней среды гидродинамический импульс, о чем свидетельствует практика пульсовой диагностики. Действительно, внутренняя среда организма человека не пассивна и ее элементы (органы, мышцы) в состоянии функциональной активности способны оказывать весьма значительное воздействие на гидродинамический импульс. Влияние на артериальную часть сосудистой системы не исключается даже в состоянии покоя. Оно может осуществляться опосредованно через систему регуляции с участием как центральной и нервной вегетативной системы, так и гуморально-метаболических факторов.

Заключение

Вышеизложенное убеждает в том, что генерируемые сердцем импульсы электрической, магнитной и гидродинамической природы могут исполнить роль носителей информации не только по своим биофизическим свойствам. Они имеют также свои достаточно защищенные и устойчивые «каналы связи», обеспечивающие передачу сигналов от сердца к внутренним органам и тканям в масштабе организма человека. Если допустить существование сигналов нейроимпульсной природы, поступающих в центральную нервную систему в составе афферентного потока импульсов, то нервный тракт, обеспечивающий передачу этих импульсов, следует признать наиболее помехоустойчивым и защищенным специализированным «каналом связи».

 

1.3.4. Механизм модуляции кардиоимпульсов

Механизм амплитудной и частотно-фазовой модуляции электрокардиоимпульсов, определяющий их пространственно-временную вариабельность, вероятно, заложен в сложной системе регуляции функции синусно-предсердного узла, которая по данным В.М.Покровского [39] представляет иерархическую организацию формирования ритма сердца. Она подробно изложена в работах М.Г.Удельнова [53], W.C.Randall [83], В.Н.Швалева с соавт. [71]. Доказательство тому — известный факт отсутствия вариабельности сердечного ритма у изолированного сердца, а также значительное ослабление ее при одновременной фармакологической блокаде парасимпатической и симпатической иннервации органа. Наиболее показательны изменения вариабельности сердечного ритма при селективной блокаде парасимпатической и симпатической иннервации [25]. В обзорах литературы В.Н.Швалева и соавт. [71]; В.В.Попова и соавт. [40]; Г.В.Рябыкиной и А.В.Соболева [45] приведены результаты многочисленных экспериментальных исследований и клинических наблюдений. Они свидетельствуют о том, что ослабление парасимпатического влияния на сердце так же, как и усиление активности симпатической иннервации вызывают значительное ослабление вариабельности сердечного ритма.

Сам механизм модуляции кардиоимпульсов, по всей видимости, ограничивается системой автономной регуляции сердечного ритма. Об этом свидетельствует накопленный опыт исследований сердечного ритма после ортотопической трансплантации сердца [70, 72]. Так, несмотря на отсутствие связей трансплантированного сердца с нервной системой, вариабельность его ритма хотя существенно и снижается по своей выраженности, но полностью сохраняется. Более того, несмотря на денервацию сердца, она постепенно усиливается по мере адаптации трансплантата к организму и гемодинамике реципиента.

Приведенные факты согласуются с мнением А.Д.Ноздрачева [38] об особо развитой, по сравнению с другими органами, собственной (местной) “метасимпатической” системе регуляции сердца, включающей все необходимое для самостоятельной рефлекторной деятельности: сенсорное, ассоциативное, эффекторное и медиаторное звенья. При этом следует заметить, что по данным Т.А.Казанской и В.А.Фролова [28] правая половина сердца играет ведущую роль, определяя особенности функционирования левого желудочка и осуществляя регуляцию сердца в целом.

Таким образом, деятельность модулирующего механизма закладки информации в кардиоимпульсы, заложенного в автономной системе самого сердца, вероятно, может осуществляться в двух режимах — с участием центральной нервной системы и без участия нейрогенных механизмов.

При первом режиме подкорковые образования и корковое представительство синусного узла принимают участие в формировании модулирующего (регулирующего) сигнала, который через нейрогенные механизмы вегетативной системы реализуется в синусно-предсердном узле, оказывая влияние на выраженность амплитудной и частотно – фазовой модуляции кардиоимпульсов.

При автономном режиме модуляция осуществляется без участия нейрогенных механизмов и ограничивается пределами хорошо развитой органной системы регуляции сердечного ритма. Вариабельность основных параметров электрокардиоимпульсов полностью сохраняется, но приобретает менее выраженный характер вплоть до «ригидности» сердечного ритма на электрокардиограмме.

Сопоставляя оба режима деятельности механизма модуляции кардиоимпульсов, логично отметить решающую роль автономной системы регуляции сердца, в которой модуляция может осуществлять как с участием нейрогенных механизмов, так и без их участия. Уместно еще раз заметить, что автономный механизм модуляции кардиоимпульсов проявляет себя только в пределах человеческого организма. Изолированное сердце вне организма человека, как известно, работает подобно часовому механизму, генерируя импульсы без какой-либо вариабельности их параметров. При этом не вызывает сомнения тот факт, что механизм модуляции является единым для электрических, магнитных и гидродинамических импульсов, генерируемых сердцем. Разная биофизическая природа носителей одной и той же информации создает потенциальную информационную избыточность и ее дублирование. В совокупности эти свойства, с одной стороны, определяют надежность доставки информации к органу-мишени, а с другой,- косвенно свидетельствуют о важности информационной функции сердца и информации, генерируемой им.

1.3.5. Механизмы восприятия семантики кардиосигналов

1.3.5.1. Внутренние органы

Менее разработанным остается конечный этап — приём и усвоение внутренней средой организма информации, генерируемой сердцем. В настоящее время нет конкретных сведений о существовании специализированных рецепторов, воспринимающих сигналы электрической или магнитной природы, хотя способность организма человека воспринимать подобные сигналы не вызывает сомнений [44, 47].

Если отталкиваться от физической природы кардиосигналов, то возникает вопрос: какие известные биофизические структуры в организме человека могут реагировать на модулированные кардиосигналы, памятуя о том, что модуляция касается амплитудного параметра, т.е. силы электрического, магнитного или гидродинамического импульса и интервала времени между импульсами, т.е. частоты их следования и (или) фазового отклонения от некоего номинального периода? Логично предположить, что биофизическая природа системы, воспринимающей информацию, должна быть идентичной последней. По аналогии с техническими информационными системами функционально она должна представлять собой систему демодуляторов различной конфигурации и структур, настроенных (реагирующих) на модулированные сигналы, генерируемые сердцем во внутреннюю среду организма. Однако, учитывая достижения современной биофизики, не исключается возможность непосредственного восприятия информации клетками в органах и тканях организма человека.

Общепризнанно рассматривать организм человека, как совокупность сложнейших колебательных систем разного уровня: молекулярного (большинство белковых молекул), субклеточного, клеточного, тканевого, органного, системного. Все они находятся в состоянии колебательного процесса, имеющего свои, но идентичные (когерентные) по природе, характеристики. Известны тканевые, клеточные и внутриклеточные структуры, реагирующие на пульсирующий транскапиллярный обмен, обусловленный пульсовой волной, на динамику разности потенциалов, создаваемой сердцем. Например, общим свойством многих механорецепторов является их способность под воздействием механического стимула изменять ионную проницаемость мембран, что в итоге приводит к изменению мембранного потенциала и к электрическому ответу. Имеются внутриклеточные образования по типу соленоидов, могущих реагировать на изменения электромагнитного поля сердца. Из обзора литературы Р.Р.Бэкера [5] известны внутриклеточные включения оксида железа или магнетита, являющихся общими элементами сенсорного преобразования воздействия магнитного поля у многих животных. На их биофизической основе в организме человека также могут существовать системы восприятия магнитокардиосигналов.

В русле обсуждаемой нами проблемы наибольшее внимание привлекают гипотезы, объясняющие механизмы взаимодействия электромагнитных полей внутриклеточных структур с внеклеточными электромагнитными полями. Это, в первую очередь, известная гипотеза о когерентном характере активации, предложенная академиком Н.Д.Девятковым и его учениками М.Б.Голантом и О.В.Бецким [18, 22, 23]. Согласно этой гипотезе, внутриклеточные мембранные структуры митохондрий создают колеблющийся дипольный компонент клетки, который связан с акустическими колебаниями мембраны и является «клеточным генератором» коротковолновой частоты электромагнитного поля (КВЧ ЭМП) клетки. Особенностью колебаний ЭМП клеток, по данным авторов, является их стохастический характер, который, соответственно, придает шумовой вид спектру этого поля.

Важным свойством ЭМП клеток живого организма, несмотря на стохастический характер колебаний, является их когерентность по природе. Когерентность колебаний ЭМП клеток ткани, органа, системы органов и в целом организма создает необходимое условие для возникновения резонансных состояний. Когерентное резонансное состояние, в свою очередь, служит тем необходимым условием, при котором может осуществляется биоинформационное взаимодействие клеток. При этом, очевидно, что интенсивность воздействия ЭМП особой роли не играет. Решающую роль приобретает информация, которая содержится в модулированных параметрах колебаний ЭМП клеток. В условиях резонанса клетки без энергетических затрат способны передавать и воспринимать информацию непосредственно взаимодействуя друг с другом.

Дальнейшим развитием предложенной  гипотезы можно рассматривать концепцию стохастического резонанса, предложенную исследователями из Пущинской биофизической школы [9]. Возможность стохастического резонанса обнаружена на КВЧ несущей и низкочастотного модулирующего сигнала из частотной области основных физиологических ритмов организма.

По мнению М.Б.Голанта [18] возможна и гуморальная передача КВЧ-сигналов с движущимися клетками крови, способными генерировать, а также запоминать и ретранслировать колебания соответствующей частоты. Не исключено, что основным средством распространения в организме на дальние расстояния информации на основе КВЧ-сигналов может быть нервная система [18]. Автор приводит факты, на основе которых можно предполагать, что КВЧ-сигналы распространяются по миелиновым липидным оболочкам нервных волокон.

Об электромагнитном излучении при передаче нервных импульсов через химический синапс свидетельствуют работы А.М.Хазена [65-67]. Автор раскрыл механизм сопряжения механических волн и электромагнитного излучения при процессах в постсинаптической мембране. Если допустить возможность резонансных колебаний постсинаптической мембраны при воздействии на нее электромагнитного импульсного поля ,генерируемого сердцем, то открывается возможность информационного воздействия электромагнитных кардиосигналов непосредственно на структурные элементы нервной системы с последующей ретрансляцией информации в нервные импульсы.

Возможен и другой вариант. В настоящее время имеются сведения, что большая часть молекулы ДНК генетического аппарата не содержит генетического кода. По данным П.Гаряева, «свободная» часть ДНК содержит важнейшую информацию о построении и развитии организма, которую она передает волновым путем. Автор волновой генетики П.Гаряев [20] считает, что эта часть молекул ДНК генерирует своеобразные волновые матрицы, которые, по его мнению, определяют развитие биологического объекта. Существование «волнового двойника» автор доказал в эксперименте. Впечатанный в каждую клетку он может быть не только информационно-энергетическим источником. Не исключено, что как «свободная» часть ДНК, так и ее «волновой двойник» способны выполнять в объеме клетки роль принимающего устройства и ретранслятора той информации, которая исходит из сердца в виде электромагнитных сигналов.

Сходный механизм можно предполагать относительно α–спиральных белков, которые входят в состав гликопротеидов и в которых характерно возникновение солитонов. А.С.Давыдов [21], излагая основы квантовой теории солитонов, отводит последним существенную роль в переносе энергии и электронов в квазиодномерных молекулярных структурах и протонов в макромолекулах с водородными связями. Возможно, солитоны, представляющие устойчивое нелинейное возбуждение с участием поперечных волн, также могут исполнять роль, как принимающего устройства, так и ретранслятора информации, которая исходит из сердца в виде электромагнитных сигналов, непосредственно в молекулярные структуры.

Высказанные предположения весьма умозрительны, но они свидетельствуют о том, что исследование механизмов восприятия информации, генерируемой сердцем во внутреннюю среду организма человека, может составить важное направление в развитии теории информационной функции сердца. При этом, памятуя о том, что информация всегда конкретна и имеет целевое предназначение, логично предположить, что для биологических систем свойственна избирательность её восприятия: внутриклеточные структуры, клетки, ткани и органы из общего информационного потока, организуемого сердцем во внутреннюю среду организма, способны селективно улавливать и усваивать только ту информацию, которая им предназначена.

В технических системах связи принимающее устройство пассивно «ждёт» сигнал и, хотя настроено на его прием, обработку и выдачу смыслового текста, оно не знает заранее семантику будущего сообщения. Напротив, внутренняя среда человека, по-видимому, активно нацелена на прием сигналов, генерируемых сердцем. Она, вероятно, уже «знает», а точнее имеет образ нормы или будущего заболевания. Этот образ может создаваться корковым представительством синусового узла с участием ассоциативных связей головного мозга. Через систему регуляции внутренних органов образы могут формировать органы-мишени, снижать порог чувствительности и, таким образом, нацеливать их на избирательное восприятие информации кардиосигналов. Можно предположить, что информация, генерируемая сердцем, необходима, в первую очередь, для того, чтобы тот образ, который уже присутствует в органах-мишенях, подтвердить и дать команду на его реализацию в соответствии с природой организма.

Таким образом, изложенное дает основание для предположения о существовании молекулярных и субклеточных структур непосредственного восприятия информации, заложенной в модулированном импульсном электромагнитном поле, генерируемым сердцем. Биофизической основой передачи и восприятия информации может служить стохастический резонанс между когерентными колебательными процессами, в том числе импульсного характера.

  

1.3.5.2. Центральная нервная система

Механизмы восприятия кардиосигналов центральной нервной системой, вероятно, более сложные и разнообразные. Во-первых, ей должны быть присущи все те механизмы восприятия кардиосигналов разной биофизической природы, которые свойственны любому другому органу человеческого организма. Во-вторых, в отличие от недавних представлений, согласно которым центральная регуляция сердца связывалась исключительно с бульбарным отделом ствола мозга, в настоящее время доказано, что афферентная импульсация из сердца замыкается также на гипоталамус, лимбическую кору, миндалину и кору больших полушарий.

В этой связи привлекают внимание результаты исследований Д.П.Билибина и О.А.Шевелева [10]. Авторы обнаружили в ростральных отделах коры большого мозга у кроликов симметрично расположенные представительства зоны синусно-предсердного узла, куда афферентная информация поступает двумя путями – по блуждающему нерву и через спинной мозг. Не исключено, что сходное корковое представительство синусно-предсердного узла у человека может играть роль анализатора не только афферентной информации, но и нейрокардиосигналов информационного воздействия.

Следует признатьпредположительный характер предлагаемых представлений о механизмах восприятия внутренней средой организма кардиосигналов электрической, магнитной и гидродинамической природы. Однако факт, что перечисленные кардиоимпульсы обладают всеми необходимыми свойствами сигналов, несущих первичную информацию от сердца во внутреннюю среду организма, побуждает к целенаправленным исследованиям возможных механизмов восприятия этой информации.

 

Резюме

Сердце обладает признаками информационного органа. Оно генерирует импульсы электрической, магнитной и гидродинамической природы, которые имеют свойства сигналов и распространяются в объёме всего организма. Что касается магнитного сигнала, то он выходит за пределы организма человека, ограниченные зоной распространения магнитного поля, в пределах которого возможна его регистрация.

Для электро-и магнитокардиосигналов вместо каналов связи, принятых в технике, в организме человека приемлемо представление об информационных пространствах, соответствующих электрическому и магнитному полю, в любой точке которых возникают соответственно электрический или магнитный импульсы со свойствами сигналов. Только применительно к сигналам гидродинамической природы допустима аналогия понятию «канала связи». Таковым для гидродинамических импульсов является артериальная часть сосудистой системы. Если допустить наличие в афферентном потоке нейроимпульсов от сердца в центральную нервную систему наличие сигналов информационного воздействия, то нервные волокна в составе блуждающего нерва следует рассматривать в качестве специализированного канала связи.

Механизм преобразования кардиоимпульсов в сигналы заложен в автономной системе регуляции функции синусового узла, что создаёт высокую степень его независимости. При этом модуляция кардиоимпульсов в денервированом сердце осуществляется только при условии, если оно трансплантировано в организм человека. В доступной литературе нами не обнаружены научные сведения, которые могли бы составить представления о возможных механизмах восприятия внутренними органами информации, заложенной в кардиосигналы.

В связи с обоснованным допущением существования информационной функции сердца возникает вопрос: какая информация закладывается в сердце с помощью механизма модуляции кардиоимпульсов и какова её роль в организме человека? Ответ на эти вопросы так же, как и на многие другие возникающие вопросы возможен при наличии технологии информационного анализа кардиосигналов.


ysp2.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

2.1 Технические требования к устройствам съёма электрокардиосигналов
2.2 Методика и условия съёма электрокардиосигналов
2.3 Параметры измерений
2.4 Кодирование (преобразование) электрокардиосигналов
2.5 Банк Диагностических эталонов
2.6 Основные этапы технологии информационного анализа электрокардиосигналов
Заключение

Учитывая единый механизм модуляции одних и тех же параметров кардиоимпульсов как электрической, магнитной, так и гидродинамической природы, мы сочли целесообразным разработку технологии информационного анализа осуществить применительно к электрокардиосигналам. При этом мы исходили из того, что динамика основных параметров кардиосигналов, подвергнутых модуляции, представляет собой случайный процесс, который, с целью выяснения семантики заложенной в них информации, не подлежит анализу с помощью математических методов.

По В.И.Дмитриеву [24] случайный (стохастический) процесс может быть нестационарным или стационарным. Нестационарный процесс предполагает такую случайную функцию (времени, амплитуды, фазы), значения которой в каждый момент времени случайны. Случайный стационарный процесс отличается тем, что имеется однородность по одному из параметров сигналов, например, постоянная частота следования импульсов. При случайном стационарном процессе могут иметь место семантические связи между ближайшими сигналами. Они проявляется в том, что каждая реализация случайного процесса достаточной продолжительности может нести практически полную информацию о свойствах всего ансамбля реализаций.

В технических средствах связи, как утверждает С.Голдман [19], при случайном процессе, несмотря на случайный характер динамики основных параметров сигналов, ближайшие сигналы, в первую очередь, предшествующий и последующий могут обладать семантической связью. Однако, как подчеркивает автор, это свойственно только тем случайным процессам, которые по своей сути стационарны, т.е. имеют хотя бы одну стабильную (однородную) функцию.

В отличие от технических информационных систем в информационных системах живых организмов в любом информационном сообщении, представленном случайным процессом, по нашему мнению, должны присутствовать семантические связи между ближайшими сигналами.

Данное допущение, сделанное нами, принято в качестве базового постулата информационного анализа кардиосигналов, согласно которому сообщения, закладываемые в поток кардиосигналов, должны обладать семантическими связями между ближайшими сигналами, что соответствует закону взаимосвязи процессов и явлений в организме человека.

Данная особенность может быть реализована при информационном анализе кодограмм, полученных на основе преобразования динамики основных параметров кардиосигналов в символы. Кодограмма близка по своей сути к лингвистическому тексту, в котором семантические связи объединяют буквенные символы в слова, представляющие дискретную информацию.

При случайном процессе взаимосвязанные сигналы выявляются не методами статистического анализа параметров электрокардиосигналов, показатели которых при нестационарности случайного процесса сами варьируют по закону случайности, но их можно определить на основе кодирования динамики этих параметров с последующей обработкой кодограммы в соответствии с принципом “кода Морзе”.

Приступая к разработке технологии информационного анализа электрокардиосигналов мы также осознавали, что методом выявления устойчивых комбинаций символов кодирования открывается возможность  получения «кодов» тех или иных состояний, семантика которых может закладываться при модуляции кардиоимпульсов. В случае получения специфических «кодов» их можно рассматривать в качестве условных образов, эквивалентно отражающих информационную сущность (семантику) того или иного состояния.

Не менее важной проблемой мы считали тщательный клинический анализ физиологических и патологических состояний добровольцев и больных людей, у которых осуществляли регистрацию электрокардиосигналов. При этом было принято правилом обязательное всестороннее обследование с применением современных клинических, лабораторных и инструментальных методов исследования. Верификацию заболеваний и состояний у всех обследуемых мы рассматривали в качестве обязательного условия в достижении корректности исследования. Разработка и длительная апробация (более 10 лет) технологии информационного анализа электрокардиосигналов позволили определить алгоритм процедур, сформулировать и предложить основные её положения, которые могут быть предметом дальнейшего обсуждения и совершенствования.

2.1. Технические требования к устройствам съёма электрокардиосигналов

Технические требования к устройствам съёма электрокардиосигналов (электрокардиоблоку) формировались в процессе длительной апробации приборов и научных экспериментов, направленных на достижение максимально эффективного информационного анализа электрокардиосигналов. Итогом явился следующий перечень технических требований к электрокардиоблоку:

  • высокая степень помехозащищенности и помехоустойчивости на всех этапах съёма, транспорта и обработки электрокардиосигналов;
  • наличие полосы входного сигнала не менее 500Гц.;
  • достаточно широкий динамический диапазон колебания входного сигнала в пределах не менее от 5 mkV (микровольт) до 5 mV (милливольт), что соответствует динамическому диапазону в 60 dB (децибел);
  • высокая частота дискретизации входного сигнала, обеспечивающая измерение основных параметров QRS-комплексов, с точностью: амплитуды до 5mkV и интервалов времени между QRS-комплексами до 0,01 мс (миллисекунды).

Перечисленные технические требования свидетельствуют о том, что большинство выпускаемых фирмами электрокардиографов не соответствуют вышеизложенным техническим требованиям и не могут быть использованы для съёма электрокардиосигналов, подлежащих информационному анализу.

2.1.1. Варианты устройств

Технические требования к электрокардиоблоку, предназначенному для съёма электрокардиосигналов, подлежащих информационному анализу, реализованы в двух моделях: «Поток», разработан фирмой «Медэлком» (рисунок 7) и «Скринфакс», разработан фирмой «Медскрин» (рисунок 8).

Принципиальное отличие этих устройств заключается в том, что кардиоблок «Поток» позволяет осуществлять съём электрокардиосигналов в последовательном режиме использования трех стандартных биполярных или униполярных отведений от конечностей, а кардиоблок «Скринфакс» — в параллельном, т.е. одновременном режиме съёма в указанных отведениях. Данное обстоятельство определяет разную продолжительность исследования. При наборе базы данных, включающей 600 QRS-комплексов, продолжительность исследования с помощью прибора «Поток» с учётом частоты пульса составляет 20 — 35 минут. Прибор «Скринфакс» позволяет сократить время набора базы данных в три раза (до 8-12 минут).

diagn1

diagn2

2.2. Методика и условия съёма электрокардиосигналов

Съём электрокардиосигналов осуществляется по общепринятой методике регистрации электрокардиограммы. Используются, как правило, стандартные биполярные отведения по Эйнтховену и (или) униполярные усиленные отведения от конечностей по Гольдбергеру.

Количество QRS-комплексов, регистрируемых при съёме электрокардиограммы, ограничивается определением на программном уровне информационной достаточности в каждом конкретном случае исследования и колеблется от 300 до 1200. Соответственно продолжительность исследования в зависимости от частоты пульса может составлять от 5-8 до 20 минут. В большинстве случаев, по нашему опыту, корректное исследование достигается при наборе базы данных, включающей не менее 600 электрокардиографических комплексов.

Во время съёма электрокардиосигналов обследуемый должен находиться в состоянии физического и психо-эмоционального покоя в положении лежа на кровати (кушетке) или сидя в удобном кресле. Исследование проводится не ранее чем через один час после приема пищи, сильнодействующих лекарств и курения. Обследованию не подлежат люди, находящиеся под воздействием алкоголя, наркотиков, седативных препаратов и психотропных веществ, а также больные с выраженной лихорадкой и в крайне тяжелом состоянии. Перечисленные ограничения имеют относительное значение.

