PHYSIOLOGICAL BASICS OF CARDIORESPIRATORY BIOFEEDBACK CONTROL OF OSCILLATORY POSTURAL LOAD


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The technology of functional normalization of the cardiovascular system parameters by means of the alternating biofeedback on cardiac rhythm (cardiorespiratory training) with the use of a turning bed (verticalizer) is described, which allows to implement the oscillatory postural effects of ortho- and antiorthostatic nature automatically. Aim of the study. Increasing of application area of cardiorespiratory training due to the variety of options for biofeedback signals. Methods. The oscillation of the turning bed controlled by means of the parameters of heart rate variability sets for the examinee the order of alternation of the inspiration and expiration phases and the phases of the inspiration/expiration beginning. The method is available to patients with low vision, bedridden patients, early ages children; patients who are not able to understand the essence of the procedure. Results of researches. Positive dynamics of the test subjects’ functional state is, in particular, the normalization of activity of components of the autonomic nervous system; the reinstatement of the natural breathing pattern lost due to various reasons; increasing the variability of the heart rate; the cardiovascular system training due to moderate alternating ortho- and antiorthostatic load, estimated by number of physiological parameters.

About the authors

N B Suvorov

FSBSI «Institute of Experimental Medicine»; University of Electrical Engineering “LETI”

T V Sergeev

FSBSI «Institute of Experimental Medicine»

I V Yarmosh

FSBEI HE “North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov” Ministry of Health of the Russian Federation

