Academic literature on the topic 'Фотоплетизмограма'

Костистые рыбы известны как экспериментальные модели для изучения физиологических и патофизиологических процессов, в частности связанных с работой сердца. Методы, позволяющие производить анализ частотных характеристик сердечного ритма в течение длительного периода времени, нуждаются в учёте особенностей поведенческих реакций рыб, способных повлиять на результаты эксперимента. Целью работы было изучить воздействие простейшей тестовой нагрузки (звуковой раздражитель) на частотные параметры сердечной деятельности, фиксируемые волоконно-оптическим методом. Объект исследования — взрослые особи Scorpaena porcus длиной 12–15 см, массой 80–120 г. В ходе экспериментов каждую скорпену содержали в отдельном аквариуме с морской водой размером 400×400×350 мм с постоянной температурой (21 ± 0,5) °C и регулируемым содержанием кислорода (5,5–6,7 мг·л−1, нормоксия). Регистрацию частоты сердечных сокращений (ЧСС) производили инвазивным волоконно-оптическим методом, суть которого состоит в передаче излучения инфракрасного полупроводникового лазера фотоплетизмографа по тонкому волоконно-оптическому кабелю к перикардиальной мембране сердца и в последующей фиксации отражённого от сокращающегося миокарда сигнала в фотоприёмнике. При имплантации световодов фотоплетизмографа рыбу наркотизировали путём помещения в раствор анестетика (уретан, 2,4 г·л−1 морской воды). В своде оперкулярной полости над областью условной проекции сердца производили минимальное рассечение выстилающего эпителия, через которое подлежащие ткани последовательно разъединяли тупым методом до достижения перикардиальной мембраны, не прорывая её. Через образовавшийся в тканях просвет к поверхности перикардиальной мембраны вводили два датчика световодов. В дальнейшем свободно плавающие скорпены принимали участие в эксперименте спустя одни сутки после хирургического вмешательства. Дополнительно нами было оценено функциональное состояние животных путём визуальной фиксации дыхательной активности по количеству движений оперкулярных крышек в минуту. При изучении влияния тестовых нагрузок на корректность регистрации ЧСС у скорпены был выявлен феномен кратковременного полного подавления сердечной деятельности, проявлявшийся при предъявлении звуковых стимулов (реакция настороженности, «замирание»). Длительность остановки сердечных сокращений составляла 31–50 с., она сопровождалась прекращением движения оперкулярных крышек (остановка дыхания, апноэ). При восстановлении сердечной деятельности отмечали два типа физиологических реакций. Для восстановительной реакции первого типа характерно одновременное увеличение ЧСС в 1,5 раза и амплитуды сигнала фотоплетизмографа в 2 раза. Второй тип восстановительной реакции сопровождался увеличением ЧСС на 22 % (p < 0,05) на фоне снижения амплитуды сигнала датчиков фотоплетизмографа на 28 % (p < 0,05); в пределах 120 с. ЧСС скорпены возвращалась к исходным показателям. Предполагается, что в основе кратковременной задержки сердечной деятельности скорпены лежит явление кардиореспираторного сопряжения и синхронизации. Поведенческая реакция в виде подавления генерации сердечной и одновременно дыхательной активности обеспечивает отсутствие акустических и электрических сигналов, демаскирующих местоположение хищника-засадчика, и способствует выживанию скорпен.

Background and Objectives: Due to the development of methods for analyzing signals of autonomous blood circulation control, cardiovascular system disorders can be diagnosed today in the early stages. It is promising to use specialized devices for personalized diagnosis of the cardiovascular system and monitoring its state. Research on autonomous blood circulation control systems is a complex problem both from the point of view of physiology and radiophysics. Its solution requires the development of methods and specialized devices for the analysis and registration of signals from the cardiovascular system. Therefore the object of research is the development of a photoplethysmogram sensor with a digital communication channel with a band of 0.05-30 Hz, recording the signals from the autonomous blood circulation monitoring system. Materials and Methods: To compare the level of noise and nonlinear distortions in the center of the frequency range of interest to us (at a frequency of 0.1 Hz), the power spectra of the signals were analyzed, and the coherence function was also calculated. Results: a prototype of a device for recording and analyzing a photoplethysmogram signal was developed and implemented, which makes it possible to register the signals from the circuits of autonomous blood circulation regulation. A comparative analysis of the developed device with a serial analog sensor was carried out, which demonstrated the advantages of the developed device. Conclusion: The developed broadband digital sensor can be used in wearable devices to diagnose the functional state of the cardiovascular system based on the analysis of synchronization between the circuits of autonomous regulation of blood circulation.