Диагностика может быть некорректна при тахикардии более 120 ударов в 1 минуту. Исключают возможность обследования такие нарушения сердечного ритма, как трепетание и мерцание предсердий, трепетание и фибрилляция желудочков, пароксизмальная тахикардия, частая, особенно политопная экстрасистолия, а также нарушения предсердно-желудочковой проводимости (периоды Венкебаха, неполная или полная атриовентрикулярная блокада), наличие искусственного водителя ритма.

2.3. Параметры измерений

Параметры измерения желудочкового QRS- комплекса, который составляет основной вклад в электрокардиоимпульс, определяются известными в теории и практике связи видами модуляции: амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ), интервало-импульсной модуляцией (ИИМ), частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ) и фазово-импульсной модуляцией (ФИМ). Применительно к сердцу, как было уже отмечено (1.3.2), интервало-импульсная модуляция может совмещать в себе частотно-импульсную и фазово-импульсную модуляции. Исходя из изложенного, параметрами измерения являются амплитуда Rn желудочкового QRS-комплекса и интервал времени Tn между tRnи tRn+1(рисунок 2).

Следующим параметром измерения мы сочли уместным использовать так называемую меру вероятности тех или иных событий, применяемую в квантовой электродинамике. По Р.Фрейнману [58] мера вероятности события определяется с помощью геометрического построения векторов амплитуд вероятностей, соответствующих тому или иному событию. Применительно к нашему случаю – это повторяющиеся через неопределенные промежутки времени электрокардиоимпульсы, амплитуды которых носят вероятностный характер.

Составляющие данного события можно представить в виде двух векторов-амплитуд, величина которых имеет вероятностный характер: вектора- амплитуды (A) электрокардиоимпульса, представленного амплитудой его QRS-комплекса и вектора-амплитуды (I) интервала времени после предыдущего электрокардиоимпульса (рисунок 9а). Причем направленность векторов относительно друг друга имеет перпендикулярный характер и составляет 90º. Чтобы получить меру вероятности (X) данного события необходимо в соответствии с правилом сложения векторов осуществить геометрическое построение, расположив векторы A и I, сохраняя их направленность, как представлено на рисунке 9б. Согласно правилу сложения векторов квадрат длины результирующей линии, соединяющей начало вектора I с концом вектора, отражающего вторую составляющую события – амплитуду A и есть мера вероятности (X) всего события.

diagn3

Ввиду того, что составляющие события имеют разную метрику и разный физический смысл, мы сочли более адаптивным для нашего исследования определение величины tg угла α противолежащего первой составляющей, т.е. вектору интервала времени и рассматривать ее в качестве меры вероятности всего события. Основанием для правомерности такого решения могут быть приведенные на рисунке 10 варианты соотношения векторов, при которых сохраняются постоянными как результирующая Х-линия (рисунок 10а так и tg угла α (рисунок 10б). Из рисунка 10 следует и другой важный вывод: мера вероятности не зависит от величины амплитуды векторов, но зависит от их соотношения. Действительно, как следует из рисунка 10, одна и та же вероятность события (постоянство величины Х и tg угла α) наблюдается при разных величинах векторов амплитуд, составляющих данное событие, но при условии однозначности их соотношения.

diagn4

Для достижения достоверности информационного анализа в каждом конкретном случае имеет значение  сохранение стандартных условий на период съёма электрокардиосигналов: масштаба времени и электрического напряжения. Абсолютные показатели основных параметров электрокардиоимпульсов необходимы только для определения их динамики.

Информационное пространство внутренней среды человека соответствует его объёму. Электрический импульс, как и магнитный, возникают одновременно в любой точке организма человека. Исполняя роль сигнала, они, соответственно, несут в себе ту или иную информацию, которая при одномоментном съеме в разных отведениях однородна и свидетельствует о том, что она является достоянием всего организма.

Таким образом, в кардиосигналах любой биофизической природы несмотря на регистрацию их в разных точках организма человека содержится вся полнота  информации, закладываемой в них. В этом находят реализацию такие свойства биологической системы, как диалектическое единство общего и частного, единичного и целого. Данное обстоятельство дает основание использовать для информационного анализа электрокардиосигналы, регистрируемые в любой точке организма человека. Однако при этом возникает необходимость стандартизации условий информационного анализа. Она связана с тем, что конфигурации QRS-комплекса в разных точках съёма электрокардиосигналов весьма значительно различаются и не всегда могут быть «удобны» для точного измерения параметров сигнала.   Существенные различия конфигураций QRS-комплексов могут сопровождаться принципиально разными соотношениями в динамике параметров электрокардиосигналов, которые используются в технологии информационного анализа. В отведениях может регистрироваться разная по выраженности и по структуре несущая волна. Поэтому съём сигналов целесообразно проводить в нескольких отведениях, что дает возможность, с одной стороны, делать выбор для информационного анализа того отведения, в котором регистрируются наиболее «удобные» для измерений конфигурации QRS-комплексов, а с другой, определять приемлемый вариант технологии информационного анализа.

Учитывая вариации конфигурации желудочкового комплекса, в таблице № 1 представлены основные варианты измерений амплитуды и интервалов времени. Помимо выбора отведения, в котором регистрируется «удобный» для измерения QRS-комплекс, можно добиться приемлемого для измерения варианта конфигурации желудочкового комплекса изменением положения обследуемого во время съёма электрокардиосигналов. В качестве примера на рисунке 11 приведена электрокардиограмма больного В-ч в положении сидя (рисунок 11а) и в положении лежа (рисунок 11б). Желудочковый комплекс, регистрируемый в положении лежа во втором стандартном отведении, имеет значительно более «удобную» конфигурацию для измерения его амплитуды, чем в положении сидя.

diagn5

diagn6

2.3.1. Стандартизация электрокардиосигналов

Существенные различия конфигурации электрокардиосигналов в различных точках его съёма при одной и той же их семантике ставят перед необходимостью унификации как условий съёма электрокардиоимпульсов, так и стандартизации электрокардиосигналов с учетом конфигурации желудочкового комплекса. Опыт разработки технологии информационного анализа свидетельствует о том, что унифицированными условиями съёма электрокардиосигналов могут служить известные в практике электрокардиографии стандартные биполярные отведения по Эйнтховену, а также униполярные усиленные отведения от конечностей по Гольдбергеру. Характерные для каждого отведения электрокардиографические конфигурации желудочкового комплекса с учётом направленности электрической оси сердца позволяют обеспечить необходимую для информационного анализа их стандартизацию. Возможны и другие способы стандартизации электрокардиосигналов.

2.4.Кодирование (преобразование) электрокардиосигналов

Анализ способов кодирования, известных в технических средствах связи и подробно изложенных во многих руководствах [43,48,75], привел нас к выводу, что ни один из них не может быть использован в полной мере при разработке технологии информационного анализа кардиосигналов. Учитывая особенности функционирования сердца как генератора кардиоимпульсов со свойствами сигналов, которые могут соответствовать различным вариантам случайных стохастических процессов, мы сочли необходимым разработать оригинальный способ кодирования, адаптированный к информационной функции сердца. При этом стремились учесть особенности семантических связей между сигналами, которые свойственны только биологической системе.

Рассматривая биологическую систему, существующую согласно второму закону термодинамики, мы стремились также  понять роль и место информационной функции сердца в общей информационной системе организма. Нами сделана попытка оценить вклад генерируемой сердцем информации в поддержание функциональной активности, в адаптацию и  эволюцию, в обеспечение выживаемости человека как  живой открытой термодинамической системы.

Совершенствование кодирования, являющегося основой информационного анализа электрокардиосигналов с учетом вышеизложенного, по-видимому, длительный процесс, началом которого можно признать, с определенной мерой осторожности, предлагаемое нами исследование.

 

2.4.1. Принцип кодирования

Кодирование – это процесс преобразования динамики основных параметров сигналов любой физической природы в семантический текст, называемый кодограммой. Для осуществления кодирования необходим алфавит символов определенной мерности и семантики. Символ кодированияпредставляет собой отдельный дискретный буквенный или цифровой символ элементарной исходной единицы информации, который может быть одно-, двух-, трех- и более мерным.

Набор символов составляет алфавит символов кодирования, количество которых определяется тем числом, которое необходимо для достижения полноты преобразования всех возможных вариантов пространственно-временной динамики основных параметров кардиосигналов. При этом символы кодирования хотя и обозначают дискретную информацию, имеющую разную семантику, однако характеризуются одинаковой мерностью и семантической однородностью. Мерность, семантическая однородность и алфавит символов в совокупности составляют специфическую сущность кодирования и определяют его возможности.

 

2.4.2. Варианты кодирования

Процедуру кодирования можно осуществлять в двух принципиально отличающихся друг от друга вариантах: с учетом характера волнового процесса, на основе которого происходит генерация кардиосигналов и без учета его. При первом варианте, когда имеет место четко дифференцированный волновой процесс (рисунок 12а), осуществляется кодирование последовательной динамики каждого отклонения фактических параметров электрокардиосигнала относительно аналогичных показателей соответствующего «среднеарифметического» электрокардиосигнала по отношению к предшествующим таким же отклонениям.

Методика получения «среднеарифметической» амплитудо — или интервалограммы изложена в разделе 1.3.2. При втором варианте, когда дыхательную или иную волну не представляется возможным дифференцировать, а огибающая линия амплитудо — и интервалограмм приближается к прямой линии (рисунок 12б), допустимо кодирование динамики непосредственно фактических величин амплитуд зубцов Rn, интервалов времени Tn и tg угла α противолежащего интервалу времени (рисунок 9).

diagn7

2.4.3. Первичная кодограмма

Итогом кодирования является первичная (исходная) кодограмма, которую следует рассматривать в качестве кодового эквивалента информации, закладываемой модулирующим механизмом сердца в электрокардиосигналы (рисунок 13). Исходная кодограмма напоминает лингвистический текст, в котором ликвидированы разделительные промежутки между словами и смысловые разделительные знаки препинания.

Кодирование, как процесс преобразования сигналов в кодовый текст открывает большие возможности для информационного анализа этих сигналов. Варьируя мерностью и семантикой символов можно использовать кодирование как инструмент, с помощью которого на основе компьютерной техники сравнительно легко осуществлять всесторонний и разной степени сложности информационный анализ.

diagn8

2.4.4. Структурированная кодограмма

Ключом к информационному анализу исходной (первичной) кодограммы является допущение, сделанное нами, согласно которому в биологических системах в любом информационном потоке существуют семантические связи между ближайшими сигналами. Такое свойство открывает возможность выявления наиболее устойчивых и часто повторяющихся комбинаций символов, которые могут соответствовать значимой специфической семантике сообщения, заложенного в электрокардиосигналы. Решение данной задачи может быть обеспечено структурированием первичной кодограммы. Для этого осуществляется процедура формирования n-членных комбинаций символов путем последовательного перемещения на один символ «окна», включающего то или иное установленное число (n-) символов, от начала до конца первичной кодограммы (рисунок 14а). Последующий подсчет полученных комбинаций символов и распределение их, согласно с частотой встречаемости в первичной кодограмме, позволяет получить структурированную (вторичную) кодограмму (рисунок 14б).

diagn9

2.4.5. Эталонные кодограммы

Сравнение структурированных кодограмм людей с учетом их физиологических состояний, наличия тех или иных заболеваний открывает возможность получения специфичных «эталонных кодограмм, кодовых портретов, кодов», представляющих собой совокупности n-членных комбинаций символов со 100%-ной встречаемостью в однородной группе обследованных. Эталонная кодограмма в каждой группе обследованных определяется на основе сравнительного анализа вторичных структурированных кодограмм всех людей, входящих в группу, с учетом варианта кодирования и в соответствии с результатами стандартизации электрокардиосигналов. На рисунке 15 представлены варианты эталонных кодограмм при желчекаменной болезни (рисунок 15а), сахарном диабете (рисунок 15б), язвенной болезни (рисунок 15в) и гипертонической болезни (рисунок 15г).

diagn10

2.5. Банк диагностических эталонов

Набор эталонных кодограмм, специфичных для здоровых людей и больных с определенными заболеваниями, составляет банк диагностических эталонов. Банк эталонов играет решающую роль в диагностическом процессе и его значение трудно переоценить. По мере увеличения и расширения базы данных банк следует пополнять эталонными кодограммами новых заболеваний. Необходимо периодически уточнять также имеющиеся эталонные кодограммы. Разработка и внедрение новых более эффективных вариантов кодирования создает необходимость отработки соответствующих эталонов по всем заболеваниям, эталоны которых имеются в банке. Банк эталонов, таким образом, требует постоянного внимания, направленного на его совершенствование и пополнение.

 

2.5.1. Методика получения диагностических эталонов

Получение эталонных кодограмм предусматривает формирование групп здоровых людей и больных с определенными заболеваниями на основе всестороннего предварительного обследования с использованием современных клинических и лабораторно-инструментальных методов исследования. Тщательная верификация нормы и заболеваний – необходимое условие для получения высокоспецифичных эталонных кодограмм.

 

2.5.2. Классификация диагностических эталонов

Классификация диагностических эталонов в банке осуществлена по нозологическому, в отдельных случаях по синдромному принципу (стеатоз печени, стеатоз поджелудочной железы, дискинезия желчевыводящих путей и т.п.).

В каждой нозологии диагностические эталоны распределяются в соответствии с видом кодирования и с учетом варианта стандартизации электрокардиосигналов по типу отведения и вида конфигурации желудочкового QRS-комплекса. Согласно данной стандартизации осуществляется распределение архивного материала.

2.6. Основные этапы технологии информационного анализа электрокардиосигналов

Основные этапы информационного анализа электрокардиосигналов представлены в рисунках 13, 14,  15. Суть их следующая: получение первичной кодограммы с помощью выбранного кодирования; структурирование первичной кодограммы на двух-, трех-, четырех- и более членные комбинации символов методом последовательного перемещения на один символ соответствующего окна от начала до конца первичной кодограммы; подсчет одинаковых комбинаций символов и распределение их с учетом частоты встречаемости; сравнение структурированной кодограммы с эталонными кодограммами нормы и заболеваний. Возможность того или иного заболевания признается только при наличии в составе структурированной кодограммы всех комбинаций символов, входящих в специфический эталон диагностируемого заболевания. На рисунке 15 представлена процедура сравнения структурированной кодограммы без комбинаций символов, входящих в эталон нормы с эталонами желчекаменной болезни, сахарного диабета, язвенной и гипертонической болезней. Из рисунка следует, что 100% присутствие имеют только комбинации символов, составляющие эталон желчекаменной болезни. Предположение о наличии желчнокаменной болезни получило подтверждение при последующем ультразвуковом исследовании желчного пузыря.

 

Заключение

Таким образом, технология информационного анализа кардиосигналов (электрокардиосигналов) — это совокупность методов регистрации и обработки кардиосигналов с целью получения кодовых текстов и расшифровки их семантики с помощью банка эталонных кодограмм (кодов, “кодовых портретов”) физиологических состояний, нормы и заболеваний внутренних органов, а также способов хранения и повторного использования полученной информации.

В процессе разработки технологии информационного анализа электрокардиосигналов затронута важная проблема – характер семантики сигналов, генерируемых сердцем. Возможность получения эталонных высокоспецифичных кодограмм нормы и заболеваний внутренних органов свидетельствует о том, что кардиосигналы несут во внутреннюю среду организма человека информацию, в которой присутствует семантика здоровья и болезней. Что же касается специфичных эталонных наборов комбинаций символов, то их следует рассматривать в качестве эквивалента информационной сущности нормы и заболеваний. Данный факт логично наводит на мысль об использовании технологии информационного анализа электрокардиосигналов в качестве нового метода диагностики заболеваний и разработки на её основе принципиально нового класса диагностических систем.


ysp3.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

3.1. Информационная сущность (здоровья) нормы

3.2. Информационная сущность заболеваний

3.3. Алгоритм диагностики

3.4. Активность информационной сущности

3.5. Информационные критерии стадий развития заболеваний

3.6. Информационная стадия заболеваний

3.7. Информационные критерии эффективности лечения

3.8. Информационный кардиомониторинг

Заключение

Метод информационного анализа электрокардиосигналов апробирован при обследовании 570 здоровых и 23017 больных людей с различными заболеваниями неинфекционной природы, в том числе и с онкопатологией. Группы здоровых людей и больных с различными заболеваниями внутренних органов сформированы на основе тщательного клинического анализа с использованием методов лабораторной и инструментальной диагностики как в условиях поликлиники или лечебно- диагностического центра так и в период лечения в  больнице или госпитале. Исследования проведены с учетом пола, возраста и физиологических состояний: в покое, во время и после физических нагрузок, психо-эмоциональных стрессов, в период сна и бодрствования, в некоторых экстремальных условиях деятельности и обитания. Более половины (63%) больных в последующем находились под наблюдением и проходили повторные исследования с применением технологии информационного анализа электрокардиосигналов. В целом разносторонний клинический материал, включает более 40 тыс. исследований.

3.1. Информационная сущность нормы

Информационная сущность это совокупность таких комбинаций отдельных дискретных символов кодирования, которая стабильно присутствует в кодограмме человека. Она отражает информационную сущность внутренней среды и включает наборы кодовых комбинаций нормы и болезней.

Эквивалентом информационной сущности нормы представляется набор комбинаций отдельных дискретных символов, обладающих стопроцентной встречаемостью в кодограммах здоровых людей. Сопоставление эталонов нормы здоровых людей с учетом пола и возраста не выявило принципиальных и существенных различий меду ними. Это дало нам основание для получения «усредненного» эталона нормы. Поэтому в последующем группа здоровых людей для отработки эталонов нормы с учетом вариантов кодирования и стандартизации условий информационного анализа осуществлялась без учета возраста и пола, но с обязательным исключением хронических заболеваний, а также перенесенных травм и острых заболеваний, которые могли бы оставить какие — либо последствия, влияющие на здоровье.

Представляет интерес распределение обследованных здоровых людей с учетом возраста. Подавляющее число обследованных здоровых людей оказалось в возрасте до 25 лет (357 человек – 63%), меньше в возрасте от 26 до 35 (127 человек – 22%) и от 36 до 45 лет (46 человек – 8%). Что же касается людей в возрасте от 46 до 55 лет и от 56 до 65 лет                                    , то они составили малочисленные группы – соответственно 27 (5%) и 11 (2%) человек. В возрасте более 65 лет в группе здоровых людей оказалось только 2 человека. Распределение здоровых людей с учетом возраста в определенной мере отражает то, которое существует среди населения. Действительно, результаты массовых обследований населения свидетельствуют о наличии у большинства людей даже молодого возраста тех или иных хронических заболеваний, количество которых с возрастом прогрессирует.

С целью выяснения взаимосвязи «кода нормы» и старения, нами проведено целенаправленное исследование состояния информационной сущности нормы у людей среднего, пожилого и старческого возраста. Для исследования были отобраны 193 человека в возрасте 45 и более лет с хорошим состоянием здоровья, у которых имеющиеся хронические заболевания не вызывали инвалидизации и снижения работоспособности, соответствующих возрасту. Причем, группы с учетом возраста были составлены сходными по количеству: от 45 до 49 лет – 24 человека, от 50 до 54 – 25, от 55 до 59 – 26, от 60 до 64 лет – 25, от 65 до 69 – 27, от70 до 74 — 25, от 75 до 79 – 21 и от 80 до 84 лет – 20 человек. По итогам исследования оказалось, что в каждой возрастной группе примерно с одинаковой частотой от одного до трех случаев имели место неполные наборы комбинаций символов эталона нормы. Таким образом, по результатам данного исследования, старение достоверно не влияет на состав и количество комбинаций символов кодирования. Данный факт может свидетельствовать о том, что старение — не болезнь. Свойственные пожилому и старческому возрасту функционально-морфологические особенности органов и систем органов – суть выражение нормы данного периода жизни человека. В качестве примера показательны исследования В.Н.Швалева и соавторов [71], посвященные изучению состояния вегетативного обеспечения сердца в разных возрастных группах людей. Ими было показано, что с возрастом происходит функционально-морфологическая перестройка симпатико-адреналовых механизмов регуляции миокарда. Аналогичную ситуацию мы обнаружили при исследовании слизистой оболочки желудка [55]. Уместно, однако, признать, что дифференциальная диагностика инволютивных изменений в органах и тканях пожилого человека и изменений, которые могут быть обусловлены хроническими заболеваниями внутренних органов, составляет весьма сложную задачу. Мы в этом убедились при попытке разработать критерии дифференциальной диагностики инволютивных изменений в слизистой оболочке желудка пожилых людей и хронического атрофического гастрита [55].

Наличие заболеваний, как свидетельствуют наши исследования, не исключает присутствие полного набора комбинаций символов кодирования, составляющих эталонную кодограмму нормы или «код нормы». Более того, сопоставление изменений эталона нормы с динамикой состояния здоровья, активностью заболеваний и эффективностью лечебных мероприятий у 857 больных с различной патологией внутренних органов выявило как положительную, так и отрицательную динамику состава комбинаций символов кодирования, составляющих норму. В частности, при неблагоприятном развитии патологии или возникновении сочетания заболеваний наступает этап последовательно нарастающей утраты (исчезновения) отдельных эталонных комбинаций символов нормы. Этот период совпадает с появлением симптомов обострения хронических или появлением новых заболеваний, в совокупности приводящих к утрате временной трудоспособности к необходимости лечения, в том числе  госпитализации. Однако при успешном лечении и эффективной реабилитации возможно восстановление полного набора комбинаций символов, составляющих эталон нормы.

Присутствие полного набора комбинаций символов кодирования, составляющих эталон нормы у больного человека, свидетельствует о достаточно высоком уровне его здоровья. Данная ситуация, по современным представлениям, соответствует понятию «практически здоровый» человек, которое допускает наличие хронических заболеваний, не снижающих работоспособность и не влияющих на качество жизни. Исключение могут составить экстремальные условия обитания и профессиональной деятельности, предъявляющие повышенные требования к здоровью человека и особенно к тем органам и системам, через которые реализуется хроническое заболевание. Подобные условия, как известно, могут стать причиной обострения заболевания, временного ограничения работоспособности и снижения качества жизни, необходимости проведения лечебных мероприятий. Поэтому состояние «практически здорового» человека предполагает не только наличие полного набора комбинаций символов кодирования, соответствующих эталону нормы, но и отсутствие каких-либо жалоб, расстройств функций внутренних органов, полное сохранение работоспособности и достаточно высокий уровень качества жизни. При этом в ряде случаев оно может достигаться применением определенных лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий, адекватным выбором профессии и образом жизни.

При заболеваниях, влияющих на работоспособность и в целом на жизнеспособность человека, как правило наблюдается потеря комбинаций символов из эталона нормы. При эффективном лечении и восстановлении работоспособности может иметь место частичное или полное восстановление недостающих комбинаций. Такая динамика может быть использована в качестве одного из критериев при оценке эффективности лечения, влияющего не только на само заболевание, по поводу которого оно осуществляется, но и на уровень здоровья и качество жизни пациента. Если у обследованного пациента установлен полный набор комбинаций символов, составляющих эталон нормы, в заключении помимо перечня заболеваний целесообразно указывать «практически здоров». В том случае, если в кодограмме обследованного полного набора этих комбинаций нет, в заключении, помимо перечня выявленных заболеваний, указывается «нездоров». 

