автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Модели и алгоритмы синхронизации паттернов дыхания и цветостимуляции в биотехнической системе директивного биоуправления функциональным состоянием человека

На правах рукописи

ВАРАКСИН Александр Геннадиевич

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ ПАТТЕРНОВ ДЫХАНИЯ И ЦВЕТОСГИМУЛЯЦИИ В БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ДИРЕКТИВНОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ СОСТОЯНИЕМ ЧЕЛОВЕКА

Специальность 05.13.01 -Системный анализ, управление и обработка информации (в медицине)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск-2006

Работа выполнена в Белгородском государственном университете

Научный руководитель доктор медицинских наук, профессор

Пятякович Феликс Андреевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кореневскнй Николай Алексеевич

кандидат медицинских наук, доцент Булгакова Елена Алексеевна

Ведущая организация Московский государственный

институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)

Защита диссертации состоится 11 апреля 2006 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.03 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040 г. Курск, ул. 50 лет Октября, д. 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан ^-2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.105.03

Старков Ф.А.

ZOOGß 4433

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возможности психофизиологической адаптации человека к новым условиям жизнедеятельности явно не поспевают за динамично развивающейся технологической сферой его реального существования, в результате чего в последние десятилетия отмечается рост большой группы заболеваний, обозначаемых такими понятиями, как психосоматические расстройства, болезни регуляции и др.

Для компенсации этих отклонений в практической медицине, как правило, используют большой арсенал медикаментозных средств.

Вместе с тем важно подчеркнуть, что существует и известная осторожность, и все более усиливающийся скептицизм в отношении применения фармакологических препаратов не только среди пациентов, но и медицинских работников. Это обусловлено тем, что в ряде случаев симптомы заболевания не поддаются фармакологическому контролю или назначение медикаментов неприемлемо из-за побочных эффектов.

Альтернативой лекарственному лечению являются, так называемые, БОС-технологии. Согласно определению Американской ассоциации прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (ААРВ), «БОС является нефармакологическим методом лечения с использованием специальной аппаратуры для регистрации, усиления и «обратного возврата» пациенту физиологической информации. Основной задачей метода является обучение саморегуляции, обратная связь облегчает процесс обучения физиологическому контролю так же, как процесс обучения любому искусству. Оборудование делает доступной для пациента информацию, _в _обычных условиях им не воспринимаемую» {О.В. Богданов, 2000; М.Б. Штарк, O.A. Джафарова, A.A. Зубкова, 2003].

В отличие от преимущественно симптоматического характера фармакотерапии в рамках традиционной медицины, главной целью БОС-терапии является восстановление нормальной деятельности регуляторных систем организма, что приводит к устранению патологических симптомов и улучшению качества жизни.

Важно отметить, что при использовании рассмотренных принципов биоуправления испытуемый должен сам видоизменить свое состояние таким образом, чтобы оно соответствовало видимым им на мониторе параметрам обратной связи. Естественно, такие приемы биоуправления приводят к большим затратам времени на поиск адекватного состояния, к тому же, не все испытуемые могут успешно его отыскать.

Второй подход немедикаментозного воздействия базируется на принудительном или направленном навязывании определенного частотного спектра через оптический канал связи или посредством специальных электродов.

Известен способ саморегуляции с принудительным навязыванием определенного ритма в приборе «Релаксатор» [Л

Перед испытуемым на экране предъявляют световое пятно, которое циклически, с замедлением до ритмов спящего человека, расширяется и суживается.

Частотная фотостимуляция используется для безмедикаментозной коррекции функциональных состояний человека, с формированием, так называемых, артифициальных стабильных функциональных связей (АСФС) [В.М.Смирнов, Ю.С.Бородкин, 1979].

Последующая активация АСФС, с той же частотой, приводит к воспроизводимым комплексным эффектам, сопровождающимся клиническими и электрофизиологическими изменениями [A.B. Миролюбов, И.Л. Соломин, А.Ю. Шикин, 1988].

Однако рассмотренные методы фотостимуляции лишь условно могут быть отнесены к хронобиологическим, поскольку используют из многочастотного реального кода лишь одну частоту, не синхронизированную с другими биоритмами пациента.

Известно, что паттерн электроэнцефалограммы (ЭЭГ) представляет собой сложный ритмический узор биоэлектрической активности головного мозга и является результатом взаимодействия его многочисленных регуляторных систем, обеспечивающих высший уровень интеграции и управления в организме. Следовательно, имея возможность модифицировать характер ритмической активности головного мозга, можно получить доступ к рычагам, от которых зависит функционирование его регуляторных систем.

В 1994 году Ф.А. Пятакович, используя фундаментальные принципы хронобиологии, научно обосновал рекомендации по разработке биотехнических систем цвета стимуляции, в которых параметры цветового воздействия по интенсивности могут быть автоматически согласованы с параметрами биологической обратной связи посредством датчиков пульса и дыхания. Реализация рассмотренных выше теоретических положений была осуществлена в запатентованной биотехнической системе цветозвукостимуляции [Ф.А. Пятакович, В .Т. Пронин, 1994; Ф.А. Пятакович, 1995; Ф.А. Пятакович, В.Т. Пронин, Т.И. Якунченко,1996; F. Pyatakovhch, Т. Yakountchenko, 1997], в которой предъявляемым объектом служили два овала с циклически изменяемой цветовой последовательностью, закодированной в виде того или иного паттерна ЭЭГ.

За десятилетие, с 1994 по 2004 годы, под руководством профессора Ф.А. Пятакович а была проведена серия исследований, включавшая формирование медико-технических требований к разработке биотехнических систем цвето-стимуляции и оценку их клинической эффективности.

Так, известна биотехническая система цветостимуляции, где предъявляемым объектом служили четыре квадрата [Ю.Х. Хашана, 1999].

В отличие от рассмотренной ранее биотехнической системы автор использовал два квадрата в качестве сенсорной информации, закодированной в виде определенного паттерна ЭЭГ, а дополнительные два квадрата выполняли функцию синхронизации, поскольку на них подавали сигналы пульса и дыхания.

Получены положительные результаты использования биотехнических систем для целей коррекции центральных и периферических нарушений остроты зрения, работающих на светодиодной технике [Н.И. Куриленко, 2000; A.B. Сидоренко, 2002].

Однако из электрофизиологии зрительного восприятия известно, что реальная картина мира анализируется в сетчатке, наружных коленчатых телах, в зрительной коре благодаря механизму пульсирующих пространственно-частотных полей. Поскольку светодиодная техника не позволяет сформировать предъявляемый объект в виде решеток, перед исследователями возникла проблема разработки и реализации систем цветостимуляции с предъявлением светового объекта в виде решеток.

В 2000 - 2004 гг. были рассмотрены принципы биоуправления и в системе цветоритмотерапии, где предъявляемым объектом служили цветовые решетки [A.A. Должиков, 2000; С.Н. Хорошилов, 2004].

Проведенные указанными выше авторами исследования продемонстрировали, что использование всех технологий биоуправляемой цветостимуляции обеспечивает на основе механизма резонансного захвата навязываемых частот трансформацию паттерна ЭЭГ и как следствие модификацию функционального состояния пациента [Ф.А. Пятакович, 2004,2005].

Однако подобные технологии воздействия не могут рассматриваться с позиций реабилитационной медицины, поскольку в них отсутствует элемент активного участия больного в процессе лечения.

Следовательно, разработка биотехнических систем директивного биоуправления, включающего воздействие при помощи цветостимуляции с мотивированным участием больного, является актуальной.

Работа диссертанта выполнялась в соответствии с планами проблемной комиссии по хронобиологии и хрономедицине РАМН, а также с целевой программой «Здоровье» по профилактике и лечению заболеваний и развитию материально-технической базы здравоохранения Белгородской области.

Цель и задачи исследования. Увеличение эффективности лечебного воздействия в системе классического электроэнцефалографического тренинга, основанного на биологической обратной связи, посредством синхронизации метрономизированного дыхания в сочетании с релаксирующей цветостимуля-цией явилось целью исследования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

разработать общую структуру моделей предъявления целевой функции как объектов регулирования, в виде цветовых решеток, авторегрессионного облака пульса и скаттерограммы ЭЭГ;

создать модели трансформации нейродинамической активности мозга;

разработать модели метрономизированного дыхания человека;

сформировать алгоритмы синхронизации паттернов дыхания и цветости-муляции и управления интенсивностью воздействия для биотехнической системы компьютерной цветоритмотерапии;

разработать программное обеспечение для модуля директивного биоуправления.

Методы исследования основаны на использовании основных положений системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, методов для регистрации и анализа электрофизиологической информации, включающих электроэнцефалографию и ритмотестирование.

Научная новизна результатов исследования. В результате проведенного диссертационного исследования получены и выносятся на защиту следующие результаты, отличающиеся новизной:

способ хронобиологического кодирования видеоимпульсов, соответствующих определенным формулам воздействия, направленного на торможение нейродинамических процессов мозга и отличающегося соответствием паттернам релаксации ЭЭГ;

алгоритм биомодуляции видеосигнала, направленный на усиление эффективности воздействия и отличающейся биоциклическим характером изменения скважности видеоимпульсов, соответствующих паттерну ЭЭГ в форме веретена;

способ трансформации текущего паттерна ЭЭГ посредством резонансного дыхания, отличающийся формой предъявления целевой функции регулирования в виде скатгерограммы ЭЭГ;

структура биоуправления в компьютерной биотехнической системе цве-тотерапии, включающая датчики пульса, дыхания и программные модули, отличающаяся наличием принудительной синхронизации паттернов видеосигналов и паттернов дыхательного цикла.

