Geum.ru

Патофизиологический анализ влияния факторов риска образовательной среды на функциональное состояние организма учащихся: донозологическое исследование 14. 00. 16 патологическая физиология 03. 00. 13 физиология

Вид материалаИсследование
Статистическая обработка данных
Результаты исследований и их обсуждение
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Статистическая обработка данных


Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ STATISTICA 6.0.

При однократном обследовании статистический анализ межгрупповых различий проводили при помощи однофакторного дисперсионного анализа (One way ANOVA) с последующим сравнением средних по критерию Фишера. Изменения тестируемых показателей при выполнении функциональной пробы анализировали при помощи дисперсионного анализа для повторных измерений (Repeated measures ANOVA). Межгрупповые различия в изменении показателей при выполнении функциональной пробы также оценивали при помощи дисперсионного анализа для повторных измерений, с последующим сравнением средних по критерию Фишера (Repeated measures ANOVA). Множественные сравнения проводили на основе алгоритма динамического дискриминантного анализа.

Коэффициенты непараметрической корреляции между разными показателями рассчитывали по критерию Спирмена, коэффициенты параметрической корреляции рассчитывали по критерию Пирсона.

Частотные показатели сравнивали по алгоритму точного метода Фишера по двустороннему критерию 2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

  1. Физиологическое обоснование использования функциональной пробы с увеличением «мертвого» дыхательного пространства для оценки состояния сердечнососудистой системы взрослых испытуемых и детей


Одновременная регистрация СР, АД и показателей спокойного дыхания предусмотрена во многих современных медицинских приборах, включая реанимационные и клинические прикроватные мониторы. Особенностью прибора САКР, на котором проведено исследование, является наличие встроенного программного обеспечения, позволяющего одновременно оценивать спектральные показатели вариабельности СР, пАДС и пАДД, а также проводить последующую статистическую обработку данных из конвертированных файлов. Сравнение САКРа с приборами аналогичной идеологии (Finometer Pro фирмы «Finapres», Нидерланды, и Поли-Спектр-12 фирмы «Нейрософт», РФ), показало, что САКР обладает техническими и методическими возможностями, сопоставимыми с таковыми распространенных зарубежных и отечественных аналогов, однако превосходит их по потенциалу обработки результатов.

Технической особенностью САКРа является использование ультразвукового метода определения скорости воздушного потока, при котором датчики расположены продольно на трубке, прикрепленной к спирометрической маске и не испытывают фронтального давления воздушного потока (Рис. 1). Диаметр трубки обеспечивает свободное дыхание, хотя увеличивает «мертвое» дыхательное пространство примерно вдвое (объем трубки 275 мл). По нашим данным, у большинства взрослых испытуемых явная реакция на тестирование в маске отсутствует, хотя наблюдается некоторый дрейф ЧСС в сторону возрастания (Рис. 3). В уровне реактивной тревожности за время тестирования наблюдается тенденция (p = 0.063) к снижению, а психологическая оценка по шкале САН не изменяется.




Рис. 3. Совмещенные ритмограммы дыхания и ЧСС при выполнении тестирования на САКРе с надетой спирометрической маской: пример наиболее типичной регистрации взрослого испытуемого.

Часть испытуемых по окончании тестирования сообщали о затруднениях дыхания («не хватает воздуха»), однако количественную оценку глубины и частоты дыхания на данном приборе можно проводить только при надетой маске, что не позволяет сравнить показатели дыхания при выполнении обоих вариантов регистрации. Сопоставление наших условий обследования с аналогичными экспериментами на людях (A.Trzebski et al., 1995; V.L.Cooper et al., 2005) и животных (F.Yasuma, J.-I.Hayano, 2000, 2001; N.Sasano et al., 2002) позволяет считать, что тестирование в спирометрической маске вызывает легкую смешанную гипоксию и гиперкапнию. Это приводит как к активации дыхательного центра (увеличение глубины и/или частоты дыхания) с одновременным усилением активности парасимпатического звена регуляции сердечнососудистой системы, так и к активации симпатических влияний.

Полученные нами результаты показали, что, при сравнении результатов тестирования в спирометрической маске с тестированием без маски, по усредненным данным, у взрослых испытуемых не выявляется изменений ЧСС, УО, уровня пАДС и пАДД, а также альфа-индекса (Рис. 4, А, Б). Однако в спектре вариабельности СР происходят статистически значимые перестройки. При неизменном уровне суммарной мощности спектра отмечено снижение относительной мощности LF и возрастание относительной мощности HF (Рис. 4, В, Г.). Соответственно, происходит значимое снижение индексов, рассчитываемых по спектральным показателям – ВБ и ИЦ. В спектре вариабельности пАДС при неизменном уровне общей мощности спектра отмечено возрастание относительной мощности диапазона HF, а в спектре вариабельности пАДД выявляется возрастание общей мощности спектра, а также возрастание относительной мощности диапазонов HF и LF и снижение относительной мощности VLF. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что описанные изменения показателей сердечнососудистой системы регистрируются у большинства взрослых испытуемых (70-80 %), при отсутствии различий между мужчинами и женщинами.