3.2. Информационная сущность заболеваний

Информационная сущность болезни представлена набором комбинаций дискретных символов кодирования, обладающих стопроцентной встречаемостью в кодограммах больных с клиническими, лабораторными и инструментальными симптомами и синдромами одного и того же заболевания. Специфичность эталонной кодограммы (кода болезни) в равной степени проявляет себя на всех этапах формирования и развития конкретного заболевания.

Информационная сущность болезни при повторных исследованиях может регистрироваться длительно или постоянно, если заболевание генетически обусловлено или приобрело характер упорного хронического течения. Исчезновение информационной сущности болезни сопряжено с ликвидацией кодовых эталонных комбинаций и наблюдается при исцелении. На начальном этапе формирования заболевания и при стойкой ремиссии заболевания информационная сущность болезни при повторных исследованиях может многократно исчезать и появляться.

Эталонная кодограмма той или иной болезни высокоспецифична и не зависит от стадии развития и фазы заболевания. Она присутствует как на этапе “носительства” информационной сущности заболевания, создавая риск его формирования, что аналогично состоянию вирусоносительства так и в период преморбидного состояния и на этапе сформировавшейся болезни. При этом «код болезни» у больных различного пола и возраста, но имеющих одно и то же заболевание, независимо от стадии его развития имеет высокую степень сходства, что дало нам основание, как и в отношении информационной сущности нормы, формировать «усредненный» вариант эталонов заболеваний.

Высокая специфичность и идентичность эталонной кодограммы болезни у больных разного возраста и пола наиболее убедительно проявляется в семьях, имеющих наследственно детерминированные заболевания такие как гипертоническая, желчнокаменная, язвенная, мочекаменная болезни, сахарный диабет и другие. В качестве иллюстрации приводим семью Х — ч. У матери 75 лет в 67-летнем возрасте была произведена операция холецистэктомии по поводу желчнокаменной болезни с приступами желчной колики; аналогичная ситуация сложилась у дочери 45 лет, которая была оперирована в 42 года (холецистэктомия). У внучки 22 лет обнаружена желчнокаменная болезнь латентного течения, которая подтверждена последующим ультразвуковым исследованием, У правнука трех лет также выявлена информационная сущность желчнокаменной болезни, а ультразвуковое исследование установило дискинезию желчного пузыря с синдромом холестаза. Таким образом, у всех перечисленных членов семьи разного возраста и пола обнаружена информационная сущность желчнокаменной болезни. Кроме того, после  удаления пораженного органа (желчного пузыря с камнями) за период наблюдения более восьми лет у матери и за период наблюдения более трех лет у дочери информационная сущность этой болезни не исчезла.

Аналогичная ситуация обнаружена и у других больных желчнокаменной болезнью, перенесших холецистэктомию. Так, среди наблюдаемых нами 167 больных, оперированных по поводу камней в желчном пузыре, у 13 (7,8%) из них за период наблюдения в течение трех лет наблюдалось периодическое исчезновение информационной сущности заболевания и только у 7 оперированных оно имело место стойкий характер. Что же касается исследования вскоре после холецистэктомии (за период в течение двух месяцев), то у всех оперированных выявлялась информационная сущность желчнокаменной болезни, равнозначная той, которая определялась перед оперативным вмешательством.

Подобные факты выявлены и при других заболеваниях. В частности, информационная сущность сохранялась после оперативного вмешательства у большинства больных мочекаменной болезнью (у 26 из 29 — 93,3%), при полипах разной локализации (у 176 из 193 — 91,1%), миомах матки (у 112 из 134 – 84%), злокачественных опухолях (у 194 из 210 — 92,3% случаев). При этом обращает на себя внимание присутствие информационной сущности заболеваний через 2 – 3 года после произведенной операции. В совокупности эти данные убедительно свидетельствуют о первичности информационной сущности болезни и вторичности клинических и функционально-морфологических проявлений болезни. Они укрепляют мнение о существовании информационной функции сердца, формирующей и поддерживающей информационную сущность болезни, которая не устраняется оперативным удалением патоморфологического субстрата болезни.

Результаты длительного наблюдения больных с повторной диагностикой на основе информационного анализа электрокардиосигналов, а также сопоставление результатов диагностики с данными клинического и лабораторно-инструментального обследования дали ценный материал для формирования представлений об особенностях (свойствах) информационной сущности заболеваний. Наиболее устойчивой и постоянно выявляемой оказалась информационная сущность при наследственно детерминированных заболеваниях, например, таких как гипертоническая, желчнокаменная, язвенная, мочекаменная болезни, сахарный диабет. Причем, информационные сущности этих заболеваний выявлялись даже у детей в раннем возрасте при отсутствии клинических проявлений и лабораторно-инструментальных сведений о данных заболеваниях.

Повторная диагностика на основе информационного анализа электрокардиосигналов позволяет оценивать эффективность лечения, в том числе оперативных вмешательств, профилактических и реабилитационных мероприятий, осуществлять прогноз дальнейшего течения заболевания. Признаками эффективного лечения и оперативного вмешательства является периодическое или полное исчезновение информационной сущности заболевания. Напротив, устойчивое присутствие информационной сущности заболевания после оперативного вмешательства или консервативного лечения следует рассматривать в качестве неблагоприятного симптома ,свидетельствующего о хронизации заболевания или о неустойчивой ремиссии и угрозе его рецидива. Данный признак может иметь значение при прогнозе рецидива предопухолевого заболевания или злокачественного новообразования.

3.3. Алгоритм диагностики

Диагностика на основе информационного анализа электрокардиосигналов предполагает наличие в диагностической системе банка диагностических эталонов нормы и различных заболеваний внутренних органов. Алгоритм диагностики иллюстрирован рисунками 13, 14 и 15. Он включается этапом кодирования (преобразования) динамики основных параметров электрокардиосигналов и получения первичной кодограммы. На данном этапе диагностического процесса осуществляется выбор варианта кодирования, каждый из которых имеет специфические особенности, выражающиеся в количестве мер и в семантике каждой меры символов, составляющих алфавит кодирования. Все остальные процедуры, осуществляющиеся в соответствии с алгоритмом диагностики, должны быть реализованы в ключе выбранного кодирования, т.е. с учетом специфических его свойств.

Вторым этапом является структурирование первичной и получение вторичной структурированной кодограммы. Структурирование осуществляется с учетом выбранного кодирования, для которого отрабатывается оптимальный вариант n-членных комбинаций символов. После структурирования первичной кодограммы на n-членные комбинации символов осуществляется подсчет одинаковых комбинаций и распределение их с учетом частоты встречаемости.

Третий этап – определение в кодограмме обследуемого пациента кодовых комбинаций, составляющих эталон нормы. Причем, используется тот эталон нормы, который получен на основе применения того же кодирования, с помощью которого получена первичная, а затем и вторичная кодограмма пациента. Он должен состоять из комбинаций символов той же n-членности, что и структурированная кодограмма пациента. Если при сопоставлении структурированной кодограммы пациента и эталона нормы установлен их полный набор, то в заключении указывается «Практически здоров». Если в структурированной кодограмме обследуемого нет полного набора комбинаций символов, составляющих эталон нормы, то в заключении указывается «Нездоров». После процедуры определения состояния здоровья из структурированной кодограммы исключаются все комбинации символов, которые входят в состав эталона нормы.

Четвертый этап заключается в последовательном сравнении оставшихся комбинаций символов структурированной кодограммы с эталонами заболеваний, имеющихся в банке эталонов и соответствующих выбранному варианту кодирования и состоящие из комбинаций символов той же n-членности. При 100%-ном наличии комбинаций символов, составляющих эталон того или иного заболевания, есть основание для указания его в заключении. Если из числа комбинаций символов, составляющих эталонную кодограмму, у обследуемого присутствуют комбинации 96-99% встречаемости, то при оформлении заключения допустимо указывать наименование заболевания и соответствующий процент его вероятности.

Ввиду того, что съём электрокардиосигналов происходит одновременно в нескольких отведениях с последующей параллельной их обработкой и осуществлением процедур, согласно изложенному алгоритму диагностики, на заключительном пятом этапе формируется итоговое заключение простым суммированием заключений, полученных по каждому отведению в отдельности.

3.4. Активность информационной сущности

Представления об активности информационной сущности нормы или заболеваний возникли на основе сопоставления количества (частоты встречаемости) эталонных комбинаций символов в кодограмме обследованных с учетом стадии развития заболеваний, остроты или «агрессивности» их клинических симптомов. Обнаружена прямая корреляция с одной стороны между степенью активности заболевания, остротой или выраженностью клинических и лабораторно-инструментальных симптомов, а с другой — частотой встречаемости эталонных комбинаций символов соответствующего заболевания.

Обнаруженные корреляции и связи между информационными сущностями поставили перед необходимостью разработки единой методики определения активности информационной сущности нормы и заболеваний. Необходимость единой методической основы диктовалась также многочисленными данными, полученными нами о многообразии сочетаний информационной сущности нормы и заболеваний не только у разных людей, но и у одного и того же человека в процессе длительного наблюдения и повторных исследований на основе информационного анализа электрокардиосигналов.

В качестве исходного постулата принят отмеченный нами в многочисленных исследованиях факт существования прямой корреляции между активностью заболеваний и частотой встречаемости в структурированной кодограмме больных эталонных кодовых комбинаций этих заболеваний. В частности, если у больного среди фактического набора наиболее часто встречающихся комбинаций символов не обнаружены эталонные комбинации того или иного заболевания, то, как следует из наших наблюдений, логично полагать, что активность информационной сущности соответствующего заболевания невысокая. Напротив, присутствие среди часто встречающихся комбинаций символов эталонных комбинаций того или иного заболевания свидетельствует об активности соответствующих заболеваний. Такой же подход очевиден и применительно к методике определения активности информационной сущности нормы. Однако подробное изложение методики определения активности информационной сущности нормы и заболеваний мы сочли целесообразным изложить раздельно.

3.4.1. Активность информационной сущности нормы

Методика определения активности информационной сущности нормы предусматривает алгоритм следующих действий: 1 – получение первичной кодограммы обследуемого методом преобразования динамики основных параметров электрокардиоимпульсов в соответствии с кодированием, на основе которого получен эталон нормы; 2 – структурирование первичной кодограммы на n-членные комбинации символов, которые равны количеству символов в комбинациях эталона нормы; 3 – определение доли (в %) комбинаций символов эталона нормы среди наиболее часто встречающихся в структурированной кодограмме, количество которых должно быть равно количеству комбинаций символов в эталоне. Например, эталон нормы при использованном варианте кодирования включает 10 трехчленных комбинаций символов. С учетом этого количества в структурированной на трехчленные комбинации кодограмме обследуемого отсчитываются 10 самых часто встречающихся комбинаций. Далее определяется количество среди них эталонных комбинаций нормы, выраженное в процентной доле. Если таких эталонных комбинаций символов окажется четыре, то активность информационной сущности нормы у обследуемого пациента составляет 40%.

При проведении скрининг — диагностики у одного и того же обследуемого возможна регистрация информационной сущности нормы различной степени активности. Это объясняется высокой лабильностью данного показателя у здоровых людей. Он варьирует во время сна, отдыха, при любом виде деятельности, психо-эмоциональном стрессе и физической работе. Динамика показателя активности информационной сущности здоровья неоднозначна даже в отдельных информационных пространствах внутренней среды человека, которым соответствуют отведения. Данная особенность, вероятно, зависит от многих факторов, которые могут быть предметом самостоятельных исследований.

3.4.2. Активность информационных сущностей заболеваний

Методика определения активности информационной сущности заболеваний совпадает с той, которая изложена применительно к здоровым людям. Она продемонстрирована в рисунке 15. Принципиальным дополнением является обязательная процедура вычитания из структурированной кодограммы обследуемого кодовых комбинаций символов составляющих эталон нормы. Эта процедура предваряет алгоритм последующих действий, направленных на определение активности информационной сущности заболевания.

Активность информационных сущностей заболеваний, эквивалентом которых являются соответствующие им диагностические эталоны, имеет четкий параллелизм со стадией развития заболеваний, остротой патоморфологического процесса, выраженностью клинических и лабораторно-инструментальных симптомов. В частности, наличие жалоб, симптомов и результатов лабораторно-инструментального обследования, свидетельствующих об активной фазе заболевания, как правило, сочетается с высоким (более 50%) показателем активности информационной сущности этого заболевания. Напротив, низкому проценту активности заболевания (менее 20%) соответствует стадия ремиссии заболевания или отсутствие функциональных и патоморфологических изменений, специфичных для заболевания, что может свидетельствовать об отсутствии формирования заболевания, но о наличии в организме информационной сущности, составляющей «риск» развития этого заболевания.

Активность информационной сущности того или иного заболевания может проявляться также при определении информационной достаточности базы данных для достижения диагностики заболевания. Установлено, что при высокой активности заболевания его диагностика становится возможной при базе данных, включающей 400, 300, а в некоторых случаях 200 QRS-комплексов. Напротив, информационная сущность заболеваний в стадии стойкой ремиссии или в качестве наслественно-детерминированного риска в ряде случаев может быть выявлена только при длительном исследовании, позволяющим составить базу данных, включающую до 1000, 1200 и более QRS-комплексов.

Характер динамики показателя активности информационной сущности заболеваний может иметь значение при выяснении факторов, провоцирующих или блокирующих развитие заболевания. Данная возможность наиболее эффективна при повторных исследованиях информационной сущности, генерируемой сердцем, у людей в условиях стресса, воздействия экстремальных факторов профессиональной деятельности или пребывания в необычной среде обитания. Нами апробирован вариант многосуточного информационного мониторинга, который оказался наиболее эффективным в контроле состояния здоровья, работоспособности и качества жизни на основе определения динамики активности информационной сущности заболеваний у обследуемых.

3.5. Информационные критерии стадий развития заболеваний

Многочисленные клинико-статистические сопоставления позволили предложить следующие условные критерии активности информационной сущности заболевания. Отсутствие (0%) активности информационной сущности заболевания наблюдается у здоровых людей, но имеющих наследственную отягощенность и риск возникновения заболевания, соответствующего информационной сущности. «Носительство» неактивной информационной сущности заболевания напоминает аналогичное состояние при «вирусоносительстве», когда вирус в организме присутствует, но заболевание, вызываемое им, отсутствует. Аналогичная ситуация может иметь место при стойкой ремиссии хронического заболевания.

Активность информационной сущности до 30% соответствует стойкой ремиссии хронического заболевания или преморбидному состоянию с риском возникновения заболевания. При величине активности от 30 до 50% наблюдается стадия реконвалесценции или неустойчивой ремиссии хронического заболевания или начинающееся обострение хронического заболевания, а также преимущественно функциональная стадия впервые развивающегося заболевания. Активность информационной сущности заболевания, превышающая 50%, характерна для острой фазы заболевания или обострения хронического заболевания с клиническими симптомами и соответствующим патоморфологическим субстратом. Предлагаемые критерии активности информационной сущности заболевания следует принимать как условные, однако целесообразность их использования в скрининг-диагностике оправданна длительной практикой апробации диагностической системы.

3.6. Информационная стадия заболевания

Наличие неактивной эталонной кодограммы заболевания при отсутствии соответствующих клинических и лабораторно-инструментальных признаков свидетельствует о существовании информационной стадии заболевания.

Информационная стадия заболевания — это начальный этап формирования заболевания, характеризующийся появлением в кодограмме человека кодовых комбинаций болезни. Продолжительность информационной стадии определяется периодом времени от момента появления информационной сущности болезни до начала реализации ее в материальных событиях системы регуляции, обмена веществ, функционально-морфологических изменений на субклеточном, клеточном, тканевом и органном или системном уровне. Информационная стадия может быть длительной (информационное носительство по аналогии с вирусоносительством) и выступать в роли «риска» формирования заболевания.

Признание информационной стадии заболевания может внести коррективы в модель развития патологии. В настоящее время развитие заболевания, т.е. переход от нормы к болезни предполагает период преморбидного состояния. Нами он подробно изучен на модели формирования заболеваний желудка [55]. Однако ни наши в прошлом исследования, ни анализ многочисленных исследований, посвященных преморбидному состоянию [1, 4, 29, 33], не дают ответа на ряд вопросов принципиального значения: «Какие механизмы возникновения и развития преморбидного состояния?», «Что определяет направленность развития преморбидного состояния, а также выбор органа или системы органов в качестве «мишени» функционально-морфологических изменений, специфичных для того или иного заболевания?». Ответ на эти и другие им подобные вопросы возможен в случае признания информационной стадии заболевания. Она характеризуется наличием (наследственный вариант) или появлением в организме человека информационной сущности того или иного заболевания, которая содержит в себе семантику (программу) всех этапов его развития, в том числе и этапа специфических функционально-морфологических изменений, на основе которых в настоящее время осуществляется дифференциальная диагностика.

Опыт практического использования информационного анализа электрокардиосигналов с целью диагностики заболеваний внутренних органов дает основание заключить, что возникновение преморбидного состояния и направленность дальнейшего его развития в то или иное заболевание определяется информационной сущностью соответствующего заболевания. Вектор развития преморбидного состояния, по всей видимости, с самого начала имеет специфичность, соответствующую информационной сущности, но которая становится очевидной только на стадии сформировавшегося заболевания. Возникновение преморбидного состояния, его развитие и этапы формирования заболевания вплоть до возникновения специфических клинических симптомов, функциональных расстройств и морфологического субстрата болезни логично рассматривать в качестве последовательной материализации информационной сущности заболевания в соответствующую болезнь.

На основе изложенного, переход от нормы к патологии помимо преморбидной стадии должен предполагать предшествующий ему период возникновения и присутствия в организме человека информационной сущности заболевания, которая, в случае реализации, и определяет специфическую направленность как преморбидного состояния, так и последующих этапов его развития. В частности, так называемый неспецифический период преморбидного состояния [1,29,55] имеет только «внешние» неспецифические симптомы, определяемые клиническими и лабораторно-инструментальными методами исследования. На  самом деле в их основе лежит специфическая программа формирования и развития заболевания.

Признание информационной стадии заболеваний дает новую теоретическую базу для цели и содержания первичной профилактики. Акцент профилактических мероприятий логично должен быть перенесен на информационный период заболевания, на период, когда с помощью информационного анализа электрокардиосигналов удается установить наличие информационной сущности заболевания без признаков ее реализации, когда равнозначно рассматривать ситуацию, как риск возможного возникновения заболевания в случае реализации информационной сущности. Активная просветительская работа с больным, формирование нового образа жизни, превентивные лечебно-оздоровительные мероприятия в этот период с учетом специфических особенностей возможного заболевания должны составлять, по нашему мнению, цели и содержание его первичной профилактики.

3.7. Информационные критерии эффективности лечения

Опыт скрининг-диагностики заболеваний внутренних органов на основе использования метода информационного анализа электрокардиосигналов позволяет предложить несколько способов и критериев оценки эффективности лечения.

Первый способ основан на оценке динамики показателя активности информационной сущности заболевания до лечения, во время и после лечения. При этом можно использовать критерии активности информационной сущности заболевания, эквивалентные определенным стадиям развития и фазам его активности.

Динамика активности информационной сущности заболевания по сравнению с динамикой клинических и лабораторно- инструментальных симптомов носит, как правило, опережающий характер. Во времени она колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Данное обстоятельство позволяет обеспечить более динамичный лечебный процесс. Например, при отсутствии существенной положительной динамики активности информационной сущности заболевания следует производить смену препаратов, не дожидаясь убедительных признаков отсутствия положительной динамики соответствующих клинических симптомов. Возможна и противоположного характера ситуация, когда в острых случаях, например, при гипертоническом кризе клинические симптомы быстро ликвидируются мероприятиями ургентной терапии, однако активность информационной сущности гипертонической болезни может оставаться достаточно высокой. Подобные ситуация убедительно свидетельствуют о высоком риске повторения гипертонического криза и о необходимости назначения пролонгированного лечения основного заболевания.

Динамика активности информационной сущности заболевания может быть весьма полезной при оценке эффективности хирургических методов лечения. Сравнительная оценка показателей активности информационной сущности заболевания до операции и в различные сроки после неё составляют ценный материал. Он позволяет судить не только об эффективности произведенной операции, но и о темпе выздоровления, о необходимости подключения других методов лечения при отсутствии значимого положительного эффекта. Ценные сведения могут быть в отношении сопутствующих заболеваний: прогноз возможного обострения, необходимость превентивной терапии и оценка её эффективности.

Сравнительная оценка активности информационной сущности заболевания до операции и после неё может быть полезной в онкологической практике. В частности, отсутствие положительной динамики информационной сущности после оперативного вмешательства может свидетельствовать либо о состоявшемся «пылевидном» метастазировании, либо об агрессивном течении основного процесса. То и другое создает высокую степень риска рецидива ракового процесса и должно быть учтено при формировании программы дальнейшего ведения больного.

Второй способ. Признаком выздоровления является не только существенное (менее 20%) снижение активности информационной сущности, но, в ряде случаев, исчезновение полного набора комбинаций символов, составляющих эталон болезни. В подобных случаях важную роль приобретают повторные исследования пациента. В начале, как правило, имеет место непостоянство информационной сущности. Затем наступает период стойкого отсутствия информационной сущности заболевания. Возобновление регистрации её при повторных исследованиях следует считать признаком риска рецидива заболевания. Постоянство информационной сущности заболевания при повторных обследованиях пациента всегда свидетельствуют либо о наследственной природе заболевания, либо о его хронизации, стойкости и тяжести.

Таким образом, динамику активности информационной сущности болезней следует рассматривать как важное её свойство, которое имеет значение не только для оценки течения заболевания, прогноза возможного обострения или рецидива, но и для контроля эффективности лечебных мероприятий. Причем, это свойство имеет опережающий характер по отношению к динамике клинических и лабораторно-инструментальных симптомов.

Третий способ. Показателем эффективности лечения может служить восстановление полного набора комбинаций символов, составляющих эталон нормы. Данный факт указывает на восстановление здоровья и повышение качества жизни в связи с успешным лечением заболевания.

Каждый способ оценки эффективности лечебных, профилактических и реабилитационных мероприятий в отдельности не претендует на самостоятельность. Все доступные способы должны использоваться в сочетании, дополняя друг друга.

3.8. Информационный кардиомониторинг

Кардиомониторирование является неотъемлемой частью современной кардиологии. Одним из вариантов кардиомониторинга является Холтеровское кардиомониторирование, которое позволяет проводить исследование работы сердца в течение суток. Все известные способы кардиомониторинга направлены на контроль основных функций сердца и в целом его работы в течение длительного периода времени. Они не могут быть использованы для диагностики и контроля заболеваний других органов.

Используя принципы Холтеровского мониторирования, мы предложили способ суточного кардиомониторирования для определения наличия и активности заболеваний человека не инфекционной природы (Патент на изобретение RU 2211658 C1). На основе технологии информационного анализа электрокардиосигналов суточное кардиомониторирование приобретает новое качество – можно диагностировать заболевания внутренних органов человека и контролировать их активность в течение суток. Информационный кардиомониторинг заболеваний внутренних органов открывает новые возможности диагностики и контроля активности информационных сущностей здоровья и различных заболеваний внутренних органов в процессе лечения, при проведении профилактических и реабилитационных мероприятий. Информационный кардиомониторинг вне больничных условий позволяет также определять влияние неблагоприятных жизненных и профессиональных факторов на активность информационных сущностей заболеваний. В каждом конкретном случае исследования открывается возможность выявлять как благоприятно влияющие факторы так и факторы неблагоприятно влияющие, т.е., способные стимулировать или провоцировать обострение имеющихся заболеваний. С помощью повторных циклов информационного кардиомониторинга возможно установление причинных факторов возникновения заболеваний, в том числе и заболеваний, относящихся к профпатологии.