Исследованы адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы на пробу с имитацией ныряния у обследованных с различным полиморфизмом генов ADBR2 (A/G, rs1042713), ACE (HD, rs4340), AGTR1 (A/C, rs5186), BDKRB2 (TIC, rs1799722) и REN (GIA, rs2368564). Обследовано 80 человек в возрасте 19 ± 0.9 лет. Полиморфизм генов исследовали с помощью двухэтапной мультиплексной ПЦР с добавлением флуоресцентно меченных праймеров и последующим проведением аллельспецифической гибридизации на биочипе. Кровенаполнение периферических сосудов определяли по показателю амплитуды пульсовой волны на фотоплетизмограмме, а тонус сосудов - по времени распространения пульсовой волны. Центральный кровоток исследовали методом интегральной реографии. Регистрировали артериальное давление. У обследованных с BDKRB2 (C/C), aCe (D/D) и ADBR2 (G/G, G/A) генотипами выявлено более выраженное повышение тонуса периферических сосудов во время имитации ныряния по сравнению с обследованными с другим сочетанием аллелей. Это приводит к резкому повышению артериального давления и снижает устойчивость организма к экстремальным воздействиям среды. Особенно выражен этот эффект у обследованных с генотипом ACE (D/D).

Цель исследования - изучение взаимосвязи психофизиологических и иммунорегуляторных показателей лиц, находящихся на разных этапах формирования зависимости от психоактивных веществ (ПАВ). Методика. В обследовании приняли участие 347 человек: пациенты с психическими и поведенческими расстройствами, вызванными употреблением ПАВ (233 чел.), эпизодические потребители ПАВ (28 человек), условно здоровые лица (84 чел.). Иммуноглобулины, кортизол, нейромедиаторы и антитела к нейромедиаторам определяли методом иммуноферментного анализа. Субпопуляционный состав иммунокомпетентных клеток определяли с помощью проточной цитометрии. При помощи программно-аппаратного комплекса БОСЛАБ Профессиональный регистрировались электрокардиограмма, фотоплетизмограмма, параметры электрической активности кожи. Исследованы степень тревожности и агрессивности с помощью тестов Спилбергера-Ханина и Басс-Дарки соответственно. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программы «Statistica». Межгрупповые сравнения проводились с применением критерия Манна-Уитни. Для построения факторных моделей использовался метод главных компонент. В них включались стандартизированные нормально распределенные признаки. Нормальность распределения проверялась с использованием критериев Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Уилка. Результаты. Наиболее выраженные изменения нейромедиаторных, иммунных, психологических характеристик и параметров симпатоадреналовой системы наблюдаются у лиц с синдромом зависимости от ПАВ. Для них характерны повышенная продукция всех исследованных антител к нейромедиаторам на фоне сниженного уровня дофамина крови, типичный иммунный дисбаланс с дефицитом клеточного звена и стимуляцией гуморального, разнонаправленные сдвиги со стороны симпатоадреналовой системы при возрастании тревожности и показателей агрессии. У потребителей ПАВ с вредными последствиями на фоне тенденции к возрастанию уровня серотонина крови наблюдается возрастание относительного количества лимфоцитов при сдвиге вегетативного баланса в сторону парасимпатической активности. Заключение. Построенные факторные модели для всех обследованных групп свидетельствуют о том, что изменения продукции антител к нейромедиаторам вносят наибольший вклад в разброс представленных в моделях параметров. У пациентов параметры иммунорегуляции, вегетативных и психологических реакций изменяются независимо друг от друга, тогда как у условно здоровых лиц и, особенно, у эпизодических потребителей ПАВ наблюдается их большая взаимозависимость. Aim. To investigate the relationship between psychophysiological and immunoregulatory indexes at different stages of forming psychoactive substance dependence. Methods. The study involved 347 subjects, including patients with psychiatric and behavioral disorders caused by psychoactive substances (233 subjects); occasional users of psychoactive substances (28 subjects); and subjects without apparent disease (84 subjects). Immunoglobulins, cortisol, neurotransmitters, and antibodies to neurotransmitters were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Subpopulations of immunocompetent cells were identified by flow cytometry. Electrocardiogram, photoplethysmogram, and parameters of skin electrical activity were recorded using the BOSLAB Professional software and hardware complex. Anxiety and aggressiveness were evaluated using the Spielberger-Khanin and Buss-Durkee tests, respectively. Statistical analyses were performed using the Statistica software. The Mann-Whitney test was used for intergroup comparisons. Factorial models were constructed using the principal component method. The models included standardized, normally distributed characteristics. Distribution normality was verified by Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk criteria. Results. The most pronounced changes in neurotransmitter, immune, psychological characteristics, and parameters of the sympathoadrenal system were observed in patients with the psychoactive substance dependence syndrome. Such patients were characterized by increased production of all neurotransmitter antibodies associated with reduced blood levels of dopamine. This is a typical immune imbalance with deficiency of the cell component and stimulation of the humoral component, multidirectional shifts in the sympathoadrenal system, and progressive anxiety and aggression. Consumers of psychoactive substances with adverse consequences associated with a tendency to increase blood levels of serotonin showed an increased relative count of lymphocytes with a shift in the autonomic balance toward the parasympathetic activity. Conclusions. Factorial models indicated that the contribution of changes in the production of neurotransmitter antibodies to the dispersion of model parameters was the greatest. In patients, immunoregulatory, autonomic and psychological reactions changed independently of each other whereas in individuals without apparent disease and occasional users, tighter interrelations of these reactions were observed.

