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 R_n. 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 R_n и соответствует, как правило, дыхательной волне.

Амплитудно- импульсная модуляция (АИМ) — изменение амплитуды желудочкового QRS-комплекса электрокардиосигналов (зубцов R_n) 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 (T_n) между одноименными зубцами желудочкового комплекса электрокардиосигналов (чаще зубцы R_n). 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 R_n 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 среда — см.: 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.

Кодирование — процесс 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 код — вариант 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 кардиоимпульсов – существенное 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 R_n и интервалов времени между ними (T_n) может предшествовать неполному (частичному) или полному блоку информационной функции сердца (см.).

Ритмограмма — см. 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 R_n+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 (T_n) между зубцами R_n+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 кодограммы — это 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.