Кардиомониторинг заболеваний обследуемого может осуществляться в непрерывном режиме и в режиме последовательного «информационного квантования». При непрерывном режиме диагностика стартует после набора необходимой базы данных, включающей от 400 до 1200 QRS-комплексов в соответствии с информационной достаточностью в каждом конкретном случае. После старта каждый последующий QRS-комплекс рассматривается завершающим в наборе базы данных и одновременно является сигналом для включения диагностического алгоритма. Информационный анализ электрокардиосигналов при таком режиме осуществляется непрерывно и практически в реальном времени.

Режим последовательного «информационного квантования» предусматривает диагностику после каждого набора необходимой базы данных, что по времени составляет, в зависимости от частоты пульса и при базе данных в 600 QRS-комплексов, от 7 до 12 минут, с последующим включением диагностического алгоритма. Следовательно «информационный квант», включающий необходимое (информационно достаточное) число QRS-комплексов для осуществления диагностики, определяет время отставания от реального масштаба времени, т.е. на время, необходимое для набора базы данных для следующего «информационного кванта».

Как непрерывный вариант так и последовательный режим информационного кардиомониторинга весьма эффективны при контроле здоровья обследуемого. Однако непрерывный вариант кардиомониторинга, позволяющий осуществлять диагностику в реальном масштабе времени, имеет преимущество при контроле здоровья тяжелых больных, а также людей, находящихся в экстремальных условиях профессиональной деятельности или среды обитания. Данный метод предпочтительнее для контроля здоровья людей, занимающихся операторской, диспетчерской или иной подобной деятельностью.

Суточный (многосуточный) информационный кардиомониторинг состояния здоровья обследуемого может осуществляться по заданному алгоритму или произвольно. Заданный алгоритм предполагает информационный кардиомониторинг в определенные периоды суток: во время профессиональной деятельности, в период отдыха, при применении различных видов лечения и тому подобное. Данный вариант информационного мониторинга предполагает этап разработки целевой программы его проведения, в составлении которой решающую роль играет лечащий врач и привлекаемые им, при необходимости, другие специалисты-медики. При произвольном варианте информационный кардиомониторинг осуществляется по личной инициативе обследуемого. Однако даже в этом случае мониторингу предшествует период постановки задачи и определения программы исследования.

Информационный кардиомониторинг в обязательном порядке предусматривает ведение обследуемым дневника, в котором регистрируются во времени все события и наблюдения, могущие иметь отношение к решению стоящих задач: жалобы, симптомы, ощущения, переживания, виды деятельности, стрессовые факторы внешней среды, труда и отдыха. Требования к ведению дневника определяются целевой установкой и программой информационного кардиомониторинга.

Апробация суточного кардиомониторинга показала принципиально новые возможности диагностики на основе информационного анализа электрокардиосигналов в первую очередь в контроле эффективности методов лечения, профилактики заболеваний и реабилитации больных. Информационный кардиомониторинг позволяет установить и объективизировать патогенетическую связь факторов среды обитания, профессиональной деятельности и привычек обследуемого с имеющимися заболеваниями, позволяет выявлять факторы риска их возникновения и развития. Результаты информационного кардиомониторинга заболеваний открывают возможность наполнить их первичную и вторичную профилактику конкретными мероприятиями, строго индивидуально ориентированными в любую сферу жизни и деятельности человека. Информационный кардиомониторинг может иметь важное значение в контроле здоровья людей, находящихся в экстремальных условиях деятельности и в изолированных условиях обитания.

Заключение

Диагностика заболеваний внутренних органов на основе технологии информационного анализа электрокардиосигналов, позволяет осуществить предварительную диагностику и предполагает сопоставление с данными клинико-лабораторного и инструментального обследования и назначение, при необходимости, дополнительных исследований.

Она выявляет заболевания на любой стадии их развития, в том числе на начальном доклиническом этапе и при скрытом бессимптомном течении. Выявление заболеваний, не имеющих клинических проявлений, ставит перед врачом задачу по организации и проведению дифференциально-диагностического процесса. Возможны следующие варианты: подтверждение ранее установленного заболевания, но находящегося в период обследования в стадии ремиссии, установление ранее неизвестного заболевания на начальном доклиническом этапе развития или выявление наследственной отягощенности, которая наиболее часто наблюдается при таких заболеваниях как желчекаменная и язвенная болезни, сахарный диабет и другие.

Возможны расхождения в постановке диагноза лечебными и диагностическими центрами. Они обусловлены тем, что в основе постановки диагноза некоторых заболеваний заложены разные принципы. Например, диагноз язвенной болезни ставится тогда, когда выявляется язвенный дефект слизистой оболочки желудка или двенадцатиперстной кишки, калькулезного холецистита – при обнаружении конкрементов в желчном пузыре, мочекаменной болезни – при наличии конкремента в мочевыводящей системе. Скрининг-анализатор «Скринфакс» диагностирует на основе обнаружения специфического кодового портрета, являющегося эквивалентом информационной сущности болезни, и который присутствует не только на конечной, но и начальной стадии заболевания. Начальная стадия может проявляться соответственно: хроническим гастродуоденитом с симптомами язвенной болезни («предъязвенным» состоянием); нарушением биохимического статуса желчи в сочетании с дискинезией, воспалением желчного пузыря и сгущением желчи; мочекислым диатезом. В этой связи, отсутствие клинического и лабораторно-инструментального подтверждения диагноза, выявленного с помощью скрининг-анализатора «Скринфакс», если формально и отвергает предварительный диагноз (ложноположительный результат), но не исключает риск развития соответствующего заболевания. Данное обстоятельство может иметь значение для прогноза возникновения заболевания и обоснования мероприятий первичной его профилактики.

При многократных исследованиях одного и того же обследуемого может иметь место как устойчивая, так и нестабильная воспроизводимость диагноза. Первый вариант характерен для хронических рецидивирующих и наследственно обусловленных болезней, второй – для заболеваний на начальном этапе их развития или имеющих значимую зависимость от внешних факторов, обстоятельств и психо-эмоционального состояния обследуемого. Установление того или иного варианта воспроизводимости диагнозов углубляет и конкретизирует представления о природе и прогнозе течения заболеваний.

Следует сдержанно относится как к ложноположительному, так и к ложноотрицательному результату. Ложноположительный результат может быть следствием способности диагностической системы выявлять заболевания на этапе, когда ещё нет специфических клинических и лабораторно-инструментальных признаков заболевания. Ложноотрицательный результат, по результатам практики использования диагностической системы, является проявлением, в ряде случаев, более высокой специфичности диагностических эталонов в сравнении с применяемыми методами исследования. Ложноположительный и ложноотрицательный результаты наиболее часто наблюдались при онкологических заболеваниях.


ysp4.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

4.1. Диагностическое и прогностическое значение блокад

Информационная функция сердца может блокироваться частично (блокада частотно-фазовой модуляции) и полностью (блокада частотно-фазовой и амплитудной модуляции). На рисунке 16 представлены варианты частичного блока информационной функции сердца. Существует два варианта частичного блока: первый вариант (рисунок 16 б – пациенты          А-ва Е.В. и А-ва И.В.), когда интервалы времени между QRS-комплексами приобретают стандартный вид и второй вариант (рисунок 16 б – пациент     Д-ев В.Г.), когда интервалы времени меняются, но в соответствии с регулярным волновым процессом. При регулярном варианте отсутствуют отклонения фактических величин интервалов времени от соответствующих им среднеарифметических величин. И тот, и другой варианты свидетельствуют об отсутствии какой-либо вариабельности интервалов времени.

bl1

На рисунке 17 – представлен вариант полного блока информационной функции сердца. Его своеобразие заключается в том, что временные интервалы Tn+1 имеют стандартный вид. Напротив, амплитуды колеблются, но в строгом соответствии с регулярным волновым процессом.

bl1_1

При установлении блока информационной функции сердца важно учитывать чувствительность системы, осуществляющей измерения амплитуды (Rn) QRS- комплексов и интервала времени (Tn) между ними (Rn-Rn+1), а также диапазон регистрации входного сигнала. Условным признаком частичного или полного блока информационной функции сердца следует считать отсутствие вариабельности интервалов времени Tn при точности отсчета времени не более 0,001 секунды и амплитуды Rn при полосе пропускания входного сигнала в пределах от 0,5 до 500 Гц. В рисунке 18 представлен вариант частичного блока информационной функции сердца, где выраженная ригидность амплитуд в амплитудограмме может создать впечатление полного блока информационной функции сердца.

bl2

Ложное впечатление о наличии блока частотной модуляции может создавать ригидность интервалов времени в интервалограмме, представленной на рисунке 5. Однако просмотр интервалограммы под большим увеличением свидетельствует о том, что вариабельность сердечного ритма существует.

Сомнения окончательно должны рассеяться, если в подобных случаях сопоставлять результаты измерения амплитуд и интервалов времени, выраженные в абсолютных цифрах.

Таким образом, электрокардиографический «эквивалент» частичного блока информационной функции сердца, каковым может рассматриваться ригидность сердечного ритма, может служить лишь ориентировочным симптомом возможного блока. Ригидность соответствует зрительному восприятию отсутствия вариабельности интервалов между кардиоимпульсами и в отдельных случаях может создавать ложное впечатление о наличии частичного блока информационной функции сердца.

Электрокардиографический синдром ригидности имеет важное прогностическое значение. Наличие его может указывать на возможный неполный блок или свидетельствовать об угрозе его возникновения. Поэтому выявление ригидности, как интервалов времени Tn, так и амплитуд QRS-комплексов, имеет практическое значение с целью анализа причин, могущих привести к частичному или полному блоку информационной функции сердца. О диагностической значимости синдрома ригидности свидетельствует период, когда до возникновения неполного блока регистрируется чередование ригидности сердечного ритма и неполной блокады информационной функции сердца (рисунок 19). Мы наблюдали случаи длительной до нескольких суток перемежающейся ригидности сердечного ритма.

bl3

Опыт многократных повторных исследований тяжелых больных на основе информационного анализа электрокардиосигналов свидетельствует о том, что амплитудная модуляция является более устойчивой по сравнению с частотно-фазовой модуляцией. Полный блок информационной функции сердца отмечен в крайне тяжелых случаях и, как правило, незадолго до смерти. При полном блоке амплитудной и частотно-фазовой модуляции амплитуда Rn и интервал времени Tn между Rn-Rn+1 приобретают неизменную величину, а сердце становится подобным часовому механизму.

Формирование блока информационной функции сердца начинается всегда с возникновения блока частотно-фазовой модуляции. Он отражает качественный переход модуляции, как случайного нестационарного процесса, свойственного здоровому человеку, в модуляцию представляющую, случайный стационарный процесс с фиксированной частотой следования электрокардиоимпульсов, который характерен для заболеваний опасных для жизни человека. Последующий переход модуляции, представляющей собой случайный стационарный процесс, в модуляцию в виде регулярного процесса, для которого характерны фиксированные как временной интервал Tn, так и амплитуда Rn, составляет сущность возникновения полного блока информационной функции сердца.

 

4.1 Диагностическое и прогностическое значение блокад

Динамика от случайного нестационарного процесса через его стационарность к регулярному процессу свидетельствует о глубоких качественных изменениях в информационной функции сердца и косвенно отражает динамику качества жизни человека. Действительно, если для здоровых людей вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними соответствует случайному нестационарному процессу, то в случаях неблагоприятного развития заболеваний, она может приобрести характер случайного стационарного процесса (рисунок 16). При тяжелых состояниях и особенно угрозе смерти стационарный вариант вариабельности трансформируется в регулярный процесс, соответствующий полному блоку информационной функции сердца (рисунок 17).

Переход от частичной блокады к полной блокаде информационной функции, как правило, происходит не скачкообразно, хотя такой вариант не исключается. При кодировании пространственно-временной динамики разности потенциалов, генерируемой сокращающимися желудочками, в этот период выявляется нарастающее снижение разнообразия комбинаций символов, которое совпадает с прекращением генерирования информационной сущности ряда заболеваний, наличие которых не вызывает сомнений. В этот период диагностические возможности технологии информационного анализа электрокардиосигналов могут существенно снижаться. Однако данный факт не компрометирует диагностическую систему. Напротив, он позволяет установить неблагоприятное развитие основного заболевания, снижающего качество жизни, об ослаблении информационной функции сердца и о возможном возникновении её полного блока. Подобная динамика, как правило, опережает негативные тенденции клинических симптомов, лабораторных и инструментальных тестов.

Эквивалентом угрозы возникновения частичной и полной блокады информационной функции сердца является ригидный ритм сердца. Он наблюдается при нарушениях вегетативной регуляции сердца, при повреждении автоматических клеток синусового узла. Появлению симптома ригидности сердечного ритма в настоящее время придают важное диагностическое и прогностическое значение.

Впервые M.M.Wolf et al. [89] заявили, что появление ригидного сердечного ритма следует рассматривать в качестве симптома неблагоприятного течения острого инфаркта миокарда и угрозы смерти. Многочисленные последующие исследования в этом направлении подтвердили диагностическую значимость ригидного ритма сердца [78, 82]. В обзорах В.В.Попова и соавт.[40], Г.В.Рябыкиной и А.В.Соболева [44, 45], приведены критерии оценки вариабельности сердечного ритма сердца, дана их физиологическая интерпретация и рекомендации к клиническому использованию.

Информационный анализ электрокардиосигналов свидетельствует о том, что нарастающая ригидность сердечного ритма есть не что иное, как признак ослабления информационной функции сердца и возможного возникновения частичного блока, отражающего блок частотной модуляции электрокардиосигналов, а затем и полного блока, соответствующего прекращению также и амплитудной модуляции кардиоимпульсов. Смертельному исходу предшествует полный блок модуляции электрокардиоимпульсов.

Таким образом, появление частичного блока следует рассматривать в качестве тревожного сигнала, свидетельствующего о неблагоприятном развитии заболевания. Важно, однако, помнить, что некоторые физиологические состояния такие, как интенсивные физические нагрузки, могут сопровождаться появлением на короткое время ригидности интервалов  времени между QRS-комплексами и даже блока частотной модуляции (см. главу 5). Что же касается полного блока, то его возникновение реально свидетельствует об угрозе смерти. 


ysp5.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

5.1. Относительная независимость информационной функции
5.2. Влияние физической нагрузки
5.3. Влияние заболеваний сердца
5.4. Нарушения сердечного ритма, ограничивающие или исключающие возможность информационного анализа электрокардиосигналов

Информационная функция сердца, как следует из вышеизложенного материала, проявляется через вариабельность показателей пространственно– временной динамики электрокардиосигналов, которая у здоровых людей и у большинства больных представляет собой случайный нестационарный процесс и отражает закладку информации путем амплитудной и частотно-фазовой модуляции соответствующих параметров электрических импульсов в соответствии с семантикой нормы или заболеваний. Она осуществляется сердцем постоянно в любое время суток: во время сна, бодрствования, профессиональной деятельности

5.1. Относительная независимость информационной функции

Анализ обширного материала результатов обследования здоровых и больных людей дал убедительные данные, согласно которым следует, что информационная функция сердца обладает весьма значительной самостоятельностью и независимостью. Создается впечатление, что информационная функция прекращается одновременно с остановкой сердца или в состоянии изоляции от организма человека. Поэтому следует иметь в виду не абсолютную, а относительную самостоятельность этой функции.

5.2. Влияние физической нагрузки

Сравнение вариабельности амплитуды зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.) между ними относительно аналогичных среднеарифметических показателей при разных физиологических состояниях человека позволило установить ряд её особенностей. С одной стороны, обнаружена достаточно высокая стабильность вариабельности показателей амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.), с другой, – выявлена существенная зависимость от этих состояний выраженности вариабельности, т.е. степени отклонения фактических величин амплитуд QRS-комплексов и интервалов времени между ними относительно аналогичных среднеарифметических показателей. Например, в отличие от состояния покоя (рисунок 20), в период интенсивной физической нагрузки (рисунок 21), как правило, наблюдается снижение вариабельности до ригидности амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn.

ysp5_1

Интересен результат спектрального анализа вариабельности амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn между ними методом разложения по Фурье (рисунки 22 и 23).

ysp5_2

В приведенном случае ригидности амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn соответствует явное преобладание среди ведущих по мощности медленных и сверхмедленных низкочастотных гармоник.

Аналогичное, но длительное (устойчивое) снижение вариабельности амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn часто наблюдается у тяжелых больных. В рисунке 24 (больная М.К.Г-ва, диагноз: ишемическая болезнь сердца) видна ригидность амплитудо — и интервалограммы.

ysp5_3

Перечисленные факты свидетельствуют о том, что случайный характер вариабельности показателей амплитуды зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.) между ними обладает определённой самостоятельностью, устойчивостью и независимостью от функциональной активности сердца. Напротив, величина отклонения этих показателей находится в зависимости от физиологического состояния человека, вида и тяжести заболевания, в том числе и тяжести поражения сердца. Она зависит также от состояния системы регуляции сердечного ритма. Уменьшение величины отклонений амплитуд зубцов Rn и интервалов времени Tn во всех наблюдаемых случаях (рисунки 21 и 24) обусловлено либо ослаблением парасимпатического и симпатического при одновременном усилении гуморально-метаболического влияния на активность синусного узла, либо сочетанием низкой активности парасимпатического влияния на сердце при одновременно высокой активности симпатического отдела вегетативной системы. При этом, однако, вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними сохраняется. Действительно, мера вариабельности не зависит, как свидетельствует рисунок 10, от величин амплитуд векторов Rn и Tn, а зависит от их соотношения.

Вышеизложенные факты логично подводят к важному выводу о том, что вариабельность основных параметров электрокардиосигналов, свидетельствующая об информационной функции сердца, не зависит от величины колебаний показателей амплитуд и интервалов. Она может быть такой же при малых их значениях, в том числе при кажущейся ригидности сердечного ритма. Таким образом, при патологии сердца, сопровождающейся снижением амплитуды Rn, и при тахикардии, для которой характерно уменьшение величины колебаний Tn, сердце продолжает выполнять информационную функцию, о чём свидетельствует сохраняющаяся вариабельность основных параметров электрокардиоимпульсов и вероятностная динамика величины tg угла α.

5.3. Влияние заболеваний сердца

Вариабельность показателей амплитуд зубцов Rn(ф.) и интервалов времени Tn(ф.) оказалась независимой также при различных заболеваниях миокарда. Известно, что заболевания миокарда могут сопровождаться существенными изменениями сократимости и возбудимости миокарда, которые приводят к уменьшению амплитуды зубцов особенно желудочкового комплекса и, соответственно, к уменьшению величины отклонений фактических её величин от соответствующих среднеарифметических величин. При этом, как следует из рисунка 24, вариабельность амплитуды зубцов R сохраняется.

Аналогичная ситуация обнаружена и в отношении вариабельности интервалов времени Tn (ф) между зубцами Rn(ф). Различной степени замедления предсердно-желудочковой и внутрижелудочковой проводимости, так же как и тахикардия, влияют только на величину отклонений фактических интервалов времени от соответствующих среднеарифметических величин, но ни коим образом не влияют на их вариабельность относительно друг друга. Исключение составляют случаи выраженной патологии сердца, существенно снижающей общий уровень здоровья и сопровождающиеся уменьшением вариабельности сердечного ритма, которому соответствует значительное снижение разнообразия комбинаций символов при любом варианте кодирования.

Появление ригидности сердечного ритма и соответствующее ему снижение разнообразия комбинаций символов может служить признаком ослабления информационной функции сердца при его заболеваниях. Снижение вариабельности сердечного ритма, как известно, кардиологи используют в качестве критерия неблагоприятного прогноза при остром инфаркте миокарда. Более того, как свидетельствуют наши исследования (смотри 4.1), выраженную ригидность сердечного ритма в сочетании с ригидностью амплитуды QRS-комплексов на электрокардиограмме следует рассматривать в качестве признака угрозы смерти при любом заболевании, в том числе и остром инфаркте миокарда. В основе данного электрокардиографического синдрома лежит нарастающее снижение  информационной функции сердца, переходящее в частичный, а затем и  полный ее блок.

5.4. Нарушения сердечного ритма, ограничивающие или исключающие возможность информационного анализа электрокардиосигналов

Такие нарушения сердечного ритма, как редкие экстрасистолы любого происхождения не влияют на информационный анализ и не снижают точность диагностики. С помощью экспертных систем на программном уровне несложно их вычленять из потока импульсов-электрокардиосигналов. Однако многолетняя апробация показала, что этой процедуры можно не осуществлять и редкие экстрасистолы (до 5-7 в 1 минуту) точность диагностики вовсе не снижают. Более того, создается впечатление, что в некоторых случаях экстрасистолы являются проявлением самой информационной функции сердца.

К такому предположению приводят результаты анализа участия экстрасистол в происхождении комбинаций символов, входящих в состав эталонов здоровья и болезней. Обнаружено, что среди людей, у которых наблюдается экстрасистолия, перед засыпанием или перед ожидаемым стрессом (экзамены у школьников и студентов, перед стартом у спортсменов) подавляющее большинство (от 87 до 92%) экстрасистол принимают участие в формировании комбинаций символов, входящих в состав эталонов здоровья. При этом появление экстрасистол совпадает с периодом мобилизации и повышением активности информационной сущности здоровья к предстоящим интенсивным физическим нагрузкам.

Однако такие нарушения сердечного ритма как трепетание и мерцание предсердий, трепетание и фибрилляция желудочков, пароксизмальная тахикардия, частая, особенно политопная, экстрасистолия, нарушения предсердно — желудочковой проводимости (периоды Венкебаха, неполная или полная атриовентрикулярная блокада), наличие искусственного водителя ритма могут существенно затруднять информационный анализ электрокардиосигналов, но не исключают проявления информационной функции сердца. Аналогичная ситуация возникает при выраженной тахикардии, обусловленной приемом медикаментов (адреналин, эфедрин, кофеин, атропин и др.), интенсивной физической нагрузке и некоторых заболеваниях таких как, например, тиреотоксикоз, анемия, невротические состояния.


ysp6.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

Роль центральной нервной системы в механизме модуляции кардиосигналов
Предназначение информационной функции сердца
Информационная функция сердца с позиции термодинамики  живой открытой системы
Резюме

В настоящее время доминирует мнение о том, что информационная среда организма человека имеет сложный многоуровневый характер. При определенной самостоятельности каждого информационного уровня между ними существует сложная взаимосвязь (К.В.Судаков, [49]). Несомненно, что сложная взаимосвязь существует также между информационной функцией центральной нервной системы и информационной функцией сердца. Мы сочли возможным рассмотреть в предположительном варианте лишь некоторые стороны такой взаимосвязи.

Роль центральной нервной системы в механизме модуляции кардиосигналов

Как следует из главы 1.4., модулирующий механизм закладки информации в кардиоимпульсы предположительно может осуществляться в двух режимах: с участием нейрогенных механизмов центральной нервной системы и без них в автономном режиме. В первом случае механизм модуляции начинается в сердце в зоне синусно-предсердного узла, включает афферентный поток импульсов из этой зоны в подкорковые образования и корковое представительство головного мозга, где формируются не только регулирующий, но, возможно, и модулирующий сигналы. Затем эти сигналы с участием нервной вегетативной системы реализуются в нем же, т.е. в синусно-предсердном узле, оказывая влияние на выраженность амплитудной и частотно – фазовой модуляции кардиоимпульсов. При втором варианте механизм модуляции ограничивается пределами хорошо развитой органной системы регуляции сердечного ритма. Вместе оба режима обеспечивают исключительно высокую степень надежности информационной функции сердца и широкие адаптивные возможности для ее реализации в процессе жизнедеятельности человека.