References

  1. Осадчий Л.И. Постуральные реакции // Физиология кровообращения: регуляция кровообращения. Л.: Наука, 1986. C. 317-334. [Osadchij L.I. Postural'nye reakcii. Fiziologiya krovoobrashcheniya: regulyaciya krovoobrashcheniya. Leningrad: Nauka, 1986, рр. 317-334].
  2. Montano N., Gnecchi R.T., Porta A., Lombardi F, Pagani M, Malliani A. Power spectrum analysis of heart rate variability to assess the changes in sympathovagal balance during graded orthostatic tilt // Circulation. 1994. Vol. 90. P. 1826-1831.
  3. Taylor J. A., Eckberg D.L. Fundamental Relations between short-term RR Interval and arterial pressure oscillations in humans // Circulation. 1996. Vol. 93. P. 1527-1532.
  4. Софронов Г.А., Суворов Н.Б., Толкачев П.И., Сергеев Т.В. Влияние постуральной коррекции гемодинамики на параметры сердечного ритма // Медицинский академический журнал. 2014. Т. 14, No 3. С. 38-51. [Sofronov G.A., Suvorov N.B., Tolkachev P.I., Sergeev TV. Vliyanie postural'noj korrekcii gemodinamiki na parametry serdechnogo ritma. Medicinskij akademicheskij zhurnal, 2014, Vol. 14, No 3, рр. 38-51].
  5. Сергеев Т.В., Суворов Н.Б., Белов А.В., Гараба М.И. Влияние постуральных нагрузок колебательного характера на параметры сердечного ритма // Вестник новых мед. технологий. 2016. Т. 23, No 1. С. 79-85. [Sergeev T.V., Suvorov N.B., Belov A.V, Garaba M.I. Vliyanie postural'nyh nagruzok kolebatel'nogo haraktera na parametry serdechnogo ritma. Vestnik novyh med. tekhnologij, 2016, Vol. 23, No 1, рр. 79-85].
  6. Погодин М.А., Лаврова И.Н., Александрова Н.П., Балыкин М.В., Сегизбаева М.О. Влияние антиортостатического воздействи на респираторные параметры и функциональную активность инспи-раторных мышц человека // Физиология человека. 2011. No 2. С. 52-59. [Pogodin M.A., Lavrova I.N., Aleksandrova N.P., Balykin MV, Segizbaeva M.O. Vliyanie antiortostaticheskogo vozdejstviya na respi-ratornye parametry i funkcional'nuyu aktivnost' inspiratornyh myshc cheloveka. Fiziologiya cheloveka, 2011, No 2, рр. 52-59].
  7. Frey Tomaselli C.M., Freeman M. Cardiovascular responses to postural change: differences by sex and age // J. Clin. Pharmacol. 1994. Vol. 34 (5). P. 394-402.
  8. Гайтон А.К., Холл Дж.Э. Медицинская физиология. М.: Логосфера, 2008. 1296 с. [Gajton A.K., Holl Dzh. Eh. Medicinskaya fiziologiya. Moscow: Logosfera, 2008. 1296 р.].
  9. Hameed M.A., Fulco C.S., Cymerman A., Rock P.B. Cardiocirculatory responses to upright tilt at sea level and high altitude // The Journal of the Pakistan Medical Association. 1991. Vol. 41 (12). P. 306-310.
  10. Морман Д, Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. СПб.: Питер, 2000. 256 с. [Morman D, Heller L. Fiziologiya serdechno-sosudistoj sistemy. St. Petersburg: Piter, 2000. 256 р.].
  11. Sloan R.P., DeMeersman R.E., Shapiro P.A., Bagiella E, Chernikhova D, Kuhl J.P., Zion A.S., Paik M, Myers M.M. Blood pressure variability responses to tilt are buffered by cardiac autonomic control // Am. J. Physiol. 1997. Sep., Vol. 273 (3 Pt 2). P. 1427-1431.
  12. Осадчий Л.И., Балуева T.B., Сергеев И.В. Постуральные системные сосудистые реакции // Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1993. Т. 79, No 3. C. 66$72. [Osadchij L.I., Balueva T.V., Sergeev I.V. Postural nye sistemnye sosudistye reakcii. Fiziologicheskij zhurnal im. I.M. Sechenova, 1993. Vol. 79, No 3, рр. 66-72].
  13. Sarabadani Tafreshi A., Riener R, Klamroth-Marganska V. Distinctive steady-state heart rate and blood pressure responses to passive robotic leg exercise and functional electrical stimulation during head-up tilt // Front. Physiol. 2016. Vol. 7. 612 р.
  14. Суворов Н.Б., Ярмош И.В., Болдуева С.А. Способ коррекции вегетативного баланса у больных инфарктом миокарда // Патент РФ No 2434575. Бюллетень изобретений No 33 от 27.11.11. [Suvorov N.B., Yаrmosh I.V., Boldueva S.A. Sposob korrekcii vegetativnogo balansa u bolnyh infarktom miokarda. Patent RF No 2434575. Byulleten' izobretenij No 33 ot 27.11.11].
  15. Lehrer P.M., Vaschillo E, Vaschillo B, Shou-En Lu, Scardella A., Siddique M, Habib R.H. Biofeedback treatment for asthma // Chest. 2004. Vol. 126. P. 352-361.
  16. Suvorov N. Psychophysiological Training of Operators in Adaptive Biofeedback Cardiorhythm Control // The Spanish Journal of Psychology. 2006. Veil. 9, No 2. P. 193-200.
  17. Поскотинова Л.В., Демин Д.Б., Кривоногова E.B., Диева М.Н., Хасанова Н.М. Успешность биоуправлени параметрами вариабельности сердечного ритма у лиц с различным уровнем артериального давления // Вестник Российской академии медицинских наук. 2013. No 7. С. 20-23. [Poskotinova L.V, Demin D.B., Krivonogova E.V, Dieva M.N., Hasanova N.M. Uspeshnost' bioupravleniya parametrami variabel'nosti serdechnogo ritma u lic s razlichnym urovnem arterial'nogo davleniya. Vestnik Rossijskoj akademii medicinskih nauk, 2013, No 7, рр. 20-23].
  18. Leonova A., Boldueva S, Yarmosh I., Suvorov N. A non-invasive variant of preventing sudden death in patients after myocardial infarction using a biofeedback method // European Heart Journal: Acute Cardiovascular Care. 2015. October, Vol. 4, No 1. P. 131.
  19. Суворов Н.Б., Нго Тхань Нам, Ву Тхи Лоан, Сергеев Т.В. Биологическая обратная связь в реабилитации лиц, пострадавших о т «оранжевого агента» // Б иомедицинская радиоэлектроника. 2017. No 2. С. 71-80. [Suvorov N.B., Ngo Than Nam, Vu Thi Loan, Sergeev T.V. Biologicheskaya obratnaya svyaz' v reabilitacii lic, postradavshih ot «oranzhevogo agenta». Biomedicinskaya radioehlektronika, 2017, No 2, рр. 71-80].
  20. Стол массажный с изменяемым положением ложа // Регистрационное удостоверение федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития. No ФСР 2011/12256. [Stol massazhnyj s izmenyaemym polozheniem lozha. Registracionnoe udostoverenie federal noj sluzhby po nadzoru v sfere zdravoohraneniya i social'nogo razvitiya. No FSR 2011/12256].
  21. Стол массажный с изменяемым положением ложа // Сертификат соответствия ГОСТ Р федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. No РОСС RU.HM35H00067. [Stol massazhnyj s izmenyaemym polozheniem lozha. Sertifikat sootvetstviya GOST R federal nogo agent-stva po tekhnicheskomu regulirovaniyu i metrologii. No ROSS RU.HM35H00067].
  22. Электрокардиограф «Диамант-К». Декларация о соответствии N o РОСС RU.ИМ41.Д06457 от 24.05.2016. [Ehlektrokardiograf «Diamant-K». Deklaraciya o sootvetstvii No ROSS RU.IM41.D06457 ot 24.05.2016].
  23. Семченков А.А., Ульяновский А.В., Суворов Н.Б., Сергеев Т.В. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ No 2013661210 // Реестр программ для ЭВМ от 02.12.2013. [Semchenkov A.A., Ul'yanovskij A.V, Suvorov N.B., Sergeev T.V. Svidetelstvo o gos. registracii programmy dlya EhVM No 2013661210. Reestr programm dlya EhVM ot 02.12.2013].
  24. Суворов Н.Б., Сергеев Т.В., Белов А.В., Пуликов Д.Г. Устройство для осуществления функциональной психофизиологической коррекции состояния человека // Патент РФ No 168975. Бюллетень изобретений No 7 от 28.02.17. [Suvorov N.B., Sergeev T.V, Belov A.V, Pulikov D.G. Ustrojstvo dlya osushchestvleniya funkcional'noj psihofiziologicheskoj korrekcii sostoyaniya cheloveka. Patent RF No 168975. Byulleten' izobretenij No 7 ot 28.02.17].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Suvorov N.B., Sergeev T.V., Yarmosh I.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».