Цель. Изучение динамики свойств двунаправленных связей между низкочастотными (НЧ) колебаниями в вариабельности ритма сердца (ВРС) и вариабельности кровенаполнения дистального артериального русла, оцениваемой по фотоплетизмограмме (ФПГ), на фоне изменения суточной дозы метопролола у больных ишемической болезнью сердца (ИБС), перенесших инфаркт миокарда (ИМ). Материал и методы. У 40 пациентов (21 мужчина и 19 женщин 637 лет), перенесших ИМ около 6 мес назад, в ходе пассивной ортостатической пробы выполняли синхронные 10-минутные записи кардиоинтервалограммы (КИГ) и ФПГ с дистальной фаланги пальца левой руки. Первую (исходную) регистрацию выполняли через 6 мес после перенесенного ИМ на фоне приема метопролола тартрата в дозе 50 мг/сут и меньше, вторую после 3 мес лечения метопрололом в максимально переносимых дозировках (100 мг/сут и больше). Результаты. Исходно не было выявлено различий между значениями задержки (в секундах) связи между НЧ-колебаний по направлению от ВРС к ФПГ и обратно. Повышение дозы метопролола способствовало снижению времени запаздывания по направлению связи от ФПГ к ВРС в вертикальном положении тела испытуемых (р0,049). Тогда как в положении лежа существенной динамики относительно исходного (до повышения дозы метопролола) уровня не выявлено. На характеристики влияния НЧ-колебаний ВРС на таковые в ФПГ изменение дозы метопролола не повлияло. Заключение. Повышение суточной дозы метопролола тартрата ассоциировалось со значимым снижением времени задержки влияния НЧ-колебаний ФПГ на ВРС только в вертикальном положении тела у пациентов, перенесших ИМ, достигая в половине случаев даже более низких значений, относительно здоровых лиц. На запаздывание обратной связи от ВРС к ФПГ повышение дозы метопролола существенно не влияло.

В сучасному світі використання біосигналів не тільки полегшує об’єктивну медичну діагностику стану здоров’я, забезпечуючи зворотний зв'язок для персоналізованої терапії, а також є важливою складовою людино-машинної взаємодії, афективної інформатики, реабілітаційної інженерії та біометрії для ідентифікації та автентифікації особистості. У зв’язку з пандемію Covid-19, людство виявилось неготовим до таких випробувань медичної системи, де з щоденним збільшенням захворюваності виникла проблема нестачі медичного персоналу та засобів для проведення діагностики чи ургентної терапії. Тому актуальною задачею сьогодення є розробки автоматизованих медичних систем, що дозволять розширити можливості використання медичного обладнання та цим самим знизити навантаження на медичний персонал. Автоматизовані системи повинні мати високий ступінь захисту, що дозволить забезпечити надійність особистих даних під час проведення діагностичних процедур, виключаючи вплив людського фактору медичного персоналу (втома, що викликає неуважність яка сприяє для виникнення ряду похибок, що суттєво впливають на кінцевий план надання допомоги).
In today's world, the use of biosignals not only facilitates objective medical diagnosis of health, providing feedback for personalized therapy, but is also an important component of human-machine interaction, affective computer science, rehabilitation engineering and biometrics for personal identification and authentication. In the wake of the Covid-19 pandemic, humanity has been unprepared for such trials of the medical system, where the daily increase in morbidity has led to a shortage of medical personnel and facilities for diagnosis or emergency therapy. Therefore, the urgent task today is to develop automated medical systems that will expand the use of medical equipment and thus reduce the burden on medical staff. Automated systems must have a high degree of protection, which will ensure the reliability of personal data during diagnostic procedures, excluding the influence of human factors of medical staff (fatigue, inattention that contributes to a number of errors that significantly affect the final plan of care).