При этом следует подчеркнуть, что как в первом, так и во втором варианте механизм непосредственной модуляции является единым для электрических, магнитных и гидродинамических импульсов, генерируемых сердцем. Разная биофизическая природа носителей одной и той же информации создает потенциальную информационную избыточность и ее дублирование, что в совокупности определяет надежность доставки информации к органу-мишени и свидетельствует о высокой степени ее устойчивости.

Признавая очевидность двух режимов в деятельности механизма модуляции кардиоимпульсов, следует иметь в виду ведущую роль автономной системы регуляции сердца. Только признав её решающую роль ,можно объяснить возможность восстановления информационной функции сердца после его ортотрансплантации. На базе института трансплантологии сердца и искусственных органов были проведены пробные исследования состояния информационной функции сердца в различные сроки после его ортотрансплантации, а также характера генерируемой им информационной сущности. Все обследованные были мужчины (4 человека) в возрасте от 24 лет до 51года. Сроки исследования информационной функции сердца после его трансплантации колебались от 14 дней до восьми месяцев.

Технология информационного анализа электрокардиосигналов позволила установить у всех обследованных наличие информационной функции трансплантированного сердца. Несмотря на полную денервацию трансплантированного сердца уже через две недели после операции отмечена устойчивая вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними. Информационный анализ электрокардиосигналов донорского сердца выявил информационные сущности тех заболеваний, которые были диагностированы у реципиента до ортотрансплантации.

Данный факт свидетельствует о том, что пересаженное донорское сердце в послеоперационном периоде осваивает информационную функцию в соответствии с той семантикой, которая определяла модуляцию кардиоимпульсов собственного сердца. При этом возникает вопрос: какую роль выполняет нервная система по отношению к информационной функции сердца. Факт восстановления информационной функции денервированного пересаженного сердца убедительно свидетельствует о том, что нейрогенный механизм в модуляции кардиосигналов не является единственным.

При сопоставлении вариабельности основных параметров электрокардиосигналов денервированного трансплантированного сердца и интактного сердца обращает на себя внимание существенное различие в степени её выраженности. Фармакологическая и особенно анатомическая денервация сердца сопровождаются снижением выраженности вариабельности амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними, но не влияют на саму вариабельность. В частности, это подтверждается тем, что количество комбинаций символов при кодировании динамики основных параметров электрокардиосигналов в условиях денервации сердца не уменьшается. Оно соответствует тому разнообразию и частоте встречаемости комбинаций символов, которые позволяют подтвердить заболевания, установленные до трансплантации донорского сердца.

В работах сотрудников Научно-исследовательского института трансплантологии и искусственных органов высказывается мнение о том, что в условиях денервации сердца адаптация его деятельности осуществляется через медиаторы нервной вегетативной системы и гуморальные факторы внутренней среды [70, 72]. Признавая их важное регулирующее влияние, тем не менее трудно себе представить чтобы они оказывали также и модулирующее влияние на синусовый узел. Влияние нервной вегетативной системы и особенно гуморальных факторов весьма инертно. Они не могут вызывать изменение основных параметров каждого последующего электрокардиоимпульса по отношению к аналогичным параметрам предыдущего кардиоимпульса. По результатам исследований отмечены колебания активности отделов нервной вегетативной системы, а также чувствительности рецепторов особенно в зоне синусового узла к тем или иным медиаторам. Эти изменения охватывают периоды от нескольких часов до нескольких суток. При этом никто из исследователей не отмечает импульсного характера этих изменений, могущих оказывать модулирующее влияние на синусовый узел в режиме информационной функции сердца.

Суммируя изложенные данные, можно заключить, что механизмы нервной регуляции сердца как центральные так и вегетативные, предназначены обеспечивать адаптацию функций сердца к потребностям внутренней и внешней среды организма. Они оказывают адаптивное влияние и на модуляцию кардиоимпульсов, не принимая при этом принципиального участия непосредственно в модуляции кардиоимпульсов, т.е. в закладке в них информации. Этот факт, с одной стороны, свидетельствует о высокой степени самостоятельности и независимости информационной функции сердца. С другой стороны, важно подчеркнуть, что при очевидной самостоятельности информационной функции сердца, реализуется она только в условиях живого организма человека. Об этом свидетельствует отсутствие информационной функции изолированного сердца, но ее реальное проявление в живом организме несмотря на полную денервацию органа в случае ортотрансплантации.

Изложенное дает повод предполагать существование еще пока неизвестного медицине механизма, осуществляющего модуляцию основных параметров импульсов, генерируемых сердцем. Важно отметить, что этот механизм может обеспечивать модуляцию кардиоимпульсов без участия нейрогенных механизмов, непосредственно воздействуя на автономную систему регуляции сердца и, в первую очередь, на синусовый узел.

Высказывая такое предположение, уместно отметить, что упомянутый механизм наиболее вероятно связан с центральной нервной системой. Характер и особенности течения заболеваний у больных с трансплантированным сердцем существенно не меняются после трансплантации так же, как и не меняются информационные сущности этих заболеваний, хотя и генерируемые другим (донорским) сердцем. Следовательно, имеются прямые и косвенные данные, свидетельствующие о ведущей роли центральной нервной системы в информационной функции сердца, а биофизический механизм закладки информации в кардиоимпульсы ждет своего научного исследования.

Предназначение информационной функции сердца

Многократные повторные исследования здоровых людей и больных свидетельствуют о том, что сердце обеспечивает длительное, устойчивое «стратегического» значения информационное воздействие на внутреннюю среду организма человека. Сердце генерирует информационную сущность внутренней среды, которая складывается из информационных сущностей нормы и заболеваний и поддерживает ее постоянство. При этом логично возникают вопросы: в каком информационном взаимодействии находятся центральная нервная система и сердце?; каково предназначение информационной функции сердца?; каким образом центральная нервная система включается в процесс реализации информационной сущности нормы и заболеваний?. Эти вопросы правомочны потому что у больных с трансплантированным сердцем не отмечено каких-либо заметных изменений в психоэмоциональном состоянии и клинических проявлений имеющихся заболеваний. Привлекает также внимание отмеченный нами привычный параллелизм изменений с одной стороны в информационной сущности внутренней среды, создаваемой сердцем, а с другой, — в психо-эмоциональном, вегетативно-соматическом, нравственном и поведенческом состоянии людей.

Изменения в информационной сущности, создаваемой сердцем, проявляются в двух вариантах. Первый — меняющаяся активность информационных сущностей нормы и болезней, в основе которой лежит изменение частоты встречаемости в кодограмме человека комбинаций символов, входящих в состав их эталонных комбинаций. Второй вариант – наличие непостоянных, т.е. периодически появляющихся и исчезающих информационных сущностей отдельных заболеваний. Изменение активности информационных сущностей так же, как и их появление или исчезновение, как правило, сопровождается вегетативно-соматическим компонентом, определенным психо-эмоциональным состоянием и нравственным мотивом поведения, характерным для того или иного заболевания.

Целенаправленные клинические сопоставления у обследуемых с учетом динамики активности информационной сущности заболеваний внутренних органов выявили высокую взаимозависимость последней с морально-нравственным состоянием и мотивами  поведения в период стрессовых ситуаций. В частности, среди 162 наблюдаемых больных гипертонической болезнью у 143 повышение активности реализации информационной сущности заболевания более 50%, проявляющееся артериальной гипертензией или гипертоническим кризом, возникали при различных стрессах, которые сопровождались раздражительностью, озлоблением, гневом, агрессивностью. На этой основе у больных возникали соответствующие мотивы поведения и психоэмоциональные реакции с бурным выходом переживаемых чувств. У больных язвенной болезнью (у 48 из 67 обследованных) анализ стрессовых ситуаций ставших, по их мнению, причиной обострения заболевания, выявил другой вариант морально-нравственного состояния, определявшего мотивы поведения и психо-эмоционального реагирования в период переживаемого стресса. Для них оказались характерными «ущербность», неудовлетворенность реализацией личных планов и замыслов, конфликт в профессиональной деятельности или в семье с ожиданием негативных последствий, «уход в себя», затаенная обида или злоба.

Продолжающиеся исследования в этом русле убеждают в том, что причиной заболеваний внутренних органов являются не столько стрессовые ситуации, сколько морально-нравственная основа мотиваций поведения, определяющих адекватность, неадекватность или парадоксальность реагирования человека в период переживаемых стрессов. Оценка эффективности различных методов лечения, в том числе и духовно-нравственного воздействия с целью положительного изменения морально-нравственной основы поведения и реагирования в стрессовых ситуациях свидетельствуют о том, что последнее имеет более важное, а в некоторых случаях решающее значение в достижении стойкой ремиссии заболевания. Неустойчивое и тем более устойчивое исчезновение информационной сущности заболевания наблюдается только в случаях эффективного лечения в сочетании с формированием новой нравственной жизненной позиции больного, исключающей мотивацию поведения в жизни и профессии, которая вызывала появление и последующую реализацию данной информационной сущности или реализацию в случае ее наследственной природы.

Данные факты согласуются с представлениями А.М.Вейна [12, 13] о системной целостности поведенческих реакций организма при заболевании, представляющей сложную психо-эмоционально-сомато-вегетативную интеграцию. Этим представлениям соответствует известное мнение представителей практической медицины, согласно которому всякому психо-эмоциональному и нравственному состоянию человека свойствен свой вегетативно-соматический эквивалент во внутренней среде организма. Напротив, любое отклонение от нормы в деятельности внутренних органов, а, следовательно, и в поддерживаемой сердцем информационной сущности внутренней среды организма человека, должно быть сигналом к поиску соответствующих изменений в психо-эмоциональной сфере, нарушений в душевном состоянии и отклонений в нравственной мотивации человека.

Исходя из принципа психо-эмоционально-сомато-вегетативной интеграции (по А.М.Вейну) есть основание предполагать, что корковое представительство, воспринимающее афферентную импульсацию из зоны синусно-предсердного узла, помимо участия в формировании регулирующего сигнала, адресованного синусному узлу, вероятно переключает информацию через систему ассоциативных связей в сферу высших функций центральной нервной системы, свойственной только человеку, и в систему регуляции внутренних органов с участием нервной вегетативной системы. Реализация информационной сущности нормы или заболеваний закономерно сопровождается одновременным эквивалентным формированием психо-эмоционального, поведенческого и вегетативно-соматического их сопровождения.

Опыт наблюдения за больными с трансплантированным сердцем дает возможность оценить с одной стороны значимость информационного воздействия на центральную нервную систему кардиосигналов электрической, магнитной и гидродинамической природы, а с другой предполагаемого информационного воздействия нейроимпульсов в составе афферентного потока из сердца в центральную нервную систему.

В частности, если денервация сердца не оказывает влияние на течение имеющихся заболеваний, то есть основание предполагать, что афферентный поток импульсов из сердца либо не содержит нейроимпульсов информационного воздействия на центральную нервную систему, либо их информационное воздействие не играет решающей роли и в полной мере дублируется кардиосигналами электрической, магнитной и гидродинамической природы. Центральная нервная система, как и другие органы, вероятно способна воспринимать и реализовывать информацию, заложенную в кардиосигналы любой физической природы.

Попытка представить роль информационной функции сердца в поддержании нормы и при развитии патологии неизбежно ставит перед необходимостью выяснения пускового механизма в формировании и реализации информационной сущности, генерируемой сердцем во внутреннюю среду организма. Если учесть современные представления о связи рецепторной зоны синусного узла сердца с центральной нервной системой [71, 83] и корой головного мозга [10], то представления о механизмах взаимодействия центральной нервной системы и информационной функции сердца приобретают более конкретный характер.

Действительно, симметричность коркового представительства зоны синусно-предсердного узла и поступление афферентной импульсации двумя независимыми путями ставит сердце в особое положение среди других внутренних органов. Ни один, даже жизненно важный орган, не имеет подобного коркового представительства, какое имеет сердце. Данное обстоятельство дает основание, по нашему мнению, рассматривать рецепторную зону синусно-предсердного узла как источник потока импульсов, несущих в центральную нервную систему не только информацию о сердце. Синусно-предсердный узел и его зону можно рассматривать как место, в котором осуществляется преобразование семантики образа нормы и заболеваний, создаваемых головным мозгом в информационную сущность нормы или болезни, генерируемую сердцем во внутреннюю среду организма и в виде афферентных модулированных нейроимпульсов в центральную нервную систему.

На основе сложившихся представлений о нейрофизиологии центральной нервной системы дальнейшее восприятие и реализацию информационного воздействия афферентного потока из зоны синусного узла можно представить в виде следующей схемы. Корковое представительство зоны синусного узла через каскад ассоциативных связей информацию афферентного потока ретранслирует в другие зоны головного мозга, которые в совокупности формируют психо-эмоциональный и поведенческий эквивалент. Одновременно информация афферентного потока переключается в систему подкорковых образований, через которую формируется, как вегетативно-соматическое сопровождение, так и орган-мишень с нацеленностью селективно воспринимать соответствующую информационную сущность, генерируемую сердцем во внутреннюю среду.

Опыт изучения вариабельности ритма сердца-трансплантата свидетельствует о том, что деафферентация сердца не снижает участие центральной нервной системы и вегетативного обеспечения в реализации этой семантики. Данный факт дает основание полагать, что центральная нервная система в равной степени способна воспринимать информационный поток, генерируемый сердцем в виде сигналов электрической, магнитной и гидродинамической природы.

С другой стороны, восстановление информационной функции трансплантированного сердца наводит на мысль, что головной мозг способен оказывать модулирующее воздействие на синусно-предсердный узел даже в условии полной денервации сердца. Вероятно именно этот неизвестный, но предполагаемый механизм и является основным механизмом модулирующего воздействия центральной нервной системы на сердце, определяющим саму информационную функцию и ее семантическое содержание и предназначение.

В качестве гипотезы можно предположить способность головного мозга создавать образы нормы и болезней, семантика которых через механизм модуляции основных параметров кардиоимпульсов ретранслируется во внутреннюю среду организма в виде соответствующих информационных сущностей. Генерация во внутреннюю среду организма информации нормы и болезней, по-видимому, имеет значение для ее реализации как в системе регуляции, так и на уровне органов и тканей путем настраивания их на целенаправленное избирательное восприятие информации и реализацию ее в соответствии с программой нормы или заболеваний.

С предлагаемой гипотезой в определенной степени согласуется классическое исследование Н.А.Бернштейна в области физиологии движения и некоторые его идеи, которые предвосхитили ряд положений кибернетики. В частности, нечто подобное было отмечено Н.А.Бернштейном [7, 8] при изучении физиологии движений у животных и человека. Он пришел к выводу, что в мозгу живых существ, действующих целенаправленно, должны формироваться две жизненно необходимые модели: модель реальности, в которой находится существо и модель “потребного будущего”, ради достижения которого совершается то или иное действие. Одно из свойств модели “потребного будущего” заключается в том, что она обеспечивает формирование оптимальной биомеханики движения. Это достигается избирательностью восприятия на основе этой модели именно той информации, которая способствует наилучшей ее реализации в модели реальности.

Основные теоретические положения Н.А.Бернштейна получили развитие в работах И.М.Фейгенберга [57] и К.С.Тринчер [52].  В частности, И.М.Фейгенберг на основе результатов исследований утверждает, что в поведении животных и в действиях человека можно наблюдать способность к вероятностному прогнозированию ситуации и к действиям, адекватным предстоящей (прогнозируемой с высокой вероятностью) ситуации, т.е. к действиям, опережающим эту ситуацию. К.С.Тринчер [52] также допускает модель «потребного будущего» в виде образа, семантика которого и составляет программу всех последующих изменений в организме человека, обеспечивающих оптимальную мобилизацию и адаптацию к предстоящим событиям. Он рассматривает семантику «потребного будущего» в аспекте биологической термодинамики живой открытой системы и отводит информации, являющейся содержанием этого образа, важную роль. При этом информация будущих действий, по его мнению, в виде образа «потребного будущего» формируется и поддерживается в центральной нервной системе, а реализуется, по нашему мнению, с участием информационной функции сердца.

В связи с предлагаемой гипотезой возможен новый аспект осмысления биологической значимости блока информационной функции сердца. Привлекает внимание противоречивость данных о состоянии информационной функции сердца в условиях его денервации. Действительно, изолированное сердце, т.е. вне организма, хотя и способно выполнять механическую деятельность, но прекращает информационную функцию, о чем свидетельствует отсутствие вариабельности параметров электрокардиосигналов.

Аналогичная ситуация возникает при полном блоке информационной функции сердца у тяжелых больных незадолго до их смерти несмотря на полную сохранность всей системы его регуляции. С другой стороны, имплантированное сердце донора, не имеющее никакой нервной связи с центральной и вегетативной нервной системой реципиента, тем не менее весьма скоро после имплантации  начинает выполнять информационную функцию.

Приведенные факты дают основание предполагать, что блокада информационной функции может отражать не только и не столько состояние механизма модуляции кардиоимпульсов. В большей степени, вероятно, она отражает прекращение (отсутствие) семантического воздействия образа нормы на сердце. Отсутствие информационной функции изолированного сердца несложно объяснить: при функционирующей автономной системе регуляции и автоматической генерации импульсов в синусно-предсердном узле отсутствует семантическое воздействие информационных образов головного мозга. Напротив, денервированное сердце, в случае успешной ортотрансплантации, вскоре начинает функционировать и как информационный орган, свидетельствуя о семантическом воздействии на него информационных образов, создаваемых центральной нервной системой реципиента. Причем, информационный анализ электрокардиосигналов позволяет установить у больного наличие в потоке кардиосигналов тех информационных сущностей, которые соответствуют заболеваниям, диагностированным  до пересадки сердца.

Что касается информационного блока у тяжелых больных, возникновение которого сопряжено с угрозой смерти, то он может быть результатом двух процессов. Первый вариант отражает ослабление, а затем и прекращение семантического воздействия на сердце создаваемых головным мозгом образов нормы и заболеваний. Второй вариант, наиболее вероятный, по нашему мнению, обусловлен ослаблением функции головного мозга и прекращением генерации этих образов. Появление полного блока информационной функции сердца у тяжелых больных можно рассматривать в качестве одного из ранних симптомов умирания, сущность которого – нарастающая слабость вплоть до прекращения способности центральной нервной системы поддерживать информационные образы семантического воздействия на синусный узел. В свою очередь возникающий блок информационный функции сердца, как признак угрозы смерти, составляет значимый аргумент, доказывающий реальность существования информационной функции сердца, которая осуществляет преобразование семантики воздействия образов нормы и здоровья в информационный поток, воспринимаемый внутренней средой и центральной нервной системой для реализации.

Возможность блока информационной функции сердца, как результат прекращения семантического воздействия головного мозга человека на сердце, проясняет и другой не менее актуальный вопрос – важную информационную роль сердца в масштабе информационной системы человека. Именно через сердце головной мозг насыщает внутреннюю среду организма информационной сущностью образов нормы и болезней. Сердце семантику этих образов переводит на информационный язык, воспринимаемый органами и самой центральной нервной системой как программу их реализации. Способность образов нормы и заболеваний оказывать модулирующее влияние на синусовый узел в соответствии с их семантикой может свидетельствовать о чрезвычайно важной роли и, в этой связи, относительной самостоятельности и независимости информационной функции сердца. Что же касается головного мозга, то он осуществляет сложнейшую функцию реализации ретранслированной сердцем семантики создаваемых им же образов будущего в реальную жизнь человека.

Таким образом, в аналогии с моделью «потребного будущего» можно предполагать существование и возникновение в головном мозгу образов нормы и заболеваний.  Исходя из реальности, в которой находится человек, включая и его психо-эмоциональное состояние и духовно-нравственный мир, головной мозг создает многочисленные модели «потребного будущего», среди которых особое место могут занимать образы нормы и болезней. Свойство этих образов как моделей «потребного будущего» заключается, вероятно, в том, что их реализация возможна при условии ретрансляции семантики образов в виде специфических информационных сущностей во внутреннюю среду организма для восприятия и реализации органами, тканями и всей системой регуляции, в том числе и центральной нервной системой.

К сожалению, мозговые механизмы вероятностного прогнозирования и формирования образов будущего, в том числе нормы и болезней пока неизвестны и они могут составить важное научное направление. Остается неясным также сам биофизический процесс модуляции кардиосигналов. КВЧ-сигналы, гуморальные факторы и другие обсуждаемые биофизические механизмы являются лишь предположениями, которые могут быть далекими от истинного механизма модуляции.

Информационная функция сердца с позиции термодинамики живой открытой системы

В связи с предлагаемой нами гипотезой о существовании информационной функции сердца и роли генерируемой им информации во внутреннюю среду организма представляют интерес работы В.А.Фролова и соавт. [61, 62] о важной роли информации в формировании заболеваний. Авторы, рассматривая организм человека с позиции живой термодинамической системы, пришли к заключению, что болезнь – это стесненная в своей информации жизнь.

Известно, что живые организмы, как открытые неравновесные термодинамические системы существуют в соответствии с законами термодинамики. Их эволюция и борьба за выживаемость направлена на снижение энтропии (неопределенности). Нарастающая в процессе жизни энтропия отражает движение открытой системы к равновесной закрытой системе, каковой является неживая природа.

Действительно, с позиции термодинамики все живые организмы являются открытыми неравновесными термодинамическими системами. В них существует равенство между количеством вещества и энергии, которые они получают извне и возвращают обратно [41, 42, 74]. Необходимость такого обмена вытекает из второго закона термодинамики, согласно которому он направлен на уменьшение энтропии, непрерывно нарастающей в связи с процессами старения, потери тепла, броуновским движением молекул, стремлением системы к хаосу. Выживаемость живых систем достигается их способностью противодействовать росту энтропии. Такая способность достигается открытостью и неравновесностью живых систем. При этом И.Пригожин и И.Стенгерс [42] считают, что интенсивность снижения энтропии находится в прямой зависимости от логарифма величины, поступающей в систему информации. Живая система стремится к минимальному уровню энтропии, так как именно он свидетельствует о максимальной устойчивости системы. Информация при этом, являясь причиной изменения состояния системы путем внесения определенности в реализации того или иного события (процесса), определяет, согласно закону адаптации, тот уровень энтропии, при котором система способна выжить [52, 61, 62]. Таким образом, между уровнем энтропии и информацией существует взаимосвязь. Для достижения наименьшего уровня энтропии требуется максимальная напряженность информационных систем, необходимая для достижения максимальной устойчивости организма.

Работы Н.Винера [15], И.Пригожина [41], Ч.Уолтера [54] и Г.М.Франка с соавт. [60] дали примеры применения второго закона термодинамики для анализа работы живых систем. Н.Винер [15], У.Р.Эшби [74], В.И.Дмитриев [24] и другие исследователи внесли в этот процесс принципы кибернетики и показали важную роль информации. В частности, ответ живой системы на любое воздействие внешней среды проявляется в виде случайного процесса стационарного или нестационарного, но обладающего определенными вероятностными характеристиками и содержащими информацию, доступную для анализа. Биологическая система действует в соответствии с кибернетикой. Она переводит сигнал извне в сигнал, воспринимаемый внутренней средой. Не исключено, что образ нормы, в центральной нервной системе, реализуясь через информационную функцию сердца, составляет важнейший механизм информационного воздействия на внутреннюю среду с целью включения и поддержания тех термодинамических процессов, которые способны сохранить устойчивость неравновесного состояния организма как термодинамической системы и обеспечить ее выживаемость.

В отношении информационных сущностей болезней, которые генерирует сердце во внутреннюю среду организма, возникают следующие предположения. Во — первых, устойчивость и длительность их присутствия в составе информационной сущности, генерируемой сердцем,  свидетельствует об отсутствии в большинстве случаев радикальной эффективности применяемых лечебно-профилактических средств.