Практическая значимость и результаты внедрения. Разработан и реализован программный модуль биотехнической системы директивного биоуправления.

Осуществлен принцип оптимизации цветового воздействия посредством динамических изменений предъявляемого объекта в форме цветовых решеток путем циклических колебаний коэффициента заполнения несущего сигнала: на вдохе коэффициент возрастает, на выдохе - падает.

Разработана технология реабилитационного лечебного воздействия посредством директивной цветостимуляции, активно подключающей резонансное дыхание пациента.

В результате проведенного директивного биоуправления у больных неврозами достигнута коррекция симпатико-адреналовой и нейродинамической активности мозга, отмечено снижение показателей нейротизма и ситуативной тревожности пациентов.

Результаты работы внедрены в лечебную практику неврологического отделения Муниципальной городской больницы №1 г. Белгорода, в учебный про-

цесс и НИР кафедры пропедевтики внутренних болезней и клинических информационных технологий Белгородского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Метромед-99» (29 июня 1 июля 1999 г., г. Санкт-Петербург), на 7-й Российской научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии. Информационное обеспечение медицины и экологических исследований-2000» (г. Курск), на 2-й Российской научно-практической конференции: «Актуальные проблемы экологии, экспериментальной и клинической медицины» (26 - 27 апреля 2001 г., г. Орел), на 4-й Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии-2001» (22 - 23 мая 2001 г., г. Курск), на Международной научной конференции «Экология и здоровье человека в XXI веке», посвященной 10-летию медицинского факультета УлГУ (4-6 октября 2001 г., г.Ульяновск), на II конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (24 - 28 апреля 2001 г., г. Москва), на 3-м Международном конгрессе молодых ученых «Наука о человеке» (2002 г., г. Томск), на Международной научно-практической конференции «Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья» (7-9 октября 2003 г., г. Санкт-Петербург), на Международной научно-практической конференции «Хрономедицина -практике» (18-19 декабря 2003 г., г. Белгород).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ.

Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве! приведенных в конце автореферата, лично автором рассмотрена структура Алгоритма управления системой цветостимуляции посредством приложения Directdraw [11. Решена задача программного разделения общих аппаратных и программных ресурсов с другими приложениями, запущенными на данном компьютере [2].

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 139 страницах и состоит из введения, 5 глав, основных результатов работы, списка литературы (104 отечественных и 38 иностранных авторов) и приложения. Диссертация иллюстрирована таблицами (15), рисунками (42).

В биотехнической системе резонансное дыхание синхронизируется с цве-тостимуляцией для усиления воздействия на центральную нервную систему. Активное участие больного при подобном воздействии возводит процедуру лечения в ранг реабилитационных мероприятий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, его методы, научная новизна, практическая ценность, достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов, представлена апробация работы.

Первая глава посвящена основным концепциям биологической обратной связи. В ней рассмотрены технические средства и способы реализации биологической обратной связи в системах дня биоадаптивного регулирования.

Во второй главе рассмотрены информационная и авторегрессионная модели формирования микроструктурного паттерна вариабельности ритма сердца и алгоритмы обработки электрофизиологической информации, а также методы обработки межпульсового интервала.

Энтропия кардиоинтервалов вычислялась по общеизвестной формуле К.Шеннона: Н - - Г Р» * 1о£2 Ри где Р|' представляли вероятности ускоряющих, замедляющих и нулевых коррекций кардиоинтервалов дифференциального ряда распределения, построенного по 500 значениям (рис. 1). На втором этапе энтропия вычислялась методом «бегущего окна»: массив окно из 30 дат с шагом в 1 дату перемещался по вектору 500 межпульсовых интервалов. По вычисленным параметрам строился график динамики энтропии и АРО энтропии микроструктуры ритма сердца.

Ж 19 т в * » ■ »яимшмта! ИИ

$т я* и* т / ^ 2 ■ ! ! !

4 н ■ ■ 1 ЛЮ дш

т- ш «г * • * * » ш ш И > 3 «Я 1 м * ям , А,... 1 4

4 4 4 4 4 1 } 4 ( 1 М м»*я

Рис 1. Графики анализа микроструктуры ритма сердца:

1) АРО межпульсовых интервалов,

2) АРО энтропии,

3) дифференциальная кривая распределения,

4) динамика энтропии методом «бегущего окна»

Поскольку для изучения микроструктуры ритма шаг ранжирования (диапазон, интервал) был принят равным 0,04 с, а число диапазонов составляло 25 (12 замедляющих коррекций [0,08 — 0,52], 12 ускоряющих коррекций [0,08 - 0,52] и 1 - нулевой класс [0,04]), максимальная энтропия всегда равнялась значению 4,64, как Н0 = 1о&25. Н0= 1о& ш, где т - число классов межпульсовых интервалов, или алфавит системы.

Относительная энтропия, или коэффициент сжатия, вычислялась по формуле: Ь= Н / Н0. Данный показатель отражает меру непредсказуемости паттерна.

Коэффициент избыточности рассчитывался по формуле: (Н - Н0) / Н0, или Б = 1-И . Данный показатель отражает меру воспроизводимости (репродуктивное™) паттерна.

Коэффициент стохастичности рассчитывался по формуле: 5=Н / (Но-Н). В этой формуле Н характеризует меру неупорядоченности, хаотичности системы, (Н0-Н) - меру структурной организованности временной упорядоченности того или иного паттерна системы. Для исследования поведения параметров модели были проведены исследования временной упорядоченности пульса испытуемых при функциональных нагрузках различного рода в повседневной жизнедеятельности, включая корковые механизмы торможения во время сна. Результаты таких исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Динамика показателей энтропии и режимы управления ритмом сердца

Режим управления Параметры модели

Фактическая энтропия Н-£И1ОЙ2К Максим, энтропия Но — 1о&п1 Непредсказуемость Ь = Н/Но Репродук-тивность Е>=1-11 Сто хаотичность 8 = Н/Но-Н

Детерминированный 0,232 4,64 50,05 0,95 0,05

Квази-дегермшш-рованный <1,74 4,64 <0,38 >0,62 <0,60

Гармонический 1,74-1,82 4,64 0,38 - 0,39 0,61 -0,62 0,60-0,64

Квазигармонический 1,83-2,09 4,64 0,40-0,45 0,55-0,60 0,65 - 0,82

Квази-стохастич-ный >2,09-3,25 4,64 0,46-0,70 0,30-0,54 0,83-2,34

Стохастич-кый 23,25 4,64 £0,71 < 0,29 >2,34

Таким образом, если формирование микроструктурного паттерна НЯУ реализуется под влиянием квазистохастических и стохастических режимов

управления, то здоровый человек находится в состоянии дремоты или сна (рис. 2:3,4 графики).

В то же время показатели микроструктуры отражают влияние квазигармонических и гармонических режимов управления, если испытуемый реализует активную деятельность, подвергается повседневным психоэмоциональным нагрузкам.

В процессе тяжелых психоэмоциональных переживаний типа неопределенной ситуации перед заходом на экзамен, микроструктурный паттерн НИУ формируется под влиянием квазидетерминированного режима управления (рис. 2: 5,6 (рафики).

Рис.2 АРО межпульсовых интервалов и АРО энтропии микроструктуры ритма сердца: 1,2) гармонический режим управления 3,4) квазистохастический режим управления 5,6) квазидетерминированный режим управления

В период экзаменационного стресса (сдача экзамена) режим управления микроструктурой ритма становится детерминированным и сравнимым с условиями физической нагрузки в 100 Вт.

При активировании детерминированного режима управления непредсказуемость паттерна составляет всего 5%, а воспроизводимость его достигает 95%.

При гармоническом режиме управления коэффициент относительной энтропии составляет 0,38, а коэффициент избыточности - 0,62. Для гармонических режимов управления характерным является совпадение значений избыточности со значениями стохастичности (0,62) (рис. 2:1,2 графики).

При мобилизации квазигармонических режимов управления значения избыточности не совпадают со значениями стохастичности микроструктурного паттерна. В данном случае такая ситуация наблюдается у лиц при подготовке к экзаменам в домашних условиях. На основе рассмотренных материалов синтезирована интегрированная структура управления ритмом сердца.

Скаттерограмма предусматривает отображение на прямоугольной системе координат точек, проекция которых по оси абсцисс представляет длительность последующего интервала, а проекция по оси ординат - длительность предшествующего интервала, или энтропии ритма сердца (рис. 1: графики 1,2).

Графики в виде совокупности точек называют авторегрессионным облаком (АРО), или корреляционной ритмограммой, или двумерной гистограммой. График, изображающий фазовые траектории координатных точек, называют скаггтерограммой.

Метод обладает наглядностью и информативностью в качестве визуально предъявляемого объекта и использован нами при разработке программного средства для системы биоадаптивного биоуправления.

В третьей главе рассмотрены вопросы ввода и обработки электрофизиологической информации в режиме on-line. В нашем случае рассматриваемые задачи были решены таким образом, что модуль обработки датчика пульса запускается в отдельном потоке с высоким приоритетом. Это обеспечивает периодический опрос датчика в строго определенные интервалы времени и сводит ошибку времени появления сигнала к минимальной (порядка 0,005 с). Однако такой подход не замедляет работу других программ, т.к. большую часть времени поток находится в приостановленном состоянии. Когда запускается поток, то ему, в качестве параметра, передается адрес структуры. Последний содержит указатель на окно дальнейшей обработки данных, флаг останова процесса и количество необходимых межпульсовых интервалов. Собственно межпульсовой интервал вычисляется внутри потока. Окну, чей указатель передан в качестве параметра, поток отсылает пользовательское сообщение (user-defined), которое содержит значение межпульсового интервала и его порядковый номер. Этим достигается независимость работы датчика. Такой подход обеспечивает хорошее разнесение межпульсовых интервалов по времени и легкую переносимость кода в другие приложения.

