ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО

ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО
РИТМА БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ВО ВРЕМЯ СНА У ЧЛЕНОВ ЭКИПАЖА
МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
И.Н. Федорова, И.И. Фунтова, А.Г. Черникова, Р.М. Баевский
Институт медико-биологических проблем РАН, Москва
Введение
Исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) в условиях космического
полета были начаты еще в 60-е годы во время первых космических полетов животных и
человека
(1).
Этот
метод
позволяет
получать
объективную
информацию
о
функциональном состоянии различных звеньев механизма вегетативной регуляции
и
оценивать степень напряжения регуляторных систем при различных воздействиях на
организм. Благодаря простоте, неинвазивности и высокой информативности анализ ВСР
к настоящему времени
получил широкое применение в прикладной физиологии и
клинической практике (2,3).. Исследования ВСР, проведенные на орбитальной станции
«Мир» и на Международной космической станции (МКС) показали, что сохранение
сердечно-сосудистого гомеостаза в условиях длительной невесомости, обеспечивается
постоянной «работой» регуляторных механизмов (4,5).
В начале 90-х годов были сделаны первые попытки исследования в условиях
невесомости
состояния
системы кровообращения и ее регуляторных механизмов во
время сна. Для этого был выбран метод баллистокардиографии который заключается в
записи микро- перемещений тела, связанных с действием сил, возникающих при выбросе
крови из сердца в крупные сосуды (6). Первые записи баллистокардиограммы во время
сна были получены в 1991 году на О.С.» Мир» (7).. После успешных испытаний метода,
в космическом полёте он был реализован в 1992-95 гг. в Российско-Австрийской
космической программе (эксперимент "Ночь"), как экспериментальная система с
регистрацией данных на бортовой компьютер, и с последующим их анализом на земле, с
использованием специальных программных средств (8). В ходе шести длительных
экспедиций на О.С. «Мир» (ЭО 13 – 17 и ЭО-19) во время полётов были проведены
многократные обследования 5 космонавтов в ночной период суток. Анализ полученных
материалов показал, что наряду с контролем за динамикой частоты пульса и частоты
дыхания метод позволяет оценивать основные фазы сна и его качество, а также выявлять
изменения в состоянии высших вегетативных центров, связанные с процессом адаптации
организма к условиям невесомости (9). Полученные материалы давали основание
280
говорить не только об изучении сна, но и о возможности изучать регуляцию
кардиореспираторной системы и оценивать её функциональные резервы.
При подготовке к исследованиям сна на Международной космической станции был
использован
один
из
«родственных»
баллистокардиографии
методов-
сейсмокардиография. Это метод регистрации связанных с работой сердца локальных
колебаний грудной стенки человека. Метод сейсмокардиографии начал применяться в
космической медицине еще при первых
полетах искусственных спутников земли с
собаками на борту (10 ). В последующем на кораблях «Восток», «Восход» и «Союз»
сейсмокардиография входила в состав методов оперативного медицинского контроля .
На основе использования метода сейсмокардиографии был подготовлен научный
эксперимент «Сонокард».
Цель эксперимента – испытания новой методологии и
разработка предложений по
дальнейшему развитию и совершенствованию системы
медицинского контроля за космонавтами на основе использования метода бесконтактного
съёма физиологической информации в период ночного сна (11). Речь идет о том, чтобы в
результате систематической регистрации физиологических функций во время сна у
экипажей МКС получить новую научную информацию о влиянии факторов длительного
космического полета на организм человека и изучить возможность получения
оперативной информации о состоянии здоровья космонавтов для ее использования в
системе медицинского контроля.
Методика исследований и материалы.
Для
регистрации
сейсмокардиограммы во время сна в условиях длительного
космического полета был создан
компактный прибор «Сонокард» (12), в котором
акселерометрический датчик, усилительный блок, аналого-цифровой преобразователь и
блок памяти объединены в один автономный модуль закрепляемый на одежде (майка,
футболка) обследуемого в специальном кармане, расположенном в области сердца (рис.