Во- вторых, по результатам наших исследований, более высокую, а в ряде случаев радикальную эффективность имеют изменения в нравственном поведении и психо-эмоциональном реагировании больных в период стрессовых ситуаций. Именно в этот период при неадекватном или парадоксальном, с позиции нравственности, реагировании может значительно возрастать активность уже существующих информационных сущностей заболеваний или зарождаться информационные сущности новых заболеваний. Создается впечатление, что головной мозг реагирует созданием образов болезней именно при духовно- нравственном повреждении человека как личности, которое происходит в период стрессовых ситуаций или при соответствующей сложившейся духовно-нравственной позиции в жизни.

В- третьих, с позиции термодинамики в живой открытой системе наиболее значимыми повреждающими факторами, способными создать термодинамические процессы в организме человека, нарушающие его равновесное и устойчивое состояние с риском возрастания энтропии (неопределенности), следует признать духовно-нравственные и психо-эмоциональные повреждающие факторы. Именно в ответ на эти повреждающие факторы в головном мозгу возникают или активизируются уже существующие эквивалентные им образы заболеваний. С другой стороны, именно духовно- нравственные акты, формирующие новую жизненную позицию, основу поведения и психо-эмоционального реагирования при любой стрессовой ситуации следует признать наиболее эффективным направлением в исцелении от болезней. В этом убеждают, хотя не многочисленные, но весьма показательные случаи исцеления больных при тяжелых заболеваниях, когда решающая  роль принадлежит не медицинским лечебным мероприятиям, а духовно-нравственному преобразованию их жизни.

С нашими наблюдениями согласуются результаты анализа случаев «самоисцеления» при онкологических заболеваниях, проведенного немецкими исследователями. В своей статье Claudia Gottschling [79] приводит результаты анализа психологами каждого случая необъяснимого исцеления, доказанного  всесторонним целенаправленным обследованием, подтвердившим отсутствие онкопатологии. Все случаи, подвергнутые анализу, представляли в прошлом онкопатологию финальной стадии, когда применяемые методы лечения оказались неэффективными и больные были преданы естественному доживанию. Во всех случаях исцеления психологи отметили  наличие событий, вызвавших значительные изменения в жизни больных. Общей характерной особенностью этих событий было то, что они имели ярко выраженный позитивный характер в большинстве случаев радикально менявший образ жизни и духовно-нравственный настрой больных. В этой же статье автор дает краткую информацию об аналогичных данных, полученных американскими исследователями при изучении 1050 случаев  «самоисцеления».

Результаты вышеизложенных аналогичных исследований, проведенных нами, убедительно показали, что во всех случаях исцеления имело место стойкое исчезновение у больных информационной сущности онкопатологии. Так же как немецкими и американскими исследователями, нами отмечена прямая связь исцеления с духовно- нравственным преобразованием больных. Действительно, основой такого преобразования было формирование другой духовно-нравственной позиции, радикально менявшей образ жизни, характер и содержание взаимоотношений в семье, на работе, в обществе.

Таким образом, информационная сущность тяжелых заболеваний, среди которых онкопатология занимает одно из ведущих мест, вносит в организм человека, как термодинамическую систему, информацию и программу фатальных термодинамических процессов. Устранение информационной сущности таких заболеваний возможно через духовно-нравственную и психо-эмоциональную сферу жизни человека. Под ее влиянием в головном мозгу могут  формироваться или исчезать образы заболеваний, поддерживаться или повреждаться образ нормы.

Приведенные факты свидетельствуют также о том, что человек в отличие от животных обладает возможностями активно информационно воздействовать  на свой организм, его адаптивные возможности и жизнеспособность через информационные сущности, генерируемые сердцем под воздействием головного мозга. При этом, есть основание отметить важную, и может быть, решающую, в ряде случаев, роль духовно-нравственного ориентира в жизни человека.

Факт существования блока информационной функции сердца, предшествующий нередко смертельному исходу, а также уникальные сведения, полученные при пересадке сердца, в совокупности составляют ценный и убедительный материал. Он подчеркивает важность информационной функции сердца, через которую центральная нервная система с помощью, в первую очередь, образа нормы создает стабильный информационный поток во внутреннюю среду организма. Важность его трудно переоценить, так как он способствует удержанию организма как живой открытой термодинамической системы в устойчивом неравновесном состоянии с минимальной энтропией и, следовательно, с максимальной жизнеспособностью. Стационарность (стабильность) термодинамической открытой системы обеспечивает минимальный риск нарастания энтропии при возможных флюктуациях (отклонениях), возникающих в ней в процессе жизнедеятельности.

Центральная нервная система через информационную функцию сердца как бы создает необходимый устойчивый информационный базис для стабильности и живучести. Он особенно важен в период стрессовых ситуаций, могущих внести информационные помехи и термодинамические сдвиги в сторону неравновесного состояния с неблагоприятными последствиями, итогом которого может быть возрастание неопределенности (энтропии) в системе регуляции, в поведении, в мотивации решений и поступков.

Мы осознаем, что предлагаемая гипотеза имеет много спорного, а для многих она может быть неприемлема. С другой стороны, мы не исключаем плодотворность научных исследований применительно к информационной функции сердца.

Таким образом, в теории информационной функции сердца находят свое место многие положения теории информации, передачи сигналов и связи. Биологическая целесообразность информационной функции сердца понятна при оценке ее роли  в обеспечении и поддержании жизнеспособности человека как открытой термодинамической системы,  существующей в условиях постоянно воздействующих на нее негативных факторов внешней среды и социума. Важно также отметить, что информационная  система  человека, составной частью которой является информационная функция сердца, помимо определенного сходства с техническими информационными системами имеет свои особенности и закономерности функционирования. Это обстоятельство составляет важный импульс дальнейшего всестороннего изучения информационной функции сердца.

На данном этапе развития научных знаний имеется достаточно сведений, которые в совокупности с материалами, полученными в процессе создания и апробации технологии информационного анализа электрокардиосигналов, дают основание на признание информационной функции сердца и дальнейшее развитие теории и практики на ее основе.

Резюме

 

Основные положения теории информационной функции сердца,теории и практики диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов

1) Сердце обладает информационной функцией, которая направлена на создание и поддержание информационной среды организма человека, включающей в себя совокупность информационных сущностей нормы, заболеваний и различных состояний.

2) Информационная функция сердца проявляется через вариабельность показателей пространственно – временной динамики кардиоимпульсов электрической, магнитной и гидродинамической природы, которая у здоровых людей и у большинства больных представляет собой случайный нестационарный процесс и отражает закладку информации путем амплитудной и частотно-фазовой модуляции соответствующих параметров кардиоимпульсов в согласии с семантикой нормы и заболеваний. Она осуществляется сердцем постоянно и независимо от того состояния, в котором находится человек: во время сна, бодрствования, активного отдыха и любого вида деятельности.

3) Информационная функция сердца, в основном, не зависит от состояния других его функций. Однако такие нарушения сердечного ритма, как трепетание и мерцание предсердий, трепетание и фибрилляция желудочков, пароксизмальная тахикардия, частая, особенно политопная, экстрасистолия, нарушения предсердно — желудочковой проводимости (периоды Венкебаха, неполная или полная атриовентрикулярная блокада), наличие искусственного водителя ритма, могут существенно затруднять информационный анализ электрокардиосигналов, но не исключают проявления информационной функции сердца. Подобная ситуация возникает при выраженной тахикардии, обусловленной приемом медикаментов, интенсивной физической нагрузкой, гипертермией и заболеваниями.

4) Информационная функция сердца может блокироваться частично (блокада частотно-фазовой модуляции) и полностью (блокада частотно-фазовой и амплитудной модуляции). При установлении блока информационной функции сердца важно учитывать чувствительность системы измерения амплитуды QRS- комплексов и интервала времени между ними, а также диапазон регистрации входного сигнала. Условным признаком частичного или полного блока информационной функции сердца следует считать отсутствие вариабельности интервалов времени между QRS-комплексами электрокардиограммы при точности отсчета времени не более 0,001 секунды и амплитуды QRS- комплексов при полосе пропускания входного сигнала в пределах не менее от 0,5 до 500 Гц.

Амплитудная модуляция является более устойчивой по сравнению с частотно-фазовой модуляцией. Полный блок информационной функции сердца отмечен в крайне тяжелых случаях и, как правило, незадолго до смерти. При полном блоке амплитудной и частотно-фазовой модуляции амплитуда QRS-комплексов и интервал времени между ними приобретают  неизменную величину.

Формирование блока информационной функции сердца начинается всегда с возникновения блока частотно-фазовой модуляции и отражает качественный переход модуляции как случайного нестационарного процесса, свойственного здоровому человеку, в модуляцию, представляющую случайный стационарный процесс с фиксированной частотой следования электрокардиоимпульсов, что характерно для заболеваний опасных для жизни человека. Последующий переход модуляции, представляющей случайный стационарный процесс, в регулярный процесс, для которого характерны фиксированные по величине как временные интервалы, так и амплитуды QRS-комплексов, составляют сущность полного блока информационной функции сердца. Качественные изменения модуляции электрокардиоимпульсов от случайного нестационарного процесса через его стационарность к регулярному процессу свидетельствует о глубоких изменениях в организме и отражает динамику качества жизни человека. Действительно, если для здоровых людей вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними соответствует случайному нестационарному процессу, то в случаях неблагоприятного развития заболеваний она может приобрести характер случайного стационарного процесса, а при тяжелых состояниях и особенно угрозе смерти трансформируется в регулярный процесс, соответствующий полному блоку информационной функции сердца.

5) Семантика (информационная сущность) информационного потока, генерируемого сердцем, может быть установлена с помощью технологии информационного анализа кардиосигналов. Она проявляется через «кодовые портреты» (коды или эталонные кодограммы) нормы и возможных заболеваний.

Данный факт свидетельствует о том, что в такой совершенной и сложной биологической системе, каковой является человек, кардиоимпульсы, генерируемые сердцем, хотя и обладают свойствами сигналов случайного нестационарного процесса, тем не менее,  имеют семантические взаимосвязи друг с другом, которые могут носить весьма устойчивый характер и быть специфичными для определенных заболеваний. При этом важно отметить, что взаимосвязанные сигналы выявляются не методами статистического анализа параметров электрокардиосигналов, показатели которых при нестационарности случайного процесса сами варьируют по закону случайности, но определяются на основе кодирования динамики этих параметров с последующей обработкой кодограммы в соответствии с принципом “кода Морзе”.

Кодовые тексты, полученные в соответствии с разработанной технологией информационного анализа кардиосигналов, подобны лингвистическим текстам. Для них характерны семантические связи между ближайшими символами, которые при их повторяемости и устойчивости могут представлять специфическую дискретную информацию нормы и заболеваний. Именно это свойство кодограмм, обследованных в группах здоровых и больных людей с тем или иным заболеванием, определили возможность получения специфичных эталонных кодограмм нормы и различных заболеваний и на этой основе создание диагностических систем.

6) Модулирующий механизм закладки информации в кардиоимпульсы заложен в автономной системе регуляции сердца. Он может осуществляться в двух режимах: с участием нейрогенных механизмов и в автономном режиме без их участия. Причем последний режим  играет решающую роль. В совокупности оба режима обеспечивают исключительно высокую степень надежности информационной функции сердца и широкие адаптивные возможности для ее реализации в процессе жизнедеятельности человека.

Механизм модуляции является единым для электрических, магнитных и гидродинамических импульсов, генерируемых сердцем. Разная биофизическая природа носителей одной и той же информации создает информационную избыточность, а её дублирование надежность доставки информации к органу-мишени.

7) Сердце, в отличие от регулирующей и преимущественно оперативно – адаптационной информационной функции центральной нервной системы, обеспечивает устойчивое стратегическое информационное воздействие на внутреннюю среду организма человека. Сердце поддерживает постоянство информационной сущности внутренней среды, которая складывается из информационных сущностей нормы и заболеваний. При этом привлекает внимание параллелизм изменений, с одной стороны, в информационной сущности внутренней среды, создаваемой сердцем, а с другой — в психо-эмоциональном, вегетативно-соматическом, нравственном и поведенческом состоянии людей.

8) Изменения информационных сущностей нормы и различных заболеваний, генерируемые сердцем, проявляются в двух вариантах. Первый – в меняющейся активности информационных сущностей нормы и болезней, в основе которой лежит изменение частоты входящих в состав кодограмм обследуемых эталонных комбинаций символов. Второй вариант – в непостоянстве информационных сущностей отдельных заболеваний. Изменение активности информационных сущностей так же, как и их появление или исчезновение, как правило, сопровождается вегетативно-соматическим компонентом, определенным психо-эмоциональным состоянием и нравственным мотивом поведения. Существует высокая зависимость активности информационной сущности нормы и заболеваний от морально-нравственного состояния и мотивов поведения, особенно в период стрессовых ситуаций. Информационную функцию сердца следует рассматривать в сложном и многообразном взаимодействии с центральной и вегетативной нервной системой.

9) Изолированное сердце, т.е. вне организма, хотя и способно выполнять механическую деятельность, но прекращает информационную функцию, о чем свидетельствует отсутствие вариабельности параметров электрокардиосигналов. Аналогичная ситуация возникает при полном блоке информационной функции сердца у тяжелых больных незадолго до их смерти несмотря на полную сохранность всей системы его регуляции. С другой стороны, имплантированное сердце донора, не имеющее никакой нервной связи с центральной и вегетативной нервной системой реципиента, тем не менее, весьма скоро после трансплантации начинает выполнять информационную функцию. Приведенные факты дают основание предполагать, что блок информационной функции может отражать не только и не столько состояние механизма модуляции кардиоимпульсов. В большей степени, вероятно, он отражает прекращение семантического воздействия на сердце образов нормы и болезней, возникающих в головном мозгу и обладающих способностью воздействовать на модуляцию кардиоимпульсов. Отсутствие информационной функции изолированного сердца при функционирующей автономной системе регуляции и автоматической генерации импульсов в синусно-предсердном узле понятно только в случае признания отсутствия семантического воздействия на орган образов нормы и заболеваний , существующих в головном мозгу.

Напротив, денервированное сердце, в случае успешной ортотрансплантации, вскоре начинает функционировать и как информационный орган, свидетельствуя о семантическом воздействии на него со стороны головного мозга реципиента. При этом информационный анализ электрокардиосигналов выявляет информационные сущности тех заболеваний, которые были установлены до трансплантации сердца. Что касается информационного блока у тяжелых больных, возникновение которого сопряжено с угрозой смерти, вероятно является результатом ослабления, а затем прекращения семантического воздействия на сердце, в первую очередь, образа нормы. Появление полного блока информационной функции сердца у тяжелых больных можно рассматривать в качестве одного из ранних и достоверных симптомов умирания. Блок информационной функции сердца при угрозе смерти, в свою очередь, составляет значимый аргумент, который доказывает предназначение этой функции – преобразование семантического воздействия головного мозга в информационный поток, воспринимаемый внутренней средой и центральной нервной системой для реализации. При этом следует признать, что конкретные механизмы модулирующего воздействия головного мозга на генерацию электромагнитных импульсов в синусном узле в настоящее время трудно представить. Ясно одно, что нейрогенные механизмы при этом не играют решающей роли. Что же касается образов нормы и болезней, которые могут формироваться в головном мозгу и длительно поддерживаться устойчивыми ассоциативными связями, то их семантическое воздействие на сердце вероятно возможно, и оно может иметь характер непосредственного модулирующего воздействия на генерацию кардиоимпульсов. Данное  предположение может составить предмет исследований. При этом уместно напомнить слова Н.Винера: «Информация есть информация, а не материя и энергия».


ysp7.jpg

Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

Диагностические системы «Скрининг-анализаторы заболеваний  внутренних органов»
Описание заключения и характеристика метода
диагностируемых заболеваний и синдромов
Рекомендации для врачей
Понятийный аппарат
Литература
От автора

Диагностические системы «Скрининг-анализаторы заболеваний внутренних органов»

Скрининг-анализатор заболеваний внутренних органов включает: электрокардиографический измерительно-вычислительный блок, комплект электродов, многоканальный кабель отведений и кабель питания, персональный компьютер с пакетом программ дешифровки и сервисного обслуживания, а также руководство для врачей «Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов» или «Методические рекомендации для врачей» и «Руководство пользователя».

Описание заключения и характеристика метода

В заключении каждое заболевание сопровождается процентом его активности и имеет соответствующую цветовую индикацию:

  • Красный цвет — заболевание имеет активность более 50%, что соответствует острой стадии заболевания или обострению хронического заболевания с клиническими симптомами и соответствующим патоморфологическим субстратом;
  • Оранжевый цвет – заболевание имеет активность 30-50%, что соответствует стадии реконвалесценции или неустойчивой ремиссии хронического заболевания, а так же преморбидной стадии впервые развивающегося заболевания;
  • Желтый цвет – соответствует заболеванию с активностью до 30% и свидетельствует о стойкой ремиссии хронического заболевания или о преморбидной стадии с риском возникновения заболевания;
  • Фиолетовый цвет – заболевание с 0% активностью указывает на стойкую ремиссию хронического заболевания, на наследственно обусловленный или сложившийся риск возникновения заболевания.

Результатом анализа информационной сущности нормы в заключении может быть: «Практически здоров» зеленого цвета или «Не здоров» красного цвета.

Характеристики метода: чувствительность не менее 90%, специфичность 90-98%, воспроизводимость результатов диагностики от 80 до 100%.

Описание заключения и характеристика метода

В заключении каждое заболевание сопровождается процентом его активности и имеет соответствующую цветовую индикацию:

  • Красный цвет — заболевание имеет активность более 50%, что соответствует острой стадии заболевания или обострению хронического заболевания с клиническими симптомами и соответствующим патоморфологическим субстратом;
  • Оранжевый цвет – заболевание имеет активность 30-50%, что соответствует стадии реконвалесценции или неустойчивой ремиссии хронического заболевания, а так же преморбидной стадии впервые развивающегося заболевания;
  • Желтый цвет – соответствует заболеванию с активностью до 30% и свидетельствует о стойкой ремиссии хронического заболевания или о преморбидной стадии с риском возникновения заболевания;
  • Фиолетовый цвет – заболевание с 0% активностью указывает на стойкую ремиссию хронического заболевания, на наследственно обусловленный или сложившийся риск возникновения заболевания.

Результатом анализа информационной сущности нормы в заключении может быть: «Практически здоров» зеленого цвета или «Не здоров» красного цвета.

Характеристики метода: чувствительность не менее 90%, специфичность 90-98%, воспроизводимость результатов диагностики от 80 до 100%.

Перечень диагностируемых заболеваний и синдромов

    1. Аденома простаты.
    2. Аднексит хронический.
    3. Анемия железодефицитная.
    4. Аутоиммунный тиреоидит.
    5. Бронхит хронический.
    6. Вегетативно-сосудистая дистония.
    7. Внутричерепная гипертензия.
    8. Гиперпластический процесс с риском злокачественности (головной мозг, желудок, легкие, молочные железы, матка и яичники, простата, толстая кишка, неопределённая локализация).
    9. Гастрит (гастродуоденит) хронический гиперацидный.
    10. Гастрит (гастродуоденит) хронический гипо- или анацидный.
    11. Гепатит хронический.
    12. Гепатоз.
    13. Гипертоническая болезнь.
    14. Дискинезия желчевыводящих путей.
    15. Желчнокаменная болезнь (калькулёзный холецистит).
    16. Ишемическая болезнь сердца.
    17. Киста яичников.
    18. Колит хронический.
    19. Мастопатия.
    20. Миома матки.
    21. Мочекаменная болезнь.
    22. Панкреатит хронический.
    23. Пиелонефрит хронический.
    24. Полип (оз) желудка.
    25. Полип (оз) желчного пузыря.
    26. Полип (оз) толстой кишки.
    27. Полип (оз) эндометрия.
    28. Простатит хронический.
    29. Сахарный диабет.
    30. Узловой (диффузный) зоб.
    31. Цереброваскулярная недостаточность.
    32. Холецистит хронический.
    33. Эндометриоз.
    34. Язва желудка.
    35. Язвенная болезнь.

Перечень заболеваний пополняется по мере разработки  диагностических эталонов новых заболеваний.

Рекомендации для врачей

1. Скрининг-анализатор заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов позволяет осуществить предварительную диагностику и не претендует на постановку окончательного диагноза. В этой связи после осуществления компьютерной информационной диагностики с помощью системы «Скринфакс» для постановки окончательного диагноза необходимо сопоставление с анамнестическими сведениями, клиническими симптомами, данными клинико-лабораторного и инструментального обследования, назначение, при необходимости, дополнительных исследований.

2. Система «Скринфакс» выявляет заболевания на любой стадии их развития, в том числе на начальном доклиническом этапе и при скрытом бессимптомном течении. Выявление заболеваний, не имеющих клинических проявлений, ставит перед врачом задачу по организации и проведению дифференциально-диагностического процесса. Возможны следующие варианты: подтверждение ранее установленного заболевания, но находящегося в период обследования в стадии ремиссии, установление ранее неизвестного заболевания на начальном доклиническом этапе развития или выявление наследственной отягощенности, которая наиболее часто наблюдается при таких заболеваниях как желчекаменная и язвенная болезни, сахарный диабет и другие.

3. В практике использования скрининг-анализатора заболеваний внутренних органов возможны расхождения в постановке диагноза с лечебными и диагностическими центрами. Они обусловлены тем, что в основе постановки диагноза некоторых заболеваний заложены разные принципы. Например, диагноз язвенной болезни ставится тогда, когда выявляется язвенный дефект слизистой оболочки желудка или двенадцатиперстной кишки, калькулезного холецистита – при обнаружении конкрементов в желчном пузыре, мочекаменной болезни – при наличии конкремента в мочевыводящей системе. Скрининг-анализатор «Скринфакс» диагностирует на основе обнаружения специфического кодового портрета, являющегося эквивалентом информационной сущности болезни, и который присутствует не только на конечной, но и начальной стадии заболевания. Начальная стадия может проявляться соответственно: хроническим гастродуоденитом с симптомами язвенной болезни («предъязвенным» состоянием); нарушением биохимического статуса желчи в сочетании с дискинезией желчевыводящих путей и желчного пузыря, воспалением желчного пузыря и сгущением желчи; мочекислым диатезом. В этой связи отсутствие клинического и лабораторно-инструментального подтверждения диагноза, выявленного с помощью скрининг-анализатора «Скринфакс», если формально и отвергает предварительный диагноз (ложноположительный результат), но не исключает риск развития соответствующего заболевания. Данное обстоятельство может иметь значение для прогноза возникновения заболевания и обоснования мероприятий первичной его профилактики.

4. При многократных исследованиях с помощью диагностической системы «Скринфакс» одного и того же обследуемого может иметь место как устойчивая воспроизводимость заболеваний так и нестабильная их воспроизводимость. Первый вариант характерен для хронических рецидивирующих и наследственно обусловленных болезней, второй – для заболеваний на начальном этапе их развития или имеющих значимую зависимость от внешних факторов, обстоятельств и психо-эмоционального состояния обследуемого. Установление того или иного варианта воспроизводимости диагнозов углубляет и конкретизирует представления врача о природе и прогнозе течения заболеваний.