Для оценки состояния ритма сердца нами была разработана специальная автоматизированная система с базой знаний и базой данных. Программа работает с базой данных, состоящей из трех взаимосвязанных файлов 'Pank'.'Pdrd'H 'Pgr', которые по умолчанию создаются на текущей директории или на любой другой по выбору.

В четвертой главе рассмотрены детерминированные модели трансформации нейродинамической активности мозга, модели совместного воздействия метрономизированного дыхания и цветостимуляции. Физиологические процессы, связанные с формированием ЭЭГ, могут быть описаны при помощи детерминированных моделей. Последние включают не только функциональные и логические связи, но также и повторяющиеся структурные зависимости, описываемые посредством графов, матриц или формул.

Для режима релаксации нами была определена совокупность ЭЭГ в виде паттерна, в который входят следующие ритмы (0а+Д0а). Исследовательским путем были получены коэффициенты повторений частот воздействия. Принцип построения модели релаксации включает паттерн ЭЭГ из чередования тета-альфа-дельта-тета- альф а-актив ности с последовательностью импульсов желтого, зеленого, голубого света с периодами, соответствующими четырем сочетаниям тета- и альфа-диапазонов в низкочастотной и высокочастотной зонах.

Структурный базисный паттерн ЭЭГ= (1 волна дельта-ритма + 1 или 2 волны тета-ритма + веретено из 10 волн альфа-ритма)= Паттерн световых импульсов = (1 импульс зеленого света + 10 импульсов голубого света+1 импульса желтого света+1 импульс зеленого света+10 импульсов голубого света) = Временной паттерн световых импульсов, состоящий из длительностей импульса и длительностей паузы = [1*(0,21+0,02)+10*(0,08+0,02) + 1*(0,31+0,02) + 1*(0,21+0,02) +10*(0,08+0,02) ]. Полня модель релаксации включает четыре формулы в виде паттернов 6а+А6а (OPi—»ФР2—>ФРз—»ФРД {[(9нч* 1 +<*«,4)+(Д»ч* 1+ЭНЧ* 1 +а„»4)]*22}+{[(в,,,» 1 +анч*4)+(Дт* 1 +0в,» 1 +а„чв4)] •22}+{[(0,ч* 1 +а„»4)+(Двч* 1 +в,ч* 1 +а»ч*4)]*22}+{ [(9,ч* 1 +а,„»4)+(Двч» 1+0ВЧ* 1 + а нч»4)]*22}. Каждый паттерн формулы погружен в ритм межсисгемных взаимоотношений с периодом 18-22 секунды и поэтому повторяется каждые 22 удара пульса, после чего реализуется следующий паттерн формулы.

Модели формул резонансного дыхания заданы табличным способом. В биотехнической системе резонансное дыхание синхронизируется цветости-муляцией для усиления воздействия на центральную нервную систему. Активное участие больного при подобном воздействии возводит процедуру лечения в ранг реабилитационных мероприятий. Воздействие моделировалось по формулам релаксации (ФР1-ФР4) и по формуле принудительного резонансного дыхания.

Таблица 2

Характеристика некоторых параметров в модели синхронного воздействия формул цветостимуляции (ФР1-ФР4) и резонансного дыхания (вариант 1)

№ цикла Структура дыхательного цикла Цветостимуляции

Фаза Время, с Формула Время, с

1 Вдох 4 [1 * (0,13 + 0,02) + 15 * (0,08 + 0,04)] + [1 * (0,24 + 0,02) + 1 • (0,13 + 0,02) + 4 * (0,09 + 0,03) + 5 * (0,10 + 0,02) + 4* (0,10 + 0,02) + 2* (0,08 + 0,04)+2 »(0,08 + 0,04)1 3,99

Пауза 1 [1 * (0,02 + 0,13) + 2 * (0,04 + 0,08)J + [1 • (0,02 + 0,24) + 1 * (0,02 + 0,13) + 2 * (0,04 + 0,08)1 1,04

Выдох 3 [1 * (0,13 + 0,02) + 7* (0,08 + 0,04)] + [1 * (0,24 + 0,02) + 1 * (0,13 + 0,02) + 4 * (0,09 + 0,03) + 5 * (0,10 + 0,02)+4 * (0,10 + 0,02) + 1 * (0,08 + 0,04)1 3,08

Пауза 2 [1 * (0,02 + 0,13) + 5 * (0,03 + 0,09)] + [1 * (0,02 + 0,24) + 4* (0,02 + 0,13)+ 2* (0,03 + 0,09)1 1,93

Суммарное время 10 10,04

Единицей отсчёта дыхательного акта является одна секунда. В соответствии с показаниями таймера процессора происходит воспроизведение фаз принудительного дыхания с периодом 10 секунд. Цветостимуляция работает в фоновом режиме. Каждый цикл воздействия цветом отрабатывается целиком, и подсчитываете время, оставшееся до окончания синхронного воздействия. В том случае, если время для работы одного цикла цветостимуляции больше оставшегося общего времени, воздействие цветом заканчивается. В противном случае - продолжается. Формула дыхательной гимнастики прерывается одновременно с окончанием общего времени воздействия.

Структура биотехнической системы директивного биоуправления представлена на рис. 3.

Система включает в себя ПЭВМ (с монитором SVGA), хрономодуль и электроэнцефалограф, подключенные к ПЭВМ, устройства ввода и вывода. С помощью ПЭВМ осуществляется управление всеми компонентами системы, а также расчет диагностической и статической информации. Хрономодуль и электроэнцефалограф содержат датчики, имеющие надежную гальваническую развязку с пациентом, служат для получения диагностической информации о состоянии пациента, а также для синхронизации и биоуправления воздействием. Модуль регистрации ЭЭГ обеспечивает снятие и первичную обработку сигнала электроэнцефалограммы пациента. Он состоит из 4-канального компьютерного усилителя биопотенциалов с усиленной защитой пациента, АЦП и про-

граммы обработки. Данные с АЦП передаются в порт ПК COM2, откуда их считывает программа обработки. Упомянутая программа написана на языке Assembler. Модуль регистрации межпульсовых интервалов состоит из датчика, платы АЦП и программы обработки, которая написана также на Assembler.

Хрономодуль

I

Электроэнцефалограф

ТЕ

С

Системная магистраль ПЭВМ

К it it И

ОЗУ Программный модуль Процессор I Таймер

N iX

Клавиатура Монитор Принтер

Рис.3. Структура биотехнической системы

Суммируя представленный материал, следует подчеркнуть, что рассмотренные выше модели могут быть использованы в двух различных технологических цепочках реабилитационного лечения. Обе связаны с активным участием пациента в процедуре воздействия. В первом слу чае предъявляемым объектом являются два квадрата в виде решеток, мигающих с частотой паттерна релаксации или активации, и вторым объектом является прямоугольный столбик, заливаемый черным цветом в такт с резонансным дыханием пациента (рис. 4). Такой вид био-управляемого воздействия определен как директивная цветосгимуляция. Во втором случае применен классический подход в виде, так называемого, видоизмененного, по предложению профессора Ф.А. Пятаковича, бета-тренинга, в котором предъявляемым объектом является скаттерограмма ЭЭГ.

Модификация ФС Экран дисплея

t Ps ■л 0=ТЛш JUUUUl

^j^^ftj»" у (i rb «и А^Ар

♦ Трансформация ЭЭГ

Резонансный механизм усвоения цветосгимулов

Рис 4. Главное окно АРМ врача

На рис.5 представлена общая структура биотехнической системы директивного ЭЭГ- биоуправления (БОС-тренинга). На экране монитора предъявлена целевая функция в виде застывшей ска-терграммы ЭЭГ, отражающей состояние сенсомо-торной активации. В задачи пациента входит отыскание подобного внутреннего состояния с

Рис 5. Структура биотехнической системы БОС-тренинга контролем его по

реальной скатгеро-

грамме. Биоадаптивное управление считается успешным, если фактическая скаттерограмма пациента становится подобной целевой скаттерограмме или пациент слышит звуковое сопровождение этой успешности. Биоадаптивное управление считается эффективным, если после курса воздействий изменяется функциональное состояние пациента.

В пятой главе рассмотрены результаты исследований влияния резонансного дыхания на информационные параметры управления ритмом сердца и на адекватность реальным физиологическим процессам (табл. 3).

Таблица 3

Динамика параметров модели в ходе выполнении пробы с резонансным дыханием

№ Показатель резонансного дыхания ИЪпах выд / ИИтт вд Параметры модели

п/п Ь О Б Но

ВПСнс <1,1 0Д2 0,78 0,28 4,64

Уп снс 1.11-1,20 0,44 0,56 0,78 4,64

Пене >1,21 0,57 0,43 1,30 4,64

В наших исследованиях проба реализовывалась при записи 100 межпульсовых интервалов дважды: сначала в спокойном состоянии испытуемого, нахо-

дящегося в горизонтальном положении, затем после команды «дышать» глубоко и регулярно, с частотой шесть раз в минуту (5 секунд вдох и 5 секунд выдох). При данном варианте проведения пробы оценивается разница между максимальной и минимальной ЧСС во время дыхательного цикла. Рассчитывается экспираторно-инспираторный коэффициент: отношение максимально удлиненного кардиоинтервала во время выдоха к максимально укороченному кардио-интервалу во время вдоха. У здоровых людей это отношение всегда больше 1.21. Показатели 1.11-1.2 являются пограничными (умеренное преобладание СНС). При недостаточности вагуса этот показатель будет не выше 1.1 (выраженное преобладание СНС).