1). Устройство работает следующим образом. Механические микроколебания вызванные
сердечной деятельностью, дыханием и двигательной активностью регистрируются
акселерометрическим датчиком. Датчик преобразует линейное ускорение в напряжение,
которое
поступает
в
аналого-цифровой
преобразователь
и
сохраняется
в
энергонезависимой памяти. После окончания регистрации, устройство подключается с
помощью интерфейсного кабеля к персональному компьютеру и происходит копирование
сохраненного сигнала из энергонезависимой памяти в персональный компьютер. После
окончания копирования энергонезависимая память очищается и устройство готово для
последующих записей. Сигнал, сохраненный в персональном компьютере, может быть
281
переписан на флеш-карту для последующей доставки не Землю транспортным кораблем
или передачи через Интернет.
На рис. 2 представлены образцы записей, полученных после обработки сигнала
специальными программными средствами. Полученные первичные физиологические
сигналы требуют дальнейшей обработки и анализа. Для этого потребовалось создание
дополнительных компьютерных программ.
Одной из первых программ для анализа данных, получаемых с помощью прибора
«Сонокард»,
явилась
программа
оценки
функционального состояния
системы
вегетативной регуляции кровообращения. Для этого был использован метод анализа
вариабельности сердечного ритма с вычислением длительности кардиоинтервалов по
максимумам амплитуд сейсмокардиограммы. Для проверки точности работы выбранного
алгоритма
построения динамических рядов кардиоинтервалов было исследовано 20
человек с одновременной регистрацией сигналов бесконтактным методом и обычной
электрокардиограммы (13). При сравнении результатов анализа полученных записей было
показано, что по частоте сердечных сокращений (ЧСС) эти данные совпадают на 100% и
в несколько меньшей степени при вычислении по ним SDNN (среднего квадратичного
отклонения) (рис.3). Это дает основание применить к получаемым динамическим рядам
кардиоинтервалов
стандартные, общепризнанные методы анализа вариабельности
сердечного ритма (2,3). Однако, программные средства для получения динамического
ряда кардиоинтервалов по сейсмокардиограмме, регистрируемой во время сна,
чрезвычайно сложны из-за
большой изменчивости сейсмокардиосигнала на разных
участках длительной многочасовой записи.
Прибор «Сонокард» был доставлен на борт Международной космической станции
в сентябре 2007 года. Первая запись была сделана 19 октября 2007 г Российским членом
экипажа
А.
Программой
научного
эксперимента
предусматривается
проведение
исследований с прибором «Сонокард» каждые 15 дней в течении всего полета. Кроме того
предусмотрено получение записей 3 раза в предполётном периоде (за 60, 40 и 20 суток
до старта) и 3 раза в послеполётном периоде (в 1-2-е, 3-4-е и 7-8-е сутки после посадки).
К настоящему времени (декабрь 2008 года) проведены исследования с прибором
«Сонокард» у 3-х членов экипажей МКС (А, Б и В). Ниже представлены результаты
анализа полученных данных. Образцы сейсмокардиограмм, записанных во время сна у
членов экипажа МКС, представлены на рис. 4
Анализ данных осуществлялся с помощью программных средств, разработанных в
фирме «Констэл» инженерами И.И. Исаевым и О.И. Усом. Программы обеспечивают
282
выделение из общего сигнала сейсмокардиограммы,
актограммы (двигательной
активности - ДА) и пневмограммы (с вычислением частоты дыхания – ЧД). Наиболее
сложным является измерение длительностей кардиоциклов по сейсмокардиосигналу.
Здесь имеется два фактора, изменяющие форму и амплитуду сигнала и влияющие на
точность распознавания: 1) дыхательные колебания, 2) изменения, связанные и переменой
положения тела. Поэтому полностью автоматизировать измерения кардиоинтервалов на
данном этапе невозможно и
в значительной степени процесс анализа данных является
полуавтоматическим.
Результаты исследований и их обсуждение.
В таблице 1 представлены средние за всю ночь значения ряда показателей для трех
космонавтов во время их длительных космических полетов.