5. Следует сдержанно относится как к ложноположительному, так и к ложноотрицательному результатам. Ложноположительный результат может быть следствием способности диагностической системы выявлять заболевания на этапе, когда ещё нет специфических клинических и лабораторно-инструментальных признаков заболевания. Ложноположительный результат, по материалам практики использования диагностической системы, является проявлением, в ряде случаев, более высокой специфичности диагностических эталонов в сравнении с другими применяемыми методами исследования. Ложноотрицательный результат может свидетельствовать об эффективности проводимого лечения и о неустойчивости информационной сущности заболевания. Он может возникать в условиях частичного и полного блока информационной функции сердца, характеризуя тяжелое неблагоприятное течение заболевания и ослабление информационной функции сердца. В подобных случаях отрицательный ложный результат при очевидном диагнозе и тяжелом состоянии больного является симптомом неблагоприятного развития заболевания. Он может использоваться в роли критерия прогноза течения заболевания.

Ложноположительный и ложноотрицательный результаты наиболее часто наблюдались при онкологических заболеваниях. В частности, ложноположительный результат может указывать на «онкологическую ситуацию» в организме человека, т.е. на риск возникновения онкопатологии. Ложноотрицательный результат, как правило, наблюдается в финальной стадии заболевания, когда свертывается информационная функция сердца, последовательно возникает частичный, а затем полный ее блок, что служит сигналом приближающегося смертельного исхода.

Примечание

Последующее расширение диагностических возможностей «Скрининг-анализаторов заболеваний внутренних органов», которое возможно на основе совершенствования технологии информационного анализа электрокардиосигналов и создания новых программ диагностики других заболеваний внутренних органов будет сопровождаться соответствующими дополнениями к «Методическим рекомендациям для врачей» и «Руководству пользователя».

Понятийный аппарат

В понятийный аппарат включен ряд известных понятий, что сделано с целью полноты восприятия предлагаемых новых понятий и формирования наиболее полной системы представлений в соответствии с теорией и практикой информационной функции сердца. Понятия расположены в алфавитном порядке.

Активность информационной сущности (кода) нормы и заболеваний определяется частотой встречаемости в кодограмме человека комбинаций символов входящих в состав эталонов (кодов), соответствующих семантике их информационной сущности, и отражает интенсивность информационного воздействия сердца на внутреннюю среду организма и «орган- мишень». См.: код, кодограмма, информационная сущность, эталон информационной сущности нормы и заболеваний.

Алфавит символов кодирования это набор дискретных символов, имеющих разную элементарную семантику, но характеризующихся одинаковой мерностью и семантической однородностью. Количество символов в алфавите определяется тем числом, которое необходимо для достижения полноты преобразования семантики явления или процесса, заложенного в сигналах в символы кодирования. Мерность символа и алфавит символов составляют специфическую сущность кодирования и его семантические возможности. См.: элементарная семантика, семантическая однородность, кодирование.

Амплитудограмма – графическое изображение последовательного ряда амплитуд зубцов Rn. Построение амплитудограммы осуществляется восстановлением на оси абсцисс отрезков амплитуд зубцов Rn согласно их числу параллельно оси ординат со шкалой разности потенциалов в mV и измеренных с точностью до 5 mkV. Огибающая амплитудограммы наглядно демонстрирует вариабельность амплитуд зубцов Rn и соответствует, как правило, дыхательной волне.

Амплитудно- импульсная модуляция (АИМ) изменение амплитуды желудочкового QRS-комплекса электрокардиосигналов (зубцов Rn) в соответствии с алгоритмом передаваемой информации. См.: виды модуляции.

Амплитудно- фазовая импульсная модуляция (АФИМ) — вид смешанной модуляции, представляющий собой сочетанное изменение фазы и амплитуды сигнала во времени относительно номинальной величины. Применительно к электрокардиосигналу это изменение фазы и амплитуды, интегрального электрического вектора желудочков сердца во времени относительно точки или координатной оси отведения его съема. См.: виды модуляции.

Блок информационной функции сердца – это исчезновение даже минимальной вариабельности фактических показателей амплитуды зубцов Rn и интервалов времени между ними. При установлении блока информационной функции сердца важно учитывать чувствительность системы измерения амплитуды зубцов Rn и интервала времени между ними. В основе блока лежит прекращение амплитудной и (или) частотно-фазовой модуляции. Следует выделять неполный (частичный) или полный блок информационной функции сердца. Блок информационной функции сердца может иметь обратимый, перемежающий и необратимый характер. См.: неполный (частичный), перемежающий и полный блок информационной функции сердца.

Вариабельность параметров кардиосигналов – это динамика фактических величин параметров (амплитуд зубцов Rn, интервалов времени между ними), которая соответствует вероятностному, случайному (стохастическому) нестационарному процессу и не подлежит статистическому анализу. Вариабельность амплитуд зубцов Rn хорошо видна при построении амплитудограммы, а интервалов времени между ними – интервалограммы. См.: случайный (стохастический) процесс, случайный нестационарный процесс, эргодическое сообщение (кодовый текст), амплитудограмма, интервалограмма.

Виды модуляции: амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), частотно- импульсная модуляция (ЧИМ) или интервало — импульсная модуляция (ИИМ), фазово-импульсная модуляция (ФИМ), амплитудно-фазовая импульсная модуляция (АФИМ), широтно-импульсная модуляция (ШИМ). См.: каждую модуляцию в отдельности.

Гидродинамический импульс или пульсовая волна образуется в момент систолы левого желудочка сердца в результате сложного взаимодействия ударного объема крови, эластических свойств аорты и крупных сосудов. Гидродинамический импульс регистрируется на протяжении всей артериальной части сосудистой системы, включая артериальный капилляр.

Декодирование — это процедура восстановления исходных данных о сигналах, в совокупности составляющих сообщение, подвергнутое кодированию. Декодирование возможно при условии знания семантики отдельных дискретных символов и их алфавита, составляющих инструмент кодирования. Оно предшествует перекодированию, а так же используется для оценки качества и адекватности примененного кодирования. См.: кодирование, перекодирование.

Интервалограмма (ритмограмма)графическое изображение последовательного ряда интервалов времени (Tn) между одноименными зубцами желудочкового комплекса электрокардиосигналов (чаще зубцы Rn). Построение интервалограммы осуществляется восстановлением на оси абсцисс отрезков интервалов времени согласно их числу параллельно оси ординат со шкалой времени в секундах с точностью их измерения до 1 миллисекунды (0.001 секунды). Огибающая интервалограммы наглядно характеризует вариабельность интервалов времени между зубцами Rn и имеет обычно сложную волновую конфигурацию. В ней сочетается несколько волн разной длины: дыхательная (короткая) волна, средние, медленные и сверхмедленные волны.

Интервало- импульсная модуляция (ИИМ) см.: частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), виды модуляции.

Информационная средасм.: информационное пространство.

Информационная стадия заболевания — это начальный этап формирования заболевания, характеризующийся появлением в кодограмме человека кодовых комбинаций, составляющих ее информационную сущность или код. Продолжительность информационной стадии определяется периодом времени от начала появления информационной сущности болезни до начала реализации ее в материальных событиях системы регуляции, обмена веществ, функционально- морфологических изменений на субклеточном и клеточном уровне и т.д. Информационная стадия может быть длительной (информационное носительство по аналогии с вирусоносительством) и выступать в роли риска формирования заболевания. См.: модель патологии, информационная сущность болезни.

Информационная сущность это совокупность таких комбинаций символов кодирования, которая стабильно присутствует в кодограмме человека. Она составляет информационную сущность внутренней среды и включает наборы комбинаций символов нормы и болезней. На протяжении жизни человека его информационная сущность может значительно меняться. См.: кодограмма эталонная, код нормы, код болезни.

Информационная сущность болезни представлена набором комбинаций символов кодирования, обладающих стопроцентной встречаемостью в кодограммах больных (кодограмма эталонная, код болезни) с клиническими, лабораторными и инструментальными симптомами и синдромами одного и того же заболевания. Специфичность эталонной кодограммы (кода болезни) в равной степени проявляет себя на всех этапах формирования конкретного заболевания. Информационная сущность болезни может регистрироваться длительно или постоянно, если заболевание генетически обусловлено или приобрело характер хронического течения. Исчезновение информационной сущности болезни наблюдается при исцелении. На начальном этапе формирования заболевания, а также при эффективном лечении и достижении стойкой ремиссии сформировавшегося заболевания информационная сущность болезни может многократно исчезать и появляться. См.: кодограмма эталонная, код болезни, модель патологии.

Информационная сущность нормы представляет собой набор комбинаций символов кодирования в кодограмме здоровых людей, обладающих стопроцентной встречаемостью. Наличие заболеваний не исключает присутствие полного набора комбинаций символов, составляющих эталонную кодограмму или код нормы. По мере развития патологии наступает этап нарастающей утраты (исчезновения) отдельных эталонных комбинаций кода, что может быть использовано в качестве критерия уровня здоровья, тяжести заболевания и неэффективности лечения. Напротив, при эффективном лечении отдельные эталонные комбинации символов могут восстанавливаться. См.: код нормы, кодограмма эталонная.

Информационное пространство – это физическая (биофизическая) среда, в пределах которой распространяется или формируется сигнал. Информационное пространство сердца пространство, в пределах которого проявляет себя разность потенциалов работающего сердца, гидродинамический импульс или формируется магнитокардиосигнал по механизму магнитной индукции. Применительно к электрокардиосигналу и гидродинамическому импульсу — это внутренняя среда человека в объеме его тела. В случае магнитной составляющей информационное пространство простирается за пределы тела человека. См.: магнитокардиоимпульс, электрокардиоимпульс, информационное пространство.

Информационный канал (канал связи) – это физическая (биофизическая) среда, которая используется для передачи сигнала от источника информации к приемнику его. См.: информационные каналы кардиосигналов.

Информационный канал гидродинамических (пульсовых) сигналов — артериальная часть сосудистой системы, обеспечивающая распространение гидродинамических импульсов в виде пульсовой волны от сердца до капиллярной сети, которая пронизывает все органы и ткани организма человека и завершается транс — капиллярным обменом пульсирующего характера. См.: гидродинамический импульс.

Информационный канал (пространство) магнитокардиосигналов. Для магнитокардиосигналов, аналогично электрокардиосигналам, вместо канала связи корректнее представление об информационном пространстве, которое соответствует магнитному полю сердца. В любой точке этого пространства, по механизму магнитной индукции в магнитометре, формируется магнитокардиоимпульс. Магнитное поле сердца выходит за пределы тела человека и позволяет регистрировать магнитокардиосигналы на некотором расстоянии от него. См.: информационное пространство.

Информационный канал (пространство) электрокардиосигналов. Применительно к кардиосигналу электрической природы вместо канала связи более приемлемо представление об информационном пространстве, которое соответствует электрическому полю, в пределах которого относительно активного электрода или координатной оси отведения регистрируется динамика разности потенциалов, создаваемой работающим сердцем. Данное информационное пространство соответствует объему тела человека. См.: Информационный канал (канал связи), информационное пространство, информационное пространство сердца.

Информационный сигнал импульс любой физической (биофизической) природы, подвергнувшийся модуляции по основным своим параметрам согласно алгоритму семантики передаваемой информации. Информационный сигнал в составе информационного потока обладает свойствами вероятностного процесса. Его параметры изменяются в соответствии с вероятностными закономерностями. Примером информационного сигнала в организме человека является кардиосигнал электрической, магнитной и гидродинамической природы.

Информация – «Информация есть информация, а не материя и энергия» (Н.Винер)

Кардиосигнал это кардиоимпульс электрической, магнитной или гидродинамической природы, подвергнувшийся модуляции по основным своим параметрам и несущий информацию от сердца во внутреннюю среду человека. Генерация кардиоимпульсов разной биофизической природы и их преобразование в кардиосигналы представляет собой единый процесс. В сердце совмещены генерация импульсов, модуляция основных их параметров и алгоритм модуляции.

Когерентные процессы – согласованные во времени колебательные или волновые процессы, разность фаз которых постоянна. Когерентность колебательных процессов является важным свойством биологических объектов. См.: когерентный резонанс, стохастический резонанс.

Когерентный резонанс – сложение когерентных колебательных или волновых процессов приводит к усилению или ослаблению друг друга (интерференция волн). Когерентный резонанс, как и стохастический резонанс, вероятно, играет важную роль в информационном взаимодействии структурных элементов биологических объектов, возможно являясь механизмом приема информации, в том числе кардиосигналов в организме человека. См.: стохастический резонанс, информационная функция сердца.

Код это набор последовательностей (комбинаций) отдельных дискретных символов кодирования или (кодовых слов), в совокупности представляющих смысл (суть) явления или процесса. См.: кодограмма эталонная.

Код болезни см. информационная сущность болезни, кодограмма эталонная.

Код нормы см. информационная сущность нормы, кодограмма эталонная.

Кодированиепроцесс преобразования сигналов, исходящих от источника, в последовательность двоичных или многомерных символов. Кодирование позволяет получить кодовый текст (кодограмму), доступный для информационного анализа. Специфические свойства кодирования определяются свойствами отдельных дискретных символов и их алфавитом. Кодирование различается мерностью символов и количеством символов в их последовательности (кодовой комбинации). Кодирование обеспечивает различной степени сжатие информации. См.: кодирования символ, комбинация кода, алфавит символов кодирования.

Кодирования символ представляет собой отдельный дискретный буквенный или цифровой символ элементарной исходной единицы информации, который может быть двух-, трех- и более мерным. Набор символов (алфавит символов кодирования) и их мерность являются характеристиками кодирования. См.: алфавит символов кодирования, кодирование.

Кодовое слово — уникальная последовательность (комбинация) символов, имеющая определенный конкретный смысл. См.: комбинация кода.

Кодограмма это кодовый текст, представленный последовательностью символов кодирования (первичная кодограмма) или их комбинаций (вторичная кодограмма), содержащий в сжатой форме семантику той информации, которая заложена в сигналы и преобразована кодированием в символы. Применительно к информационной функции сердца — это кодовый текст, полученный при кодировании пространственно-временной динамики параметров кардиосигналов, регистрируемых за определенное время в определенном отведении для их съема. Такой кодовый текст обладает свойствами эргодического сообщения. См.: эргодическое сообщение (кодовый текст), кодограмма первичная, кодограмма вторичная.

Кодограмма вторичная (структурированная) — это кодограмма, представляющая набор двух-, трех- и более многочленных последовательностей (комбинаций) отдельных дискретных символов, ранжированных согласно количеству членов в них и с учетом встречаемости в исходной первичной кодограмме. Вариантом структурированной кодограммы являются эталонные кодограммы нормы и различных заболеваний, которые можно рассматривать в качестве кодов нормы или заболеваний, а последовательности (комбинации) отдельных дискретных символов их составляющие в качестве комбинаций этих кодов. См.: код, комбинация кода, код нормы, код болезни, кодограмма эталонная, структурирование кодограммы.

Кодограмма первичная (исходная) это последовательность отдельных дискретных символов, получаемая при кодировании потока кардиосигналов за определенный период времени и в конкретном информационном пространстве отведения его съема. См.: кодирование.

Кодограмма эталонная или кодвариант структурированной кодограммы, представляющей набор специфических кодовых комбинаций, обладающих стопроцентной встречаемостью среди здоровых людей или у больных с тем или иным заболеванием. См.: код нормы, код болезни, информационная сущность нормы, информационная сущность болезни.

Комбинация кода это последовательность отдельных дискретных символов кодирования, каждый из которых представляет конкретную элементарную однородную, исходную информацию, а в совокупности составляют определенную семантическую фразу. Комбинация кода может быть двух-, трех- и более многочленная. См.: кодовое слово

Магнитокардиоимпульс регистрируется индукционным магнитометром или СКВИДом в виде магнитокардиограммы, практически тождественной электрокардиограмме и отражает импульсный характер магнитного поля сердца, которое достигает максимума немного меньше 10-10 Тл. и распространяется за пределы организма человека. У магнитного поля отсутствует декремент на границе раздела сред. Оно остается непрерывным также при переходе через границу раздела тела и воздуха. См.: кардиосигнал.

Модель патологии — это модель (алгоритм) перехода от нормы к заболеванию. Она включает этап появления во внутренней среде человека информационной сущности или кода болезни. Следующий этап — реализация информационной сущности (кода) болезни в материальные события процессов, которые соответствуют преморбидному периоду формирования заболевания. Информационная поддержка развития заболевания завершается возникновением специфического функционально- морфологического субстрата болезни, а также клинических, лабораторно- инструментальных симптомов и синдромов заболевания. Схематично модель патологии можно представить в виде последовательных этапов: норма — информационная стадия — преморбидная стадия — стадия сформировавшейся болезни – стадия осложнений. В современной модели патологии отсутствует информационная стадия заболевания. См.: информационная стадия, преморбидное состояние, информационная сущность нормы, информационная сущность болезни.

Модуляция процесс преобразования импульсов любой физической (биофизической) природы в сигналы путем изменения их параметров, осуществляемый модулирующим механизмом по алгоритму семантики передаваемой информации. См.: информационная функция сердца, механизм модуляции кардиосигналов, виды модуляции.

Неполный (частичный) блок информационной функции сердца – это блок частотно-фазовой модуляции кардиосигналов при сохраненной вариабельности амплитуд QRS-комплексов. Он проявляет себя фиксированным (неизменным) интервалом времени между этими комплексами и соответствует случайному стационарному процессу. Неполный блок возникает при тяжелой физической работе и заболеваниях, сопровождающихся выраженной тахикардией. Частичный блок может иметь перемежающийся характер, он предшествует полному блоку информационной функции сердца. См.: случайный процесс стационарный, перемежающийся неполный (частичный) блок информационной функции сердца.

Перекодирование представляет собой процедуру, следующую за декодированием и предусматривающую другой вариант кодирования исходного материала. См.: кодирование, декодирование.

Перемежающийся неполный (частичный) блок информационной функции сердца – это перемежающийся блок частотно-фазовой модуляции электрокардиосигналов, который можно рассматривать, как частный вариант неполного (частичного) блока информационной функции сердца. Он характеризуется чередованием периодов возникновения и исчезновения неполного блока. См.: неполный (частичный) блок информационной функции сердца.

Полный блок информационной функции сердца – блок всех видов модуляции кардиосигналов – амплитудной, фазовой и частотной. При полном блоке вариабельность амплитуд QRS- комплексов и интервалов времени между ними отсутствует, их фактические величины приобретают стандартный (неизменный) вид, а электрокардиограмма уподобляется регулярному процессу. Полный блок информационной функции имеет место у изолированного сердца, при тяжелых состояниях или заболеваниях и, нередко, предшествует смерти. См.: регулярный процесс.

Преморбидное состояние (предболезнь)– это состояние организма на грани нормы и болезни, которое свидетельствует о начальном этапе реализации информационной сущности заболевания на уровне системы регуляции, обменных процессов, субклеточных структур и основных функций органа (ов) — мишени. См.: модель патологии.

Регулярный процесс – процесс регулярного во времени изменения параметров системы. Применительно к кардиосигналу регулярный процесс наблюдается при полном блоке информационной функции сердца, когда исчезает вариабельность амплитуд QRS-комплексов и интервалов времени между ними. Амплитуда и интервал времени приобретают фиксированный характер. Регулярный процесс наблюдается при тяжелых заболеваниях и состояниях человека. Он нередко предшествует смертельному исходу. См.: полный блок информационной функции сердца.

Ригидность кардиоимпульсовсущественное уменьшение вариабельности основных параметров кардиосигналов. Данное явление возникает при интенсивных физических нагрузках, сопровождающихся выраженной тахикардией, при приеме медикаментов (адреналин, эфедрин, эуфиллин, кофеин, атропин и др.) и при заболеваниях, для которых характерна тахикардия (тиреотоксикоз, анемия, невротические состояния и другие). Ригидность амплитуд зубцов Rn и интервалов времени между ними (Tn) может предшествовать неполному (частичному) или полному блоку информационной функции сердца (см.).

Ритмограммасм. интервалограмма.

Семантическая однородность символов представляет собой общее свойство отдельных дискретных символов одного и того же алфавита кодирования и характеризуется однородностью семантики кодируемой ими информации. См.: кодирование, кодирования символ, алфавит символов кодирования.

Случайный процесс (вероятностный, стохастический) — процесс изменения во времени состояния системы в соответствии с вероятностными закономерностями. Применительно к электрокардиосигналу вариабельность амплитуды QRS- комплексов (зубцов Rn+1) и интервалов между ними отражает случайный многомерный процесс, в котором значение амплитуды есть не что иное, как значение электрического вектора сердца, меняющегося во времени по закону случайных процессов. То же можно отметить и в отношении вариабельности интервала времени (Tn) между зубцами Rn+1. Его числовое выражение может отражать как фазовый сдвиг зубцов во времени так и изменение частоты следования кардиосигналов, т.е. самого времени в соответствии с теми же вероятностными закономерностями. Из этого следует, что при анализе основных параметров электрокардиосигналов, с целью выяснения информации, заложенной в них, использование методов статистического анализа неприемлемо. См.: случайный процесс нестационарный, случайный процесс стационарный, регулярный процесс.

Случайный процесс нестационарный – это вариант случайного процесса, который применительно к вариабельности кардиосигналов характеризуется случайным вероятностным характером изменений не только основных параметров электрокардиосигнала (амплитуда, фаза), но и интервалов времени между кардиоимпульсами, т.е. частоты их следования. Случайный нестационарный процесс лежит в основе вариабельности параметров кардиосигналов здоровых людей. См.: случайный процесс (вероятностный, стохастический).

Случайный процесс стационарный – это вариант случайного процесса, при котором вероятностный, случайный характер имеет вариабельность амплитуд QRS-комплексов при фиксированной частоте следования электрокардиоимпульсов. Он наблюдается при неполном (частичном) блоке информационной функции сердца, который характеризуется блоком фазово-частотной модуляции кардиосигналов и возникновением фиксированного интервала времени между одноименными зубцами желудочковых комплексов на электрокардиограмме. Случайный стационарный процесс вариабельности параметров кардиосигналов, как правило, характерен для больных людей с неблагоприятным развитием заболевания. См.: неполный (частичный) блок информационной функции сердца.

Стохастический процесс – то же, что случайный процесс. См.: случайный процесс.

Стохастический резонанс – случайные, но когерентные процессы могут вступать в резонанс. Стохастический резонанс в биологической системе может составлять важный механизм передачи и усвоения информации, в том числе информации кардиосигналов. См.: когерентный резонанс, информационная функция сердца.

Структурирование кодограммыэто процедура получения структурированной кодограммы на основе обработки первичной (исходной) кодограммы. Процедура предусматривает получение последовательностей (комбинаций) отдельных дискретных символов методом перемещения вдоль первичной кодограммы окна. включающего два, три и более символов, подсчет комбинаций каждого варианта и ранжирование с учетом количества в них символов и в соответствии с частотой их встречаемости в первичной кодограмме. См.: кодограмма вторичная (структурированная).

Теория случайных процессов – совокупность представлений о вероятностных, случайных процессах и их математическом выражении. Она составляет важнейший инструмент математического моделирования источников информации и каналов связи. Ее использование в системах связи основано на том, что информационный поток, представляющий последовательность сигналов, являет собой вероятностный, случайный (стохастический) процесс. См.: случайный процесс.

Фазово- импульсная модуляция (ФИМ) изменение фазы импульсов, представленная в кардиосигнале в составе амплитудно-фазовой импульсной модуляции (АФИМ) см.

Частотно- импульсная модуляция (ЧИМ) или то же интервало-импульсная модуляция (ИИМ)- изменение интервала времени между одноименными зубцами желудочкового комплекса кардиосигналов в соответствии с алгоритмом передаваемой информации. См.: интервало-импульсная модуляция (ИИМ).

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) изменение ширины желудочкового комплекса кардиосигналов в соответствии с алгоритмом передаваемой информации. См.: виды модуляции.