У учащихся начальной школы (7-10 лет) также обнаружена реакция на надевание маски, но в несколько иной форме. В этой группе испытуемых выявлена тенденция к возрастанию ЧСС (Рис. 4, А). Показатели сердечной производительности и альфа-индекс у детей, как и во взрослой группе, не менялись. И, в отличие от взрослых, у детей не выявлено значимых перестроек спектра вариабельности СР. Соответственно, у детей не изменилось расчетное значение ВБ, а изменение ИЦ было меньше, чем в группе взрослых испытуемых.

Отличительной особенностью реакции детей на надевание маски можно считать снижение уровня пАДС, незначительное по абсолютным значениям (ниже принятого в данной работе порога наличия реакции на пробу), но статистически значимое (Рис. 4, Б). При этом в спектре вариабельности пАДС отмечено возрастание относительной спектральной мощности диапазона LF, отсутствующее у взрослых испытуемых. Изменения относительной спектральной мощности в других диапазонах спектра вариабельности пАДС, как и спектра вариабельности пАДД, у детей и взрослых не различались. Следует отметить, что доля детей с выраженной реакцией на надевание маски (по относительным спектральным показателям вариабельности пАДС) достигает 60 %, а доля детей без реакции не превышает 20 %, при отсутствии половых особенностей. Это свидетельствует о том, что тестирование учащихся начальной школы в маске также является функциональной пробой, небезразличной для их организма, как и в группе взрослых испытуемых.



В

Г

А

Б


Рис. 4. Изменение (в %) показателей сердечнососудистой системы при регистрации в маске по сравнению с регистрацией без маски. А – ЧСС, Б – пАДС, В – относительной мощности диапазона низких частот (LF) спектра вариабельности СР, Г – относительной мощности диапазона высоких частот (HF) спектра вариабельности СР. Темные столбики – взрослые испытуемые, светлые – учащиеся начальной школы Статистическая значимость изменения показателя при тестировании в маске по сравнению с тестированием без маски: # – p < 0.05. Статистическая значимость межгрупповых различий: * – p < 0.07, ** – p < 0.05.


Обнаружено, что снижение пАДС у детей находится в корреляционной связи с возрастанием в спектре вариабельности пАДС относительной мощности как диапазона LF (r = 0.410, p < 0.05), так и HF (r = 0.480, p < 0.05), а также с исходным уровнем этих показателей (r = –0.270, p < 0.05 и r = –0.317, p < 0.05 соответственно). Эти данные предполагают зависимость изменения показателей АД у детей от общего уровня вегетативной активности, но не вегетативного статуса.

В большинстве экспериментальных работ по оценке реактивности показателей сердечнососудистой системы в функциональных пробах принято проводить разделение испытуемых на подгруппы в соответствии с их исходным вегетативным статусом. Учитывая, что подавляющее большинство школьников в возрасте до 15-16 лет являются симпатикотониками (А.Р.Галеев и др., 2002; М.В.Шайхелисламова, 2007), в нашей работе проведен расчет коэффициентов параметрической корреляции между исходной величиной LF спектра вариабельности СР, характеризующей уровень симпатической активности (Heart rate variability, 1996; Р.М.Баевский и др., 1984) и степенью изменения различных параметров сердечнососудистой системы. Обнаружено, что у взрослых испытуемых наблюдается связь исходной величины LF со степенью изменения этого показателя (r = –0.378, p < 0.05) и ЧСС (r = –0.298, p < 0.05). У детей отмечена корреляция данного показателя со степенью изменения относительной мощности диапазонов LF (r = –0.325, p < 0.05) и HF спектра вариабельности СР (r = 0.299, p < 0.05), а также расчетного индекса ВБ (r = –0.321, p < 0.05). Изменения остальных показателей сердечнососудистой системы, регистрируемых при проведении нашей функциональной пробы (включая АД), у испытуемых из обеих возрастных групп не определялись исходным вегетативным статусом (при его оценке по показателям вариабельности СР).

Оценка эффективности тестирования состояния сердечнососудистой системы взрослых и детей в условиях надетой спирометрической маски в качестве нагрузочной функциональной пробы предполагает сравнение с другими функциональными пробами. Постановка задачи по оценке влияния образовательной среды на функциональное состояние организма учащихся ограничивает диапазон выбора функциональных проб теми, которые используются для работы со здоровыми людьми. Данная часть работы проведена с привлечением взрослых испытуемых. В сравнительный анализ информативности результатов взяты модель умственной деятельности, модель физической (немаксимальной) деятельности, холодовая проба, тестирование в спирометрической маске с произвольным дыханием и в режиме контролируемого дыхания с частотой 6 дыхательных циклов в 1 мин. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что из проведенных функциональных тестов на базе прибора САКР, по-видимому, наиболее универсальной является проба с тестированием в спирометрической маске с произвольным дыханием (увеличением «мертвого» дыхательного пространства). Эта проба проста в исполнении, может применяться как ко взрослым, так и к детям, не требует совершения испытуемым каких-либо действий, вызывает выраженные изменения показателей сердечнососудистой системы, поддающиеся непротиворечивой интерпретации. Выявленная в данной серии экспериментов разнонаправленность изменений показателей у разных испытуемых дает также возможность оценивать индивидуальные особенности их организма.