Представленные данные позволяют высказать первые суждения о динамике ряда
важных показателей жизнедеятельности, зарегистрированных в период сна в условиях
длительного космического полета. Видно, что ЧСС имеет четкую тенденцию к уряжению
у всех космонавтов, особенно в первые два месяца пребывания в невесомости. На 3-м
месяце полета у члена экипажа А отмечается учащение ЧСС, у В дальнейшее уряжение до
48 уд/мин, а у Б сохраняется тот же уровень ЧСС, что на предыдущих этапах. В
последующие месяцы динамика ЧСС также была различной. У члена экипажа А еще одно
учащение ЧСС
(почти до 65 уд/мин)
отмечалось на 5-м месяце полета. У Б
существенных изменений ЧСС не было. У В на 5-м месяце полета отмечалось уряжение
ЧСС до 48,8 уд/мин. После полета наибольшая частота пульса наблюдалась у члена
экипажа А (71,9 уд/мин). У В после полета ЧСС была даже ниже, чем до полета.
Учащения
и уряжение ЧСС, как это видно из таблицы, совпадают с
увеличениями частоты дыхания (ЧД). ЧД имеет отчетливую тенденцию в увеличению в
ходе полета у члена экипажа А и к снижение у Б.
Двигательная активность (ДА) в ночной период суток в течение всего полета
у
члена экипажа А была повышена по сравнению с Б и В. Особенно интересным является
факт значительного увеличения двигательной активности в 1-й месяц полета (измерение
было сделано на 8-е сутки пребывания в
условиях невесомости). По-видимому, это
является следствием еще недостаточной адаптации мышечной системы и механизмов
координации к новым условиям.
Стресс индекс до, во время и после полета был наиболее высоким у члена экипажа
А. Но у всех космонавтов он был ниже в ходе полета, что до полета. После полета стресс
индекс был выше, чем до полета у членов экипажей А и Б, но ниже, чем до полета - у В.
283
Показатель pNN50, который отражает активность парасимпатического звена регуляции,
изменялся в течение полета также по разному. Он возрос более, чем в 2 раза у Б и В. Но у
члена экипажа А pNN50 отличался тем, что на 2-м, 3-м и 4-м месяцах полета был ниже
предполетного значения, а на остальных этапах полета его значение было близким к
предполетному. На этом основании можно заключить, что у члена экипажа А сон был
значительно менее глубоким, чем у двух других космонавтов. Этот вывод согласуется с
более высокой двигательной активностью во время сна и с более высокими значениями
стресс индекса.
Показатель суммарной мощности спектра ВСР (ТР) отражает общую активность
регуляторных механизмов и ассоциируется с функциональным резервом системы
регуляции. В предполетном периоде он был наиболее высоким у члена экипажа А.
Однако в ходе полета этот показатель у него снижался и только к концу полета достиг
предполетного значения. У космонавта Б показатель ТР увеличивался на 3-м, 4-м и 6-м
месяцах полета. У космонавта В отмечено значительное увеличение ТР на протяжении
всего полета, кроме 3-го и 6-го месяцев. Показатель SDNN изменялся аналогично ТР.
Таким образом, по средним значениям ряда показателей, вычисленных путем
усреднения данных за всю ночь, могут быть сделаны
важные научные заключения об
общем функциональном состоянии членов экипажа, о качестве сна, о типе вегетативного
ответа на воздействие факторов полета.
Однако для практики медицинского обеспечения космических полетов наиболее
интересными и важными являются данные о восстановительных процессах в течение
ночи, которые можно оценить по разности показателей в начале и в конце ночи. Прежде
всего, это стресс-индекс, по которому можно судить об уровне стресса, поскольку он
отражает суммарную активность
симпатической нервной регуляции. Во-вторых, это
показатель pNN50, характеризующий активность второго компонента вегетативной
регуляции - парасимпатическую активность. В-третьих, целесообразно рассмотреть
изменения ТР, которые должны показать, как изменяются к концу ночи функциональные
резервы регуляторного механизма.