Из представленных в табл. 3 данных следует, что по мере роста показателя резонансного дыхания возрастает непредсказуемость паттерна (Ь) и снижается его репродуктивносгь (О). Увеличение вклада холинергических механизмов в регуляцию приводит к увеличению стохастичности системы (Б).

Результаты сравнительного анализа ЭЭГ в процессе биоуправляемой цве-торитмотерапии у больных тормозным типом невроза с использованием обычного дыхания и директивного биоуправляемого режима на фоне резонансного дыхания представлены в табл. 4.

Таблица 4

Сравнительная динамика параметров ЭЭГ режимов биоуправляемой и директивной цветостимуляции

Распределение ЭЭГ Сравнение режимов цветостимуляции Мод ул ь разности

Фон Биоуправ ляемая цвето-стимуляция Директивная цветостиму-ляция

Pi% Р2% Рз% Р1-Р2 Р1-Р3 Р2-Р3

1 2 3 4 5 6 7

Д 6 9 5 3 1 4

0 27 24 15 3 8 9

А 30 42 60 12 26 18

В 37 25 20 12 17 5

в/а 0,90 0,57 0,25 - - -

Сумма£Р 100 100 100 - - -

БР:1-Рй| - - - 30 52 32

о(х.)= ЛРП-Р12|* 0,5 - - - 15% 26% 16%

Значимость различий - - - Р<0,05 Р<0,05 Р<0,05

Как видно из представленных в табл. 4 данных, в исходном паттерне ЭЭГ доли тета-ритма и альфа-ритма отличаются всего на 7%. Соотношение тета- и альфа-ритма близко к единице (0,9). Подобный тип ЭЭГ характеризует низкий тип уровня пластичности нейродинамической активности мозга.

После биоуправляемой цветоритм отерапии в режиме релаксации на фоне обычного дыхания отмечается тенденция к снижению в распределении ЭЭГ доли 8-ритма и достоверное возрастание доли а-ритма. Соотношение тета- и альфа-ритма уменьшилось в 1,58 раза. Подобный тип ЭЭГ отражает средний тип уровня пластичности нейродинамической активности мозга.

Наконец после директивной биоуправляемой цветоритмотерапии на фоне резонансного дыхания выявляется достоверное возрастание доли а- ритма и достоверное снижение доли 0-ритма и р- ритма в общей структуре ЭЭГ.

Соотношение тета- и альфа-ритма уменьшилось в 2,28 раза (0,25). Подобный тип ЭЭГ отражает высокий уровень пластичности нейродинамической активности мозга.

Подобная динамика параметров ЭЭГ в ответ на директивную цветости-муляцию свидетельствует об успешности БОС-управления.

После курсовой биоуправляемой директивной цветоритмотерапии на фоне резонансного дыхания с использованием решеток произошло снижение уровня ситуативной тревожности пациентов (по тесту Спилбергера): достоверно возросла доля больных в классах умеренно повышенного (13%) и низкого уровней ( 65% ) ситуативной тревожности. Достоверно снизилась доля больных, имевших высокий уровень (22%) ситуативной тревожности.

Динамика редуцирования признаков психоэмоционального напряжения начинает появляться только после 6-8-й «процедуры» воздействия: улучшается сон, уменьшается раздражительность, чувство тревоги. Однако к 10-й «процедуре» воздействия положительная динамика стабилизируется только у 60% больных.

Подобная динамика показателей теста Спилбергера свидетельствует об эффективности директивного биоуправления.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана общая структура моделей предъявления целевой функции как объектов регулирования, в виде цветовых решеток, авторегрессионного облака пульса и скатгерограммы ЭЭГ, направленных на трансформацию нейродинамической активности мозга, отличающихся замкнутыми контурами управления на основе биологической обратной связи.

2. Созданы модели трансформации нейродинамической активности мозга, основанные на динамике паттернов видеосигналов, соответствующих паттернам релаксации электроэнцефалограммы человека, отличающиеся способом квантования параметров и адресно-направленным резонансным механизмом усвоения цветостимулов.

3. Разработаны модели метрономизированного дыхания человека, основанные на изменениях внутренней структуры паттерна дыхания при неизменном периоде дыхательного цикла, отличающиеся целевой функцией коррекции межсистемных взаимодействий регуляции.

4. Сформированы алгоритмы синхронизации паттернов дыхания и цвето-стимуляции и управления интенсивностью воздействия для биотехнической системы компьютерной цветоритмотерапии, отличающиеся способом амплитудно-частотной биомодуляции.

5. Разработано программное обеспечение для модуля биотехнической системы директивного биоуправления, включающее возможность независимой реализации двух режимов: классического БОС ЭЭГ-тренинга и синхронного воздействия при помощи цветостимуляции и резонансного дыхания, отличающееся возможностью модификации функционального состояния пациента.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях

1. Хорошилов, С.Н. Хронодиагностические алгоритмы в биотехнической системе цветостимуляции / С.Н. Хорошилов, А.Г. Вараксин, Ю.Х. Хашана // Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья : материалы Между нар. науч.-практ. конф. «Метромед-99» ; Санкт-Петербург, 29 июня-1 июля 1999 г. - СПб., 1999. - С. 95-96.

2. Пятакович, Ф.А. Особенности разработки биотехнических систем хронодиагностики и хронофизиотерапии / Ф.А. Пятакович, Т.И. Якунченко, A.A. Должиков, Н.В. Сороколетова, JI.B. Хливненко, А.Г. Вараксин, С.Н. Хорошилов // Научные ведомости БелГУ. -2000. -№4 (13). -С.88-93.

3. Вараксин, А.Г. Реализация взаимодействия с электроэнцефалографом в MICROSOFT WINDOWS 95 / А.Г. Вараксин // Микроэлектроника и информати-ка-2000 : материалы седьмой Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов ; Зеленоград, 17,18 апреля 2000 г. - М., 2000. - С.66.

4. Вараксин, А.Г. Directdraw как способ реализации программы цветостимуляции / А.Г. Вараксин // Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины : материалы II конференции молодых ученых России с международным участием ; Москва, 24-28 апреля 2001 г. - М., 2001. - С.322.

5. Вараксин, А.Г. Система цветостимуляции с биологической обратной связью / А.Г. Вараксин // Экология и здоровье человека в XXI веке : тез. докл. Междунар. науч. конф., посвященной 10-летию медицинского факультета; Ульяновский госуниверситет, 4-6 октября 2001 г. - Ульяновск: УлГУ, 2001. - С.26-27.

6. Вараксин, А.Г. Управление датчиком пульса в программах для Microsoft Windows 95/ 98 / А.Г. Вараксин // Актуальные проблемы экологии, экспериментальной и клинической медицины : материалы 2-й Рос. науч.-практ. конф. ; Орел, 26-27 апреля 2001 г. - Орел, 2001. - С.57.

7. Вараксин, А.Г. Проблема разнесения сигнала по времени в программах для Microsoft Windows 95/98/МЕ / А.Г. Вараксин // Измерительные информаци-

онные технологии и приборы в охране здоровья : труды междунар. науч.-практ. конф. ; Санкт-Петербург, 7-9 октября 2003 г. - СПб., 2003. - С. 30-31.

8. Вараксин, А.Г. Приемы реализации программ управления биотехническими системами хронодиагностики и хронотерапии в Microsoft Windows 95 / А.Г. Вараксин // Хрономедицина - практике : материалы Междунар. науч.-практ. конф. ; Белгород, 18-19 декабря 2003 г. ; под ред. Ф.И. Комарова, С.И. Рапопорта, Ф.А. Пятаковича. - Белгород, 2003. - С. 75-77.

Подписано в печать 28 02.2006. Формат 60><84/16 Гарнитура Times. Усл. п. л 1,11 Тираж 100 экз. Заказ 37 Оригинал-макет подготовлен н тиражирован в издательстве Белгородского государственного университета 308015 г. Белгород, ул. Победы, 85

ZOQG& 4433

44 33

Введение.

1. Обзор литературы. Биологическая обратная связь. Компьютерные технологии биоуправления.

1.1. Классификационные принципы технологий биоуправления.

1.2. Клинические предпосылки использования нейротерапии

1.3. Технические средства предъявления пациенту сенсорной информации и сигналов биоуправления.

1.4. Технические вопросы ввода и обработки информации в биотехнических системах коррекции функционального состояния человека.

1.5. Биотехнические системы цветостимуляции

Выводы по первой главе.

2. Информационная модель формирования микроструктурного паттерна вариабельности ритма сердца (hrv) и алгоритмы обработки электрофизиологической информации

2.1. Методологические приемы обработки межпульсового интервала. Двухконтурная модель управления ритмом сердца.

2.2. Информационная модель управления ритмом сердца.

2.3. Авторегрессионные модели. Коррелляционная ритмография.

Выводы по второй главе

3. Автоматический модуль ввода и обработки пульсометрических данных. Структура управляющей оболочки автоматизированной системы анализа информации

Выводы по третьей главе.

4. Модели и алгоритмы медицинской компьютерной системы директивного биоуправления.

4.1. Детерминированные модели трансформации нейродинамической активности мозга. Модели совместного воздействия метрономизированного дыхания и цветостимуляции

4.2. Основные медико-технические требования, предъявляемые к разработке биотехнической системы классического БОС-тренинга и директивного биоуправления

4.3. Интерфейсы биотехнической системы в рамках автоматизированного рабочего места врача.

Выводы по четвертой главе.

5. Исследование информационной модели управления ритмом сердца на адекватность реальным физиологическим процессам

5.1. Использование модели резонансного дыхания и экзаменационного стресса для оценки парасимпатических и симпатических влияний на ритм сердца.

Выводы по пятой главе.