Электрокардиоимпульс — изменение во времени разности потенциалов, которое находит свое выражение в виде электрокардиограммы и может быть снято на любом удалении от сердца на поверхности любого органа и тела человека. Он отражает проекцию динамики интегрального электрического вектора сердца во времени на координатные оси отведений и имеет ярко выраженный импульсный характер. Электрокардиоимпульсы определяются автоматической генерацией электрических импульсов основным водителем сердечного ритма, каковым является синусно-предсердный (синусный) узел. Электрические импульсы посредством волокон Пуркинье от синусного узла передаются на миокардиальные волокна и быстро распространяются по сердцу без декремента посредством электрических синапсов, что обуславливает синфазность возбуждения и сокращения миокарда. Существенное преобладание массы мышечных волокон желудочков над массой миокарда предсердий объясняет значительное превышение амплитуды интегрального электрического вектора желудочков над амплитудой аналогичного вектора предсердий и определяет основной вклад электрической активности желудочков в электрокардиоимпульсы. См.: кардиосигнал, электрокардиограмма.

Элементарная семантика символов – это семантика отдельного дискретного символа кодирования, которая представляет собой единицу однородной исходной информации, кодируемой с учетом динамики параметров кардиосигналов и свойств (мерности) соответствующего символа алфавита кодирования. См.: кодирование, кодирования символ, алфавит символов кодирования.

Эргодическое сообщение (кодовый текст) – это такое сообщение, в котором появление символов случайно, а заметное влияние каждого символа на последующие символы убывает, по крайней мере, по экспоненциальному закону и простирается на конечное их число. Поэтому в эргодическом тексте взаимную связь между символами, отстоящими достаточно далеко друг от друга, следует рассматривать, как чисто случайную, а процесс, порождающий его — случайным процессом. Напротив, ближайшие символы могут обладать семантической связью, которая при их повторяемости может свидетельствовать об ее устойчивости и специфичности для данного эргодического сообщения. См.: кодограмма.

Эталон информационной сущности нормы или заболеваний – набор комбинаций символов кодирования стопроцентной встречаемости в структурированной кодограмме здоровых людей или больных с соответствующим заболеванием, эквивалентно отражающим семантику их информационной сущности. См.: информационная сущность, код нормы, код болезни, банк эталонов нормы и заболеваний.

 

Литература

    1. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.       —  М.: Медицина, 1979. – 295 с.
    2. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. — М.: Наука, 1984. — 221с.
    3. Баевский Р.М., Мотылянская Р.Е. Ритм сердца у спортсменов. — М.: Физкультура и спорт, 1986. – 143 с.
    4. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. — М.: Медицина, 1997. — 235с.
    5. Бэкер Р.Р. Магниторецепция у человека и других приматов. // В кн.: Биогенный магнетит и магниторецепция. / Под ред. Дж. Киршвинка, Д.Джонса, Б. Мак-Фаддена. — М.: Мир, 1989. — Т. 2. – С. 342 — 374.
    6. Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека. Справочник. – Киев: Наукова Думка, 1990. – 224 с.
    7. Бернштейн Н.А. О построении движений. — М.: Медгиз,1947. – 255 с.
    8. Бернштейн Н.А. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой. // Вопросы философии. – 1962. — №8. — С. 78-87.
    9. Бессонов А.Е., Калмыкова Е.А., Конягин Б.А. Информационная медицина. М.: «Парус», 1999, — 592 с.
    10. Билибин Д.П., Шевелев О.А. Корковое представительство зоны синусного узла сердца. // Бюл. эксперим. биол. и медицины. – 1985. – Т. 100. — № 11. – С. 517 – 519.
    11. Введенский В.Л., Ожогин В.И. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. — М.: Наука, 1986. – 199 с.
    12. Вейн А.М. (ред.) Заболевания вегетативной нервной системы. Руководство для врачей. — М.: Медицина, 1991. – 623 с.
    13. Вейн А.М. Вегетативные расстройства. Клиника, диагностика, лечение.
      — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. – 752 с.
    14. Вейсс Ч., Антони Г., Вицлеб Э., Тевс Г., Гроте Й. Физиология человека В 4-х томах. Пер с англ. /Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.- М.: Мир, 1986. – Т. 3.  – 287 с.
    15. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине.  — М.: 1983. – 340 с.
    16. Вогралик В.Г. Учение о пульсе в китайской народной медицине. //Клиническая медицина. – 1957. – Т. 35. — № 4. – С. 137-145.
    17. Гаваа Лувсан Традиционные и современные аспекты восточной рефлексотерапии. — М.: Наука, 1992. – 576 с.
    18. Голант М.Б. О проблеме резонансного действия когерентных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона волн на живые организмы.// Биофизика. —  1989. — Т. ХХХ1V. — № 2. — С. 339-348.
    19. Голдман Станфорд Теория информации. — М.: ИЛ, 1957. – 446 с.
    20. Горяев П.П. Волновой геном. — М.: Общественная польза, 1994. – 280 с.
    21. Давыдов А.С. Солитоны в молекулярных системах. – Киев: Наукова думка, 1988. — 304 с.
    22. Девятков Н.Д., Голлант М.Б. О выявлении когерентных КВЧ колебаний, излучаемых живыми организмами. В кн.: Медико-биологические аспекты миллиметрового излучения. — М.: ИРЭ АН СССР, 1987. – С.126-130.
    23. Девятков Н.Д., Голлант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. — М.: Радио и связь, 1991. – 168 с.
    24. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. — М.: Высшая школа, 1989. — 320 с.
    25. Жемайтите Д.И., Воронецкас Г.А., Соколов Е.Н. Взаимодействие парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы в регуляции сердечного ритма. // Физиология человека, — 1985, — Т.11. — № 3. – С. 448-456.
    26. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов. — М.: Радио и связь, 1986. – 303 с.
    27. Иванов В.И. Традиционная медицина: Опыт отечественной и восточной народной медицины в современной лечебной практике. — М.: Воениздат, 1991. – 430 с.
    28. Казанская Т.А., Фролов В.А. Правый желудочек сердца. — М.: Изд-во Рос. ун-та дружбы народов, 1995. – 198 с.
    29. Казначеев В.П., Баевский Р.М., Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. — Л.: Медицина ЛО, 1980. – 207 с.
    30. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. (Компьютеризированный курс). М.; ФОРУМ: ИНФРА-М; 2005. – 432 с.
    31. Климонтович Ю.Л. Энтропия и информация открытых систем. // Успехи физиологических наук. — 1999. – Т. 169. — № 4. – С. 443-452.
    32. Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения. — М.:   Энергоатомиздат, 1989. – 285 с.
    33. Кутепов Е.Н. Проблемы диагностики донозологических и преморбидных состояний в связи с воздействием факторов окружающей среды. // Гигиена и санитария. – 1993. — № 1. – С. 6-9.
    34. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике. Изд. 2-е доп. и переработ. М.: Советское радио, 1960. – 663 с.
    35. Миронова Т.Ф. и Миронов В.А. Клинический анализ волновой структуры синусового ритма сердца (Введение в ритмокардиографию и атлас ритмокардиограмм). – Челябинск: 1998. – 162 с.
    36. Назаров М.В., Кувшинов Б.И., Попов О.В. Теория передачи сигналов.  — М.: Связь, 1970. – 367 с.
    37. Нгуен Ван Нги Традиционная китайская медицина. Патогенез заболеваний. Диагностика. Терапия. — М.: Техарт-плаз, 2000. – 511 с.
    38. Ноздрачев А.Н. Физиология вегетативной нервной системы. — М.: Медицина, 1983. – 266 с.
    39. Покровский В.М. Иерархическая организация формирования ритма сердца в целостном организме.// Клиническая физиология кровообращения. – 2006. — №1. – С. 22-27.
    40. Попов В.В., Капица Н.П., Опарин А.Л. Вариабельность сердечного ритма у больных, перенесших инфаркт миокарда: клиническое значение, проблемы и перспективы. // Клиническая медицина. – 1998. – Т.76. —  №2. – С.15-19.
    41. Пригожин И. От существующего к возникающему. — М.: Наука, 1985. – 327 с.
    42. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. — М.: Наука, 1986. – 431 с.
    43. Прокис Дж. Цифровая связь. / Под ред. Д.Д. Кловского — М.: Радио и связь, 2000. – 797 с.
    44. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. — М.: Высшая школа, 1987. – 638 с.
    45. Рябыкина Г.В. Соболев А.В. Вариабельность ритма сердца. — М.: Оверлей, 2001. – 200 с.
    46. Рябыкина Г.В. Соболев А.В. Мониторирование ЭКГ с анализом вариабельности ритма сердца. — М.: «Медпрактика-М», 2005. – 224 с.
    47. Самойлов В.О. Биологическая электродинамика. // В кн.: Медицинская биофизика. / Под ред. В.О.Самойлова – Л.: 1986. – С. 239-347.
    48. Скляр Бернард. Цифровая связь. // Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. / Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003. – 1104 с.
    49. Судаков К.В. Общая теория функционирования систем. — М.: Медицина, 1984. – 223 с.
    50. Титомир Л.И. Кнеппо П. Математическое моделирование биоэлектрического генератора сердца. — М.: Наука – Физматлитература, 1999. – 448 с.
    51. Тихонов В.И. Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. — М.: Радио и связь, 2004. – 608 с.
    52. Тринчер К.С. Биология и информация. Элементы биологической термодинамики. — М.: Наука, 1964. – 87 с.
    53. Удельнов М.Г. Физиология сердца. — М.: Изд-ство МГУ, 1975. – 302 с.
    54. Уолтер Ч. Кинетика ферментативных реакций. — М.: МИР, 1969. – 124 с.
    55. Успенский В.М. Функциональная морфология желудка. — Л.: Наука, 1986. – 291 с.
    56. Успенский В.М. Информационная функция сердца. // Клиническая медицина, — 2008. – Т. 86. — №5. – С. 4-13.
    57. Фейгенберг И.М. Вероятностное прогнозирование в деятельности человека и поведении животных. – М.: Ньюдиамед, 2008, — 190 с.
    58. Фрейнман Р. КЭД – странная теория света и вещества. — М.: Наука, 1988. – 113 с.
    59. Физиология и патофизиология сердца: В 2т. Пер. с англ. / Под ред. Н. Сперелакиса. — М.: Медицина, 1990. – Т. 1. — 622 с.
    60. Франк Г.М., Кузин А.М., Кузнецов И.В. О сущности жизни. — М.: Наука, 1964. – 351 с.
    61. Фролов В.А., Моисеева Т.Ю.. Зотов А.К. Нарушение информационного обмена, как основа формирования болезни и второй закон термодинамики для живых термодинамических систем. //Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 1998. — №3. – С. 3-6.
    62. Фролов В.А., Зотова Т.Ю., Зотов А.К. Болезнь как нарушение информационного процесса. — М.: Изд-во РУДН, 2006. – 188 с.
    63. Харкевич А.А. Очерки общей теории связи. — М.: Гостехиздат, 1955. – 268 с.
    64. Харкевич А.А. // Избранные труды. — Т. 3. — М.: Наука, 1973. – 523 с.
    65. Хазен А.М. О возможности радиационной передачи нервных импульсов. // Биофизика. – 1990. — Т.35. — Вып.1. — С. 168-171.
    66. Хазен А.М. Детализация механизма радиационной передачи нервных импульсов. // Биофизика. – 1990. — Т. 35. — Вып. 2. — С. 343-346.
    67. Хазен А.М. Электромагнитное излучение в роли нейромедиатора. //Теоретическая биология. — М.: РАН, — 1994. – Вып. 10. – С.1-28.
    68. Холодов Ю.А., Козлов А.Н., Горбач А.М. Магнитные поля биологических объектов. — М.: Наука, 1987. – 143 с.
    69. Циммерман М., Енинг В., Вутке В., Вайс Х., Елькман В., Антони Х., Вицлеб Э., Теве Г., Гроте Й. Физиология человека. В 3-х томах. /Пер. с англ. Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса – М.: Мир, 2007. – Т. 2. – С. 454-497.
    70. Шемакин С.Ю., Кормер А.Я., Честухин В.В., Хубутия М.Ш. Нормальная и патологическая физиология пересаженного сердца. // В кн.: Трансплантология сердца. Руководство для врачей. / Под ред. Шумакова В.И. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2006. – С. 193-210.
    71. Швалев В.Н., Сосунов А.А., Гуски Г. Морфологические основы иннервации сердца. — М.: Наука, 1992. – 368 с.
    72. Шумаков В.И., Кормер А.Я., Казаков Э.Н., Честухин В.В., Селезнева Е.А., Шемакин С.Ю. Некоторые аспекты электрофизиологии и функционирования пересаженного сердца. // Трансплантология и искусственные органы. – 1996. — № 3-4. – С. 5-14.
    73. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. / Пер. с англ. под ред. Н.А.Железнова. — М.: ИЛ, 1963. – 832 с.
    74. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. Изд. 3-е стереотипное. — М.: КомКнига, 2006. — 432 с.
    75. Яглом А.М., Яглом И.М. Вероятность и информация. — М.: Наука, 1973. – 511 с.
    76. Akselrod S., Gordon D., Ubel F.A., Shannon D.C., Barger A.C., Cohen R.J. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. Science. 1981; 213(4504): 220-222.
    77. Ewing D.J. Practical bedside investigation of diabetic autonomic failure. In: Autonomic Failure. A Textbook of Clinical Disorders of the Autonomic Nervous System. R. Bannister (ed.). OxfordUniv. Press. Oxford; 1984; 371.
    78. Bigger J.T., Kleiger R.E., Fleiss J.L., Rolnitzky L.M., Steinman R.C., Miller J.Ph. and the Multicenter Post-infarction Reseach Group. Component of heart rate variability measured during healing of acute myocardial infarction. Am. J. Cardiol., 1988, Vol. 61, p. 208-215.
    79. Gottschling C. Krebs. Wunder der Medizin. Focus. 1997; 16: 163-166.
    80. Hon E.H., Lee S.T. Electronic evaluation of the fetal heat rate patterns preceeding fetal death, further observations. Am.J.Obstet Gynec. 1965; 87: 814-826.
    81. Katz A.M. Physiology of the heart. New York: Raven press, 1977, 450.
    82. Kleiger R.E., Miller J.P., Bigger J.T., Moss A.J. and the Multicenter Post-infarction Reseach Group. Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction. Am. J. Cardiol., 1987, 59, p. 256-262.
    83. Randall W.C. Neural regulation of the heart. New York: OxfordUniv. Press; 1977; 440.
    84. Sayers B. Mc A. Analysis of heart rate variability. Ergonomics. 1973; 16: 17-32.
    85. Schnorrenberger C.C. Lehrbuch der chinesischen Medizin für westliche Ärzte. Die theoretischen Grundlagen der chinesischen Akupunktur und Arzneiverordnung. Stuttgart: Hippokrates Verl. 1979; 636.
    86. Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication. Bell Syst. Tech. J. 1948a; 27: 379 – 423.
    87. Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication. Bell Syst. Tech. J. 1948b; 27: 623 – 656.
    88. Wiederhielm C.A., Woodbury J.W., Kirk S., Rushmer R.F. Pulsatile pressures in the microcirculation of frog’s mesentery. Am. J. Physiol. 1964; 207: 173.
    89. Wolf M.M., Varigos G.A., Hunt D., Sloman J.G. Sinus arrhythmia in acute myocardial infarction. Med. J. Aust., 1978, Vol. 2, p. 52-53.


Summary

This manual covers the theory and practice of the new in the modern medicine concept, based on the heart informational function. The author for the first time briefly sets forth the basic statements of the theory of the heart informational function and suggests the technology of the informational analysis of electro cardio signals, which enables to diagnose internals diseases.

The method of electro cardio signals informational analysis was tested at check-ups of 570 healthy people and 23017 patients with various noninfectious diseases, including oncological pathology. Groups of healthy people and in- and outpatients with various internals diseases were formed on the basis of a careful clinical analysis using methods of laboratory and instrumental diagnostics in polyclinics, medical-diagnostic centers and hospitals. In these investigations such factors as sex, age, physiological states: at rest, at and after physical activity, under psychological stress, at sleep and wakefulness, in some extreme activity and living conditions were taken into consideration. A bigger (63%) part of patients were further observed and re-examined using the technology of the informational analysis of electro cardio signals. All in all the diverse clinical material includes over 40 thousand examinations.

 

Summary

 

Basic statements of the theory of the heart informational function

1) The heart has an informational function, which is directed to the formation and maintenance of the informational media of a human body, including the sum of informational natures of a norm, diseases and various states.

2) The heart informational function reveals itself through variability of indices of space-time dynamics of cardio impulses of electric, magnetic and hydrodynamic nature, which with the healthy and the majority of patients is a random non-stationary process and reflects the information input by amplitude and frequency and phase modulation of corresponding parameters of cardio impulses in accordance with norm and disease semantics. The heart commits this function permanently regardless to the state of a person, whether it is at sleep, at wakefulness, at active rest or any other type of activity.

3) The heart informational function generally does not depend on the state of its other functions. But such heart rhythm disturbances as flutter and fibrillation of atriums and heart ventricles, paroxysmal tachycardia, frequent, especially polytopic, extrasystole, disorder of atrioventricular conductivity (Venkebach periods, incomplete and complete atrioventricular heart block), artificial pace maker, can significantly complicate the informational analysis of electro cardio signals, but do not exclude manifestations of the heart informational function. Similar situation can be observed at symptomatic tachycardia, caused by medication, intensive physical activity, hyperthermia and illnesses.

4) The heart informational function can be blocked partially (block of frequency and phase modulation) and completely (block of frequency and phase and amplitude modulation). If the heart informational function is blocked, it is important to take into consideration the sensitivity of the system measuring amplitude of QRS-complexes and time interval between them, as well as incoming signal registration range. Absence of variability of time intervals between QRS-complexes of electrocardiogram at precision of time reading at most 0,001 sec and amplitude of QRS-complexes at incoming signal registration range varying from at least 0,5 to 500 Hz should be taken as a conditional symptom of a partial or complete block of heart informational function.

Amplitude modulation is more stable comparing to frequency and phase modulation. Complete block of the heart informational function has been observed at extremely poor condition and, as a rule, shortly before death. At complete block of frequency and phase and amplitude modulation the amplitude of QRS-complexes and time interval between them become rigid, i.e. invariable.

Formation of a block of the heart informational function always begins with block of frequency and phase modulation and reflects qualitative transfer of modulation as random non-stationary process, characteristic of a healthy person, to modulation, presenting a random stationary process with fixed frequency of electro cardio pulse repetition, which is characteristic of illnesses dangerous for human life. Further transfer of modulation, presenting a random stationary process, to a regular process with fixed size of both time intervals and amplitudes of QRS-complexes, is the essence of a complete block of the heart informational function. Qualitative transfer of electro cardio impulses modulation from a random non-stationary process via its stationarity to a regular process indicates serious changes in a human body and reflects the quality of life dynamics. Actually, if for healthy people variability of QRS-complex amplitudes and time intervals between them corresponds to a random stationary process, then, in case of unfavorable development of a disease, it can become a random stationary process, and at poor conditions, especially at life hazard, it transforms into a regular process, corresponding to a complete block of the heart informational function.

5) Semantics (informational sense) of informational stream, generated by heart, can be established with the help of the technology of informational analysis of electro cardio signals. It is revealed through “code portraits” (codes or reference patterns) of health and possible diseases.

It tells that in such perfect and complicated biological system, as a man is, cardio impulses, generated by heart, though having some characteristics of signals of a random stationary process, still are semantically related to each other, these relations can be quite stable and specific for some definite diseases. It is important to note that interrelated signals are detected not by the methods of statistical analysis of the electro cardio signal parameters, indices of which themselves vary at the random process non-stationarity according to the random law, but defined by coding the dynamics of these parameters with further reference pattern processing according to “Morse code” principle. This testifies that code texts, obtained in accordance with the developed technology of the informational analysis of cardio signals, have characteristics of ergodic messages. These ergodic characteristics of the reference patterns observed in groups of the healthy and the ill with some or other disease, made it possible to obtain specific reference patterns of a norm and various diseases.

6) Modulatory mechanism of information input into cardio impulses lies in autonomic heart regulation system. It can be implemented in two modes: with the central nervous system participation and in autonomic mode and the last one plays a decisive role. Both modes together provide extremely high degree of the heart informational function reliability and abundant adaptive possibilities for its implementation within the process of a body vital activity.

Modulatory mechanism is common for heart generated electric, magnetic and hydrodynamic impulses. Different biophysical nature of the carriers of the same information provides informational redundancy; its doubling provides the reliability of information delivery to the targeted organ.

7) Heart, in contrast to the central nervous system, informational function of which is regulative and mostly operative-adaptive, provides stable strategic informational affect to a human body internal media. Heart maintains the stability of internal media informational nature, which compiles the informational natures of the norm and diseases. At this it is interesting to note that changes in informational nature of internal media, formed by the heart, take place simultaneously with changes in psycho-emotional, vegetative-somatical, moral and behavioral human’s condition.

8) Changes of the informational natures of the norm and diseases, generated by the heart, reveal themselves in two ways. The first way to reveal changes is by changing activity of the informational natures of the norm and diseases, which is based on the change of frequency of examined reference combinations of symbols, entering the reference patterns. The second way is by presence of changeable informational natures of some diseases. Changing of the informational natures activity, the same as their appearance and disappearance, as a rule, is accompanied by vegetative-somatic component, definite psychological and emotional state and behavioral moral motive. The informational natures of the norm and diseases depend a lot on moral state and behavior motives, especially under stress. The heart informational function should be considered in a complicated and diverse interaction with central and vegetative nervous systems.

9) An isolated heart, outside the body, can function mechanically, but loses its informational function, as electro cardio signal parameters do not vary. Similar situation is observed at complete block of the heart informational function with seriously ill patients not long before their death, though its regulation system is wholly intact. On the other hand, an implanted donor heart, having no nerve connection with the central and vegetative nerve systems of the recipient, rather soon after the implantation starts carrying out the informational function. These facts show that block of the heart informational function may not only reflect the state of cardio impulses modulation mechanism, but also, to a larger extent, it probably reflects the stoppage semantic affect to a heart. Absence of the isolated heart informational function at functioning autonomic regulation system and automatic impulse generation in the sinoatrial node can be explained only if to accept that there is no semantic affect to an organ of a human body. On the contrary, a denerved heart, in case of successful orthotransplantation, soon starts functioning as an informational organ, thus proving that the recipient affects it semantically. And the informational analysis of electro cardio signals reveals the informational natures of the diseases diagnosed the heart transplantation. The block of the heart informational function with seriously ill patients, which can result in life hazard, is evidently a result of weakening and further stoppage semantic affect to the heart. Complete block of the heart informational function with seriously ill patients can be taken as one of the early and true symptoms of dying. The block of the heart informational function at life hazard is a serious argument showing the destination of this function, that is, the conversion of semantics affect of material nature into informational flow, perceived by the internal media and the central nervous system of a man.

 

От автора

Выражаю искреннюю благодарность сотрудникам Института трансплантологии и искусственных органов:

Заместителю директора по научной части, члену-корреспонденту РАМН, доктору медицинских наук, профессору Шумакову Дмитрию Валерьевичу; Доктору медицинских наук, профессору Честухину Василию Васильевичу; Доктору медицинских наук, профессору Кормер Аркадию Яковлевичу за предоставленную возможность проведения научных исследований.

Моя признательность и благодарность Борису Степановичу Залавскому —  большому специалисту в области информации и связи за постоянную консультативную и редакторскую помощь на всех этапах работы и написания монографии, а также Тимофею Николаевичу Филончику за техническую помощь в оформлении настоящей работы.