Но даже по изменениям
традиционного параметра ЧСС хорошо видно, что
начало и конец ночи (вечер и утро) – это различные зоны функциональных состояний
(рис.5). Во время полета МКС-17 исследования проводились одновременно у двух
членов экипажа (Б и В). Это позволило провести сравнительную оценку данных у двух
космонавтов,
находившихся в течение полета в одинаковых условиях.
На рис.5
представлена динамика ЧСС, где показаны значения ЧСС в начале и в конце ночи. Это
284
дает возможность судить о функциональном состоянии космонавта в момент засыпания
и
в период пробуждения. Поскольку в течение ночи происходит восстановление
информационных, энергетических и метаболических ресурсов организма, то сравнение
функциональных характеристик организма в начале и в конце ночи несет информацию о
процессах восстановления. Из графиков видно, что у обоих космонавтов в течение всего
полета значения частоты пульса в начале ночи выше, чем в конце ночи. Причем у 1-го
космонавта в предполетном периоде снижение частоты пульса в течение ночи было
незначительным. В ходе полета у обоих космонавтов отмечалось отчетливое снижение
частоты пульса в утренние часы. В послеполетном периоде это снижение было менее
выраженным, а частота пульса во время сна у обоих космонавтов была выше, чем до
полета.
Как известно, ночь - это царство вагуса. Во время сна усиливается активность
парасимпатической системы, которая минимизирует расходование функциональных
ресурсов организма и содействует их восстановлению.(14) Защитно-восстановительная
функция парасимпатической системы очень важна для людей, выполняющих свою
профессиональную деятельность в условиях
окружающей среды.
Поэтому
стрессорного воздействия факторов
представляет большой интерес оценка
изменений
вегетативной регуляции в течение ночи на разных этапах полета. При анализе динамики
показателей pNN50 и SI, отражающих, соответственно состояние парасимпатической и
симпатической систем, оказалось, что у каждого из космонавтов был
свой
индивидуальный тип реагирования на воздействие факторов длительного космического
полета. Космонавт Б до полета отличался более низкими значениями pNN50 и более
высокими значениями SI. Эти различия сохранялись и во время полета. При этом
различия между
вечерними и утренними значениями этих показателей также имели
индивидуальные особенности. У этого космонавта более выраженными были изменения
SI , а у космонавта 2 - изменения pNN50. Эти изменения были наиболее выраженными на
2-3-м месяцах полета.
Снижение
SI
в
утренние
часы
отражает
результат
процессов
восстановления, протекающих в течение ночи. Степень этого снижения в определенной
степени характеризует качество сна как восстановительного процесса.. У космонавта Б в
отдельные дни (на 36-е сутки полета, а также на 113-е, 141-е, 155-е и 184-е сутки)
наблюдались случаи более высокого по сравнению с вечером утреннего значения SI. Это
может указывать на недостаточное восстановление
285
функциональных резервов и,
возможно, на развитие утомления. У космонавта В подобная картина наблюдалась лишь
в конце полета (на 183 сутки).
Изменения показателя pNN50 в течение ночи у космонавта Б на 8-е и 22-е
сутки полета характеризовались
снижением
его значений
в утренние часы. В
дальнейшем pNN50 был всегда выше в утренние часы, кроме 101-х и 127-х суток. У
космонавта В
pNN50 в течение всего полета в утренние часы имел более высокие
значения. Рост
pNN50 и снижение SI являются признаками смещения вегетативного
баланса в сторону преобладания парасимпатического звена регуляции. Ночь – царство
вагуса и такая тенденция изменений вполне закономерна. Отступления от этой
закономерности,
наблюдавшиеся
у
космонавта
Б,
требуют
дополнительного
рассмотрения.. В начале 2-го месяца пребывания в условиях невесомости у космонавта Б
к концу ночи были повышены значения SI, и снижены значения pNN50. Такое сочетание
изменений, указывающее на активацию симпатического звена регуляции в утренние часы
можно интерпретировать как результат активации подкорковых нервных центров со
стороны надсегментарных отделов мозга. Это результат «вмешательства» более высоких
уровней управления в работу нижележащих нервных центров, которое может быть
обусловлено ослаблением адаптационного механизма.