Актуальность темы. Возможности психофизиологической адаптации человека к новым условиям жизнедеятельности явно не поспевают за динамично развивающейся технологической сферой его реального существования. В результате чего в последние десятилетия отмечается рост большой группы заболеваний, обозначаемых такими понятиями, как психосоматические расстройства, болезни регуляции и др.

Для компенсации этих отклонений в практической медицине, как правило, используют большой арсенал медикаментозных средств.

Вместе с тем важно подчеркнуть, что существует и известная осторожность, и все более усиливающийся скептицизм в отношении применения фармакологических препаратов не только среди пациентов, но и медицинских работников. Это обусловлено тем, что в ряде случаев симптомы заболевания не поддаются фармакологическому контролю, или назначение медикаментов неприемлемо из-за побочных эффектов.

Альтернативой лекарственному лечению являются, так называемые, БОС-технологии. Согласно определению Американской ассоциации прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (ААРВ), «БОС является нефармакологическим методом лечения с использованием специальной аппаратуры для регистрации, усиления и «обратного возврата» пациенту физиологической информации. Основной задачей метода является обучение саморегуляции, обратная связь облегчает процесс обучения физиологическому контролю так же, как процесс обучения любому искусству. Оборудование делает доступной для пациента информацию, в обычных условиях им не воспринимаемую» [12].

В отличие от преимущественно симптоматического характера фармакотерапии в рамках традиционной медицины, главной целью БОС-терапии является восстановление нормальной деятельности регуляторных систем организма, что приводит к устранению патологических симптомов и улучшению качества жизни.

Важно отметить, что при использовании рассмотренных принципов биоуправления испытуемый должен сам видоизменить свое состояние таким образом, чтобы оно соответствовало видимым им на мониторе параметрам обратной связи. Естественно такие приемы биоуправления приводят к большим затратам времени на поиск адекватного состояния, к тому же, не все испытуемые могут успешно его отыскать.

Второй подход немедикаментозного воздействия базируется на принудительном или направленном навязывании определенного частотного спектра через оптический канал связи или посредством специальных электродов.

Известен способ саморегуляции с принудительным навязыванием определенного ритма в приборе «Релаксатор» [49]. Перед испытуемым на экране предъявляют световое пятно, которое циклически, с замедлением до ритмов спящего человека, расширяется и суживается.

Частотная фотостимуляция используется для безмедикаментозной коррекции функциональных состояний человека, с формированием, так называемых, артифициальных стабильных функциональных связей (АСФС) [51].

Последующая активация АСФС, с той же частотой, приводит к воспроизводимым комплексным эффектам, сопровождающимся клиническими и электрофизиологическими изменениями [76].

Однако, рассмотренные методы фотостимуляции лишь условно могут быть отнесены к хронобиологическим, поскольку используют из многочастотного реального кода лишь одну частоту и не синхронизированную с другими биоритмами пациента.

Известно, что паттерн электроэнцефалограммы (ЭЭГ) представляет собой сложный ритмический узор биоэлектрической активности головного мозга и является результатом взаимодействия его многочисленных регуляторных систем, обеспечивающих высший уровень интеграции и управления в организме. Следовательно, имея возможность модифицировать характер ритмической активности головного мозга, можно получить доступ к рычагам, от которых зависит функционирование его регуляторных систем.

В 1994 году Ф.А. Пятакович, используя фундаментальные принципы хронобиологии, научно обосновал рекомендации по разработке биотехнических систем цветостимуляции, в которых параметры цветового воздействия по интенсивности могут быть автоматически согласованы с параметрами биологической обратной связи посредством датчиков пульса и дыхания [58]. Реализация, рассмотренных выше теоретических положений, была осуществлена в запатентованной биотехнической системе цветозвукостимуляции [58,63], в которой предъявляемым объектом служили два овала, с циклически изменяемой цветовой последовательностью, закодированной в виде того или иного паттерна ЭЭГ.

За десятилетие с 1994 по 2004 годы под руководством профессора Ф.А. Пятаковича была проведена серия исследований, включавшая формирование медико-технических требований к разработке биотехнических систем цветостимуляции и оценку их клинической эффективности [24,65,59,104,22].

Так, известна биотехническая система цветостимуляции, где предъявляемым объектом служили четыре квадрата [92]. В отличие от рассмотренной ранее биотехнической системы автор использовал два квадрата в качестве сенсорной информации, закодированной в виде определенного паттерна ЭЭГ, а дополнительные два квадрата выполняли функцию синхронизации, поскольку на них подавали сигналы пульса и дыхания.

Получены положительные результаты использования биотехнических систем для целей коррекции центральных и периферических нарушений остроты зрения, работающих на светодиодной технике [41, 72].

Однако из электрофизиологии зрительного восприятия известно, что реальная картина мира анализируется в сетчатке, наружных коленчатых телах, в зрительной коре благодаря механизму пульсирующих пространственно-частотных полей. Поскольку светодиодная техника не позволяет сформировать предъявляемый объект в виде решеток, поэтому перед исследователями встал вопрос разработки и реализации систем цветостимуляции с предъявлением: светового объекта в виде решеток.

В 2000-2003 годах были рассмотрены принципы биоуправления и в системе цветоритмотерапии, где предъявляемым объектом служили цветовые решетки [24,94,95].

Проведенные, цитированными выше авторами, исследования продемонстрировали, что использование всех технологий биоуправляемой цветостиму-ляции обеспечивает на основе механизма резонансного захвата навязываемых частот, трансформацию паттерна ЭЭГ и как следствие модификацию функционального состояния пациента [24,96].

Однако подобные технологии воздействия не могут рассматриваться с позиций реабилитационной медицины, поскольку в них отсутствует элемент активного участия больного в процессе лечения.

Следовательно, разработка биотехнических систем директивного биоуправления, включающего воздействие при помощи цветостимуляции с мотивированным участием больного, является актуальным.

Работа диссертанта выполнялась в соответствии с планами проблемной комиссии по хронобиологии и хрономедицине РАМН, а также с целевой программой «Здоровье» по профилактике и лечению заболеваний и развитию материально-технической базы здравоохранения Белгородской области.

Цель и задачи исследования Увеличение эффективности лечебного воздействия в системе классического электроэнцефалографического тренинга, основанного на биологической обратной связи, посредством синхронизации мет-рономизированного дыхания в сочетании с релаксирующей цветостимуляцией явилось целью исследования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: разработать общую структуру моделей предъявления целевой функции, как объектов регулирования, в виде цветовых решеток, авторегрессионного облака пульса и скаттерграммы ЭЭГ; создать модели трансформации нейродинамической активности мозга; разработать модели метрономизированного дыхания человека; сформировать алгоритмы синхронизации паттернов дыхания и цветости-муляции и управления интенсивностью воздействия для биотехнической системы компьютерной цветоритмотерапии; разработать программное обеспечение для модуля директивного биоуправления.

Методы исследования основаны на использовании основных положений системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, методов для регистрации и анализа электрофизиологической информации, включающих электроэнцефалографию и ритмотестирование.

Научная новизна результатов исследования. В результате проведенного диссертационного исследования получены и выносятся на защиту следующие результаты, отличающиеся новизной: способ хронобиологического кодирования видеоимпульсов, соответствующих определенным формулам воздействия, направленного на торможение нейродинамических процессов мозга и отличающегося соответствием паттернам релаксации ЭЭГ; алгоритм биомодуляции видеосигнала, направленный на усиление эффективности воздействия и отличающейся биоциклическим характером изменения скважности видеоимпульсов, соответствующих паттерну ЭЭГ в форме веретена; способ трансформации текущего паттерна ЭЭГ посредством резонансного дыхания, отличающийся формой предъявления целевой функции регулирования в виде скаттерограммы ЭЭГ; структура биоуправления в компьютерной биотехнической системе цве-тотерапии, включающая датчики пульса, дыхания и программные модули, отличающаяся наличием принудительной синхронизации паттернов видеосигналов и паттернов дыхательного цикла.

Практическая значимость и результаты внедрения. Разработан и реализован программный модуль биотехнической системы директивного биоуправления.

Осуществлен принцип оптимизации цветового воздействия посредством динамических изменений предъявляемого объекта в форме цветовых решеток путем циклических колебаний коэффициента заполнения несущего сигнала: на вдохе коэффициент возрастает, на выдохе - падает.

Разработана технология реабилитационного лечебного воздействия посредством директивной цветостимуляции, активно подключающей резонансное дыхание пациента.

В результате проведенного директивного биоуправления у больных неврозами достигнута коррекция симпатико-адреналовой и нейродинамической активности мозга, отмечено снижение показателей нейротизма и ситутативной тревожности пациентов.

Результаты работы внедрены в лечебную практику неврологического отделения Муниципальной городской больницы №1, гор. Белгорода, в учебный процесс и НИР кафедры пропедевтики внутренних болезней и клинических информационных технологий Белгородского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Метромед-99» (29 июня -1 июля 1999 г., г. Санкт-Петербург), на 7-й Российской научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии. Информационное обеспечение медицины и экологических исследований-2000» (г. Курск), на 2-й Российской научно-практической конференции: «Актуальные проблемы экологии, экспериментальной и клинической медицины» (26 - 27 апреля 2001 г., г. Орел), на 4-й Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии-2001» (22 - 23 мая 2001 г., г. Курск), на Международной научной конференции «Экология и здоровье человека в XXI веке», посвященной 10-летию медицинского факультета УлГУ (4 — 6 октября 2001 г., г.Ульяновск), на II конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (24 - 28 апреля 2001 г., г. Москва), на 3-м Международном конгрессе молодых ученых «Наука о человеке» (2002 г., г. Томск), на Международной научно-практической конференции «Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья» (7-9 октября 2003 г., г. Санкт-Петербург), на Международной научно-практической конференции «Хрономедицина -практике» (18-19 декабря 2003 г., г. Белгород).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ.

Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве, приведенных в конце автореферата, лично автором рассмотрена структура алгоритма управления системой цветостимуляции посредством приложения Directdraw [1]. Решена задача программного разделения общих аппаратных и программных ресурсов с другими приложениями, запущенными на данном компьютере [2].

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 139 страницах машинописи и состоит из введения, 5 глав, основных результатов работы, списка литературы (104 - отечественных и 38 - иностранных авторов) и приложения. Диссертация иллюстрирована таблицами (15), рисунками (42).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана общая структура моделей предъявления целевой функции как объектов регулирования, в виде цветовых решеток, авторегрессионного облака пульса и скаттерограммы ЭЭГ, направленных на трансформацию нейродинамической активности мозга, отличающихся замкнутыми контурами управления на основе биологической обратной связи.

2. Созданы модели трансформации нейродинамической активности мозга, основанные на динамике паттернов видеосигналов, соответствующих паттернам релаксации электроэнцефалограммы человека, отличающиеся способом квантования параметров и адресно-направленным резонансным механизмом усвоения цветостимулов.

3. Разработаны модели метрономизированного дыхания человека, основанные на изменениях внутренней структуры паттерна дыхания при неизменном периоде дыхательного цикла, отличающиеся целевой функцией коррекции межсистемных взаимодействий регуляции.

4. Сформированы алгоритмы синхронизации паттернов дыхания и цветостимуляции и управления интенсивностью воздействия для биотехнической системы компьютерной цветоритмотерапии, отличающиеся способом амплитудно-частотной биомодуляции.

5. Разработано программное обеспечение для модуля биотехнической системы директивного биоуправления, включающее возможность независимой реализации двух режимов: классического БОС ЭЭГ-тренинга и синхронного воздействия при помощи цветостимуляции и резонансного дыхания, отличающееся возможностью модификации функционального состояния пациента.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Отбор больных для проведения БОС терапии осуществляет врач.

2. При этом он использует, кроме общеклинических данных, результаты анализа нейродинамической активности мозга и ритмотестирования.

3. Для дифференцирования типов нейродинамической активности мозга прводят ЭЭГ исследование. При этом у лиц без органической и функциональной патологии мозга выделяют:

3.1. Выраженный альфа-ритм (основной или системообразующий ритм ЭЭГ) при закрытых и открытых глазах и такую кривую относят к нормальной ЭЭГ высокопластичного типа.

3.2. Альфа-ритм наблюдается только при закрытых глазах, такую кривую относят к нормальной ЭЭГ среднепластичного типа.

3.3. Низкий альфа-ритм и при закрытых и при открытых тазах. Такую кривую относят к ЭЭГ низкопластичного типа.

3.4. Ядром паттерна ЭЭГ является 0-ритм, не меняющийся при фотостимуляции и гиповентиляции. Такую кривую относят к невротической ЭЭГ тормозного типа с явлениями депрессии.

3.5. Ядром паттерна ЭЭГ тесно связано с ^-активностью (6-(3 функциональное ядро). Такую кривую относят к невротической ЭЭГ возбудимого типа.

4. При наличии невротической ЭЭГ тормозного типа с явлениями депрессии, характеризующейся ядром в области 0-ритма, не меняющемся при фотостимуляции и гиповентиляции больным показана цветоритмотерапия в режиме активации.

4.1. При наличии циклотимической ЭЭГ с ядром в области jS-ритма, локализованном в височном отделе правого полушария или диффузно распространенного на другие отделы мозга больным не проводится компьютерная био-управляемая цветоритмотерапия.

4.2. При наличии невротической ЭЭГ возбудимого типа характеризующейся ядром в области ^-диапазона, которое тесно связано с /3-активностью (0-/3 функциональное ядро) больным показана компьютерная биоуправляемая цвето-ритмотерапия в режиме релаксации. Эта форма легче поддается направленной модификации.

5. Перед проведением сеанса компьютерной цветоритмотерапии устанавливают датчик пульса на ногтевой фаланге любого пальца или на мочке уха. После чего регистрируют исходные данные пациента:

5.1. Психологический профиль по опроснику Айзенка;

5.2. Уровень ситуативной тревожности по опроснику Спилбергера;

5.3. Вегетативный профиль на основе информационного анализа микроструктуры ритма сердца по дифференциальной кривой распределения, как h = (ZPilog2Pi)/H0.

6. Если h:

6.1. 0,45-0,50 (НОРМА)- это гармоническое взаимодействие симпатической нервной системы С Н С и парасимпатической нервной системы П С Н С;

6.2. 0,39-0,44 (УП СНС) Умеренное преобладание симпатической нервной системы;

6.3. 0,11-0,38 (ВП СНС) Выраженное преобладание симпатической нервной системы;

6.4. <0,11 (РВП СНС) Резко выраженное преобладание симпатической нервной системы;

6.5. 0,51-0,57 (УСА СНС) Умеренное снижение активности симпатической нервной системы;

6.6. > 0,59 (ВСА СНС) Выраженное снижение активности симпатической нервной системы.

7. С целью модификации функционального состояния пациента усаживают в затемненной комнате в удобном для него положении на стул перед экраном монитора. Выбирают базисные паттерны релаксации, или активации и определяют длительность процедуры:

7.1. Пять минут при определении низкого уровня нейротизма и ситуативной тревожности, а также при умеренном преобладании в регуляции симпатической нервной системы, или при нормальном вегетативном балансе, или при умеренном снижении активности симпатической нервной системы при нормированной относительной энтропии HRV в диапазоне 0,45 - 0,57;

7.2. Пятнадцать минут при определении среднего уровня нейротизма и ситуативной тревожности, а также при выраженном преобладании в регуляции симпатической нервной системы при нормированной относительной энтропии HRV 0,11-0,38;

7.3. Тридцать минут при определении высокого уровня нейротизма и ситуативной тревожности, а также при резко выраженном преобладании в регуляции симпатической нервной системы, или выраженном снижении ее активности и при нормированной относительной энтропии HRV меньшей 0,11; или большей 0, 58.

8. Нормальная реакция испытуемого на директивную биоуправляемую компьютерную цветоритмотерапию - это отсутствие субъективного дискомфорта, стабильные или нормализующиеся параметры гемодинамики, нейродинами-ческой активности мозга по ЭЭГ, зрительной функции.

1. Адамчук, А. В. Полифункциональный мультипараметрический комплекс для биоуправления / А. В. Адамчук, С. М. Захаров, А. А. Скоморохов // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002. - С. 287-292.

2. Аксенов, Д. П. Использование мультипараметрического мониторинга для контроля эффективности процедур БОС-тренинга / Д. П. Аксенов, С. М. Захаров, А. А. Скоморохов // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002.- С. 52-59.

3. Альтернативный подход к оценке вариабельности сердечного ритма / Ю. Р. Шейх-Заде, В. В. Скибицкий, А. М. Катханов и др. // Вестник кардиологии. 2001. - № 22. - С. 49-61.

4. Анализ вариабельности ритма сердца: возрастные аспекты / О. В. Коркушко, А. В. Писарук, В. Б. Шатило и др. Киев : Алкон, 2002. - 191 с.

5. Ананин, В. Ф. Электрическая активность структур головного мозга, связанных со зрительным анализатором // В. Ф. Ананин // Биорегуляция человека : биорегуляция органов чувств на примере зрительного анализатора. -М., 1997.-Т. 6.-С. 52-59.

6. Ахутин, В. М. Методика и биотехнический комплекс для обследования и коррекции психофизиологического состояния спортсменов / В. М. Ахутин // Известия ЛЭТИ. 1988. - Вып. 405. - С. 3-8.

7. Бахвалов, Н. С. Численные методы : учеб. пособие / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, П. М. Кобельков. М.: Наука, 1987. - 600 с.

8. Бережная, Е. К. О роли зрительной обратной связи в точностных движениях / Е. К. Бережная // Управление движениями. Л., 1970. - С. 71-80.

9. Богданов, О. В. Физиологические основы процессов восстановления функций мозга и реабилитации организма : теоретические предпосылки к функциональному биоуправлению с обратными связями. СПб. : Изд-во СПбГУ, 2000. - 60 с.

10. Богданов, О. В. Эффективность различных форм сигналов обратной связи в ходе лечебных сеансов функционального биоуправления / О. В. Богданов, Д. Ю. Пинчук, Е. JI. Михайленок // Физиология человека. 1990. -Т. 16, № 1.с. 13-17.

11. Бахвалов, Н. С. Численные методы : учеб. пособие / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, П. М. Кобельков. М.: Наука, 1987. - 600 с.

12. Василевский, Н. Н. Биоуправление с обратной связью системным артериальным давлением / Н. Н. Василевский, Ю. А Суворов, И. Н. Киселев // Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова. 1990. — № 2. — С. 1701-1706.

13. Вегетативные расстройства: клиника, лечение, диагностика / А. М. Вейн, Т. Г. Вознесенская, О. В. Воробьева и др.; под ред. А. М. Вейна. М. : Мед. информ. агентство, 1998.-752 с.

14. Котельников, С. А. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах : обзор / С. А. Котельников, А. Д. Ноздрачев, М. М Одинак и др. // Физиология человека. 2002. - Т. 28, № 1. - С. 130-143.

15. Воробьева, Т. М. О роли адренохолинергических взаимодействий в обеспечении инструментального биоадаптивного управления / Т. М. Воробьева, А. М. Титкова, Н. Г. Сергиенко // Украинский вестник психоневрологии. -Харюв, 1994.-№2.-С. 7-13.

16. Гайдуков, С. Н. Значение биологической обратной связи (БОС) в психофизиологической подготовке беременных женщин к родам / С. Н. Гайдуков,

17. A. А. Сметанкин, О. В. Дурнов // Актуальные проблемы акушерства, гинекологии и перинатологии : материалы Ш Рос. форума. -М., 2001. С. 210.

18. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика /

19. B. Е. Гмурман. М.: Высш. шк., 1997. - 431 с.

20. Гришин, О. В. Клиническое применение капнографии в биоуправлении для диагностики и лечения гипервентиляционного синдрома / О. В. Гришин, А. А. Зубков, В. Г. Гришин // Биоуправление-3: теория и практика. -Новосибирск, 1998.-С. 122-129.

21. Должиков, А. А. Модели и алгоритмы биоуправления в компьютерной системе монохромной цветостимуляции : дис. . канд. техн. наук / А. А. Должиков. Курск, 2000. - 119 с.

22. Зациорский, В. М. Исследование физиологических аритмий сердца / В. М. Зациорский, С. К. Сарсания // Математические методы анализа сердечного ритма. М., 1968. - С. 31-50.

23. Джафарова, О. А. Игровое биоуправление как технология профилактики стресс-зависимых состояний / О. А. Джафарова, О. Г. Донская, А. А. Зубков, М. Б. Штарк // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002. - С. 86-96.

24. Жуковский, В. Д. Автоматизированная обработка данных клинических функциональных исследований / В. Д. Жуковский. М. : Медицина, 1981.-221 с.

25. Зарубин, Ф. Е. Вариабельность сердечного ритма: стандарты измерения, показатели, особенности метода / Ф. Е. Зарубин // Вестник аритмоло-гии.- 1998.-№ 10.-С. 25-30.

26. Исследование резонансных характеристик сердечно-сосудистой системы / Е. Г. Ващилло, А. М. Зингерман, М. А. Константинов, Д. Н. Ме-ницкий // Физиология человека. 1983. - Т. 3, № 2. - С. 257-265.

27. К вопросу о произвольной саморегуляции частоты сердечных сокращений / Н. К. Степанов, А. М. Зингерман, Д. Н. Меницкий, К. Ф. Песков-ский // Физиология человека. 1982. - Т. 8, № 2. - С. 262.

28. Клиническое значение и механизмы адаптивного управления резервными возможностями организма / Н. В. Черниговская, А. А. Верещагина, Е. А. Кайданова и др. // Саморегуляция функций и состояний. JL, 1982. -С. 132-142.

29. Компьютерные и лечебно-оздоровительные игры : новая ветвь биоуправления / О. Г. Донская, Р. И. Великохатный, В. А. Дебелов и др. // Био-управление-3: теория и практика. Новосибирск, 1998. - С. 232-242.

30. Корсаков, А. Н. Использование цифровых сигнальных процессоров в системах многоканального мониторинга физиологических параметров / А. Н. Корсаков // Биоуправление-3: теория и практика. Новосибирск, 1998. -С. 260-265.

31. Куриленко, Н. И. Биоциклические алгоритмы управления в аппаратной системе светодиодной цветостимуляции : дис. . канд. техн. наук / Н. И. Куриленко; Курский гос. техн. ун-т. Курск, 2000. - 152 с.

32. Макаров, Л. М. Характеристика дополнительных критериев оценки ритма сердца при холтеровском мониторировании / Л. М. Макаров // Вестник аритмологии. 1998. - № ю. - С. 10-16.

33. Макаров, Л. М. Противоречивые аспекты анализа вариабельности ритма сердца при Холтеровском мониторировании / Л. М. Макаров // Клинические и физиологические аспекты ортостатических расстройств : III науч.-пракг. конф. М., 2001. - С. 89-93.

34. Мандрикова, Ю. А. Алгоритмы автоматического распознавания авторегрессионных облаков в системе прогнозирования исходов мерцательной аритмии / Ю. А. Мандрикова // Научные ведомости / Белгород, гос. ун-т. -Белгород, 2002.-№ 1 (16).-С. 130-132.

35. Метод игрового биоуправления и регуляция ритма сердца / И. О. Изарова, А. А. Путилов, О. А. Джафарова, О. Г. Донская // Бюллетень сибирского отделения РАМН. 1999. - № 1. - С. 62-67.

36. Миролюбов, А. В. Артифициальные стабильные функциональные связи : новые возможности регуляции психофизиологического состояния / А. В. Миролюбов, А. Ю. Шикин, И. JI. Соломин // Физиология человека. -1988. Т. 14, № 6. - С. 883-891.

37. Михайлов, В. М. Вариабельность ритма сердца : опыт практ. применения метода / В. М. Михайлов ; Иван. гос. мед. акад. Иваново, 2000. -288 с.: ил.

38. Особенности разработки биотехнических систем хронодиагностики и хронофизиотерапии / Ф. А. Пятакович, Т. И. Якунченко, А. А. Должиков и др. // Научные ведомости / Белгород, гос. ун-т. Белгород, 2000. - № 4 (13) -С. 88-93. - (Сер. Медицина).

39. Попова, Е. И. Корково-подкорковые взаимодействия эмоциональной саморегуляции под контролем биологической обратной связи / Е. И. Попова, А. А. Ивонин, В. Ф. Михеев // Физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 1994. - Т. 80, № 1-12. - С. 136-139.

40. Программно-аппаратный комплекс БОСЛАБ: траектория развития / О. А. Джафарова, О. Г. Донская, А. В. Соколов и др. // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002. - С. 279-286.

41. Пятакович, Ф. А. Диагностический модуль в биотехнической системе синхроцветостимуляции / Ф. А. Пятакович // Распознавание-95 : сб. материалов II междунар. конф. Курск, 1995. - С. 155-157.

42. Пятакович, Ф. А. Директивная цветоимпульсная терапия / Ф. А Пятакович // Новые медицинские технологии и квантовая медицина : XI междунар. конф., Москва, 24-27 янв. 2005 г.: сб. тр. -М., 2005. С. 188-191.

43. Биоуправляемый синхроцветозвукостимулятор : а. с. № 95105285/20 РФ / Ф. А. Пятакович, В. Т. Пронин, Т. И. Якунченко. -№ 3093 ; заявл. 04.06. 95; опубл. 16.11.96, Бюл. №11.

44. Пятакович, Ф. А. Методы диагностических исследований сердечнососудистой системы : учеб. пособие / Ф. А. Пятакович, Ю. И. Афанасьев, Т. И. Якунченко. Белгород : Изд-во БелГУ, 1999. - 176 с.

45. Пятакович, Ф. А. Биоуправляемая хронофизиотерапия : учеб. пособие / Ф. А Пятакович, С. JI. Загускин, Т. И. Якунченко. Белгород : Изд-во БелГУ, 2002.- 164 с.

46. Пятакович, Ф. А. Иерархия режимов управления ритмом сердца на основе анализа энтропийной функции / Ф. А. Пятакович, Т. И. Якунченко // Проблемы ритмов в естествознании : материалы II междунар. симпоз., Москва, 1-3 марта 2004 г. М., 2004. - С. 341-344.

47. Сидоренко, Г. И. Анализ сердечного ритма и его нарушений с помощью попарного распределения интервалов RR ЭКГ / Г. И Сидоренко, Г. К. Афанасьев, Я. Г. Никитин // Здравоохранение Белоруссии. 1974. - № 12. - С. 7-11.

48. Сметанкин, А. А. Дыхание по Сметанкину / А. А. Сметанкин. -СПб., 2003.-160 с.

49. Смирнов, В. М. Артифициальные стабильные функциональные связи / В. М. Смирнов, Ю. С. Бородкин. JI.: Медицина, 1979. — 192 с.

50. Суворов, Н. Б. Биоуправление: ритмы кардиореспираторной системы и ритмы мозга / Н. Б Суворов, Н. JI. Фролова // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002. - С. 35-44.

51. Тарасов, Е. А. Разработка инструментальной среды для создания приложений мониторинга физиологических параметров и биоуправления / Е. А. Тарасов // Известия ТРТУ. 2000. - № 4. - Темат. вып. Медицинские информационные системы. - С. 100-102.

52. Терапевтичний ефект застосування регульовано'1 фотостимуляци у oci6 з патолопею ЦНС, яю брали участь у лжвщащ1 наслщюв aBapii' на ЧАЕС / Т. М. Воробйова, Ф. С. Брусиловський, Т. П. Сторчак. и др. // Укр. радюлопчний журнал. 1995. -№ 2. - С. 106-110.

53. Тристан, В. Г. Психофизиологическое состояние спортсменов после альфа-стимулирующего тренинга / В. Г. Тристан, О. В. Погадаева, В. В. Тристан // Биоуправление-4: теория и практика. Новосибирск, 2002. -С. 246-251.

54. Федотчев, А. И. ЭЭГ-реакции человека на прерывистые световые воздействия разной частоты / А. И. Федотчев, А. Г. Бондарь // Успехи физиологических наук. 1990.-Т. 21, № 1.-С. 97-109.

55. Физиология кровообращения. Регуляция кровообращения : руководство по физиологии. JI. : Наука, 1986. - 640 с.

56. Хаймович, Е. В. Игровое нейробиоуправление при синдроме дефицита внимания / Е. В. Хаймович, А. Б. Скок, О. С. Шубина // Бюллетень Сибирского отделения Рос. акад. мед. наук. -2004. -№ 3. С. 81-85.

57. Халфен, Э. Ш. Кардиологический центр с дистанционным и автоматическим наблюдением за больными / Э. Ш. Халфен. М. : Медицина, 1980.-192 с.

58. Хашана, Ю. X. Алгоритмы коррекции функционального состояния человека при помощи цветостимуляции : дис. . канд. биол. наук : 05.13.09 / Ю. Б. X. Хашана. Белгород, 1999. - 116 с.

59. Хаютин, В. М. Тахикардия при глотании и спектральный анализ колебаний частоты сокращений сердца / В. М. Хаютин, М. С. Бекбосынова, Е. В. Jly-кошкова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1999. -Т. 127.-С. 620-624.

60. Хорошилов, С. Н. Диагностический модуль в компьютероуправ-ляемой биотехнической системе цветостимуляции / С. Н. Хорошилов, А. А.

61. Должиков // Научные ведомости / Белгород, гос. ун-т. 2002. - №1 (16). -С. 229-231. - (Сер. Медицина).

62. Хорошилов, С. Н. Компьютероуправляемая биотехническая система цветостимуляции / С. Н. Хорошилов // Наука о человеке : 3-й междунар. конгр. мол. учен., Томск, 16-17 мая2002 г. Томск, 2002.-С. 179-180.

63. Хорошилов, С. Н. Разработка и клиническая оценка эффективности биоуправляемых моделей и алгоритмов компьютерной цветоритмотерапии : дис. . канд. мед. наук : 05.13.01 / С. Н. Хорошилов. Воронеж, 2003. -147 с.: ил., табл.

64. Черниговская, Н. В. Адаптивное биоуправление в неврологии / Н. В. Черниговская. JI.: Наука, 1978. - 134 с.

65. Шеннон, К. Статистическая теория передачи электрических сигналов / К. Шеннон // Теория передачи электрических сигналов при наличии помех. М., 1953. - С. 7-87.

66. Шварц, М. С. Современные проблемы биоуправления / М. С. Шварц // Биоуправление-3: теория и практика. Новосибирск, 1998. — С. 14-24.

67. Штарк, М. Б. Заметки о биоуправлении // Биоуправление-3: теория и практика. Новосибирск, 1998. - С. 5-13.

68. Штарк, М. Б. Применение электроэнцефалографического биофид-бека в клинической практике : обзор литературы / М. Б. Штарк, А. Б. Скок // Биоуправление-3: теория и практика. Новосибирск, 1998. — С. 131-148.

69. Штарк, М. Б. Компьютерное игровое биоуправление: семейный и сетевой вариант / М. Б. Штарк, О. А. Джафарова, А. А. Зубков // МедКомТех-200 : материалы I Рос. науч. форума, Москва, 25-28 февр. 2003 г. М., 2003. -С. 242-245.

70. Interaction between respiratory and RR interval oscillations at low frequencies / A. Aguirre, G. R. Wodicka, C. Maayan, D. C. Shannon // J. of Auton. Nerv. Syst. 1990. - Vol. 29 (3). - P. 241-246.

71. Ayers, M. E. Assessing and treating open head trauma, coma and stroke using real-time digital EEG neurofeedback. // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback / eds.: J. R. Evans, A. Abarbanel. S. Diego, 1999. - P. 203-222.

72. Bernardi, L. Clinical assessment of respiratory sinus arrhythmia by computerized analysis of RR interval and respiration / L. Bernardi, M. Rossi, L. Rikordi // G. Ital. Cardiol. 1992. - Vol. 22 (4). - P. 517-529.

73. Blanchard, E. B. Biofeedback treatments of essential hypertension / E. B. Blanchard // Biofeedback and Selfregulation. 1990. - V. 15 (3). - P. 209-228.

74. Budzynski, Т. H. From EEG to neurofeedback / Т. H. Budzynski // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback / eds.: J. R. Evans, A. Abarbanel. -S. Diego, 1999.-P. 65-79.

75. Eckberg, D. L. Human sinus arrhythmia as an index of vagal cardiac outflow / D. L. Eckberg // Journal of Applied Physiology. -1983. Vol. 54. - P. 961-966.

76. Ewing, D. J. New method for assessing cardiac parasympathetic using 24-hour electrocardiogram / D. J. Ewing, J. M. Nelson, P. Travis // Brit. Heart J. -1984.-Vol. 52.-P. 396-402.

77. Fei, S. G. Biofeedback and progressive relaxation / S. G. Fei, E. Lind-holm // Psychophysiology. 1978. - Vol. 15 (3). - P. 239-245.

78. Fortrat, J. О. Respiratory influences on non-linear dynamics of heart rate variability in humans / J. O. Fortrat, Y. Yamamoto, R. L. Hughson // Biol. Cybern. 1997.-Vol. 77(1).-P. 1-10.

79. Grossman, P. Respiratory sinus arrhythmia as an index of parasympathetic cardiac control during active coping / P. Grossman, S. Svebak // Psycho-physiology. 1987. - Vol. 24. - P. 228-235.

80. Hatch, P. J. Cardiac sympathetic and parasympathetic activity during self-regulation of heart period / P. J. Hatch, S. Borcherding, C. German // Biofeedback and Self-Regulation. 1992. - Vol. 17 (2). - P. 89-106.

81. Kamath, M. V. Power Spectral Analysis of Heart Rate Variability: A Noninvasive Signature of Cardiac Autonomic Function / M. V. Kamath, E. L. Fallen // Critical Reviews in Biomechanical Engineering. 1993. - Vol. 21 (3). -P. 245-311.

82. Kamiya, J. Conscious control of brain wave / J. Kamiya // Psychol. Today. 1968.-Vol. 1.-P. 56-60.

83. Kaplan, D. T. The analysis of variability / D. T. Kaplan // J. Cardiovasc Electrophysiol. 1994. - Vol. 5 (1). - P. 16-19.

84. Kirn, G; Application of the Lorenz plot to analysis of autonomic cardiovascular function / G. Kirn, K. Otsuka // J. Amb. Mon. : Abstracts from the fourth International Congress on Ambulatory Monitoring. 1990. - № 5. - P. 102.

85. Laibow, R. Medical applications of neurobiofeedback / R. Laibow // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback / eds. J. R. Evans, A. Abar-banel. S.-Diego, 1999. - P. 83-102.

86. Lynch, J. L. Some factors in the feedback control of human alpha rhytm / J. L. Lynch, D. A. Paskewitz, M. T. Orne // Psychosomat. Med. 1974. -Vol. 36 (5).-P. 309-410.

87. Lubar, J. F. Neurofeedback assessment and treatment for attention defi-cit/hyperactivity disorders / J. F. Lubar, J. O. Lubar // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback / eds. J. R. Evans, A. Abarbanel. S.-Diego, 1999. -P. 103-143.

88. Madwed, J. B. Heart rate response to haemorrhage induced 0.05 Hz oscillations in arterial pressure in conscious dogs / J. B. Madwed, R. J. Cohen II Am. J. Physiol. 1991. - Vol. 260 (4 Pt 2). - P. 1248-1253.

89. Madwed, J. B. Low frequency oscillations in arterial pressure and heart rate: a simple computer model / J. B. Madwed // Am. J. Physiol. 1989. -Vol. 256 (6 Pt 2). - P. 573-579.

90. Madwed, J. B. Heart rate response to haemorrhage induced 0.05 Hz oscillations in arterial pressure in conscious dogs / J. B. Madwed, R. J. Cohen // Am. J. Physiol. 1991. - Vol. 260 (4 Pt 2). - P. 1248-1253.

91. Mullholland, T. Human EEG, behavioral stillness and biofeedback : re-viev / T. Mullholland // Intern. J. Psychophysiol. 1995. - Vol. 19. - P. 263-279.

92. Norris, S. L. Performance enhancement training through neurofeedback / S. L. Norris, M. Currieri // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback / eds. J. R. Evans, A. Abarbanel. S.-Diego, 1999. - P. 223-240.

93. Peniston, E. G. Neurofeedback in the treatment of addictive disorders / E. G. Peniston, P. J. Kulkosky // Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback/ eds. J. R. Evans, A. Abarbanel. S.-Diego, 1999. - P. 157-179.

94. Rosenfeld, J. P. EEG biofeedback of frontal alpha asymmetry in affective disorders / J. P. Rosenfeld // Biofeedback. 1997. - Vol. 25 (1). - P. 8-25.

95. Pyatakovitch, F. Systeme biotechnique de couleurstimulation /

96. Saul, J. P. Transfer function analysis of autonomic regulation. П. Respiratory sinus arrhythmia / J. P. Saul // Am. J. Physiol. 1989. - Vol. 256. - P. 153-189.

97. Schmidt G. Nonlinear methods for heart rate variability assessment /

98. G. Schmidt, G. E. Monfill // Heart rate variability / eds. M. Malik, A. J Camm. -Armonk ; N. Y., 1995. P. 87-98.

99. Schwartz, M. S. Biofeedback : a practitioner's guide / M. S. Schwartz. -2 ed. N. Y.: Guilford Press, 1995. - 908 p.

100. Sterman, M. B. EEG biofeedback in the treatment of epilepsy : an overview circa 1980 / M. B. Sterman // Clinical Biofeedback : efficacy and Mechanism / eds. L. White, B. Tursky. N. Y., 1982. - P. 330-331.

101. Stinton, P. The scattergram : a new method for continuous electrocardo-grapic monitoring / P. Stinton, J. Tincer, J. C. Vickery, S. P. Vahl // Cardiovasc. Res. 1972. - Vol. 6 (5). - P. 598-604.

102. Walter, V. J. The cenral effects of rhythmic sensory stimulation / V. J. Walter, W. G. Walter// Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 1949. - Vol. 1. -P. 57-86.

103. Watras, J. The Effects of Lesions in the Dorsal Hippocampus on the used for Sensory Stimulation of Different Modelities in rats / J. Watras, K. Owezarek, R. Korczynsky // Pol. Psychol. Bull. -1992. Vol. 23 (4). - P. 343-350.