Подтверждением этой гипотезы может служить уменьшение суммарной мощности
спектра ВСР (ТР) -
показателя, который отражает общую активность регуляторного
механизма и соответственно его резервные возможности (рис. 6) .До полета средние
значения ТР у космонавта Б колебались от 960 мс2 в начале ночи до 1200 мс2 в конце
ночи. У космонавта В соответственно значения ТР были 1320 и 2370 мс2. Эти различия
отражают разные функциональные резервы систем регуляции, которые вероятнее всего
связаны с индивидуальным типом вегетативной регуляции.
подавляющем большинстве случаев
Во время полета
в
к концу ночи отмечалось увеличение ТР, что
отражает закономерный рост функциональных резервов регуляторного механизма как
результат процессов восстановления. Однако у космонавта Б на 22-е, 101-е и 127-е сутки
полета величина ТР к концу ночи снижалась. Именно в эти дни отмечались неадекватные
изменения либо SI (на 101-е сутки), либо pNN50 (на 22 и 127-е сутки). По-видимому,
снижение ТР как результат активации высших вегетативных центров, было обусловлено
активирующим или тормозящим влиянием надсегментарных структур на подкорковые
нервные центры.
Влияние надсегментарных структур можно проследить через изменения мощности
спектра очень низкочастотных колебаний спектра ВСР (Very Low Frequency –VLF). Эта
286
часть спектра, по мнению ряда авторов, отражает активность той части надсегментарных
структур, которая связана с регуляцией энергетических и метаболических процессов .. По
ней можно судить о том, какое именно влияние (тормозящее или активирующее)
оказывается высшими вегетативными центрами на центры продолговатого мозга. На рис.7
представлены изменения относительной мощности VLF части спектра ВСР в начале и в
конце ночи у члена экипажа Б.. На этом графике отмечены изменения на 22-е и 127-е
сутки полета (когда наблюдалось снижение pNN50 к концу ночи) и на 113-сутки полета
(когда наблюдался рост
SI к концу ночи). В первом случае отмечается отчетливое
снижение величины VLF, %, во втором случае имеется значимое увеличение VLF, % к
концу ночи. Мы считаем эти данные хорошим подтверждением изложенной выше
гипотезы о важной роли высших вегетативных центров в процессах адаптации организма
к условиям длительного космического полета.
Заключение
Научные результаты первых экспериментов по исследованию ВСР
бесконтактным методом во время сна показали, что
в условиях невесомости сон
наблюдается отчетливая динамика показателей вегетативной регуляции кровообращения,
обусловленная процессами восстановлении затраченных в течение дня функциональных
резервов. На основании полученных результатов высказана гипотеза о важном значении
активации надсегментарных структур мозга для формирования адекватных механизмов
адаптации к условиям
полета. При этом сам процесс адаптации зависит от
индивидуальных особенностей организма и от типа вегетативной регуляции.
Уже первые результаты показывают, что имеется множество неизученных
аспектов в проблеме оценки процессов расходования и восстановления функциональных
резервов организма в
условиях длительного космического
полета. Материалы
эксперимента «Сонокард» открывают путь к лучшему пониманию этой проблемы. Новая
технология перспективна для совершенствования системы медицинского контроля за
состоянием здоровья членов космических экипажей. Она дает возможность судить о
качестве сна, о процессах восстановления функциональных резервов, о функциональном
состоянии организма.
Вместе с тем, первые результаты полетного эксперимента «Сонокард»
ставят и вопросы дальнейшего развития и совершенствования новой технологии. Прежде
всего, речь может идти о создании системы оперативного анализа данных эксперимента
«Сонокард». Поскольку современные технические средства позволяют передавать записи,
полученные в течение ночи, по каналам Интернета, то появляется задача формирования
287
оперативного заключения по результатам проведенного исследования. Простота самого
процесса сбора информации делает возможным проведение круглосуточной регистрации
данных, а современные стандартные компьютерные средства дают возможность
передавать информацию в компьютер непосредственно во время записи (on-line). Таким
образом,
перспективная система «Сонокард» может стать средством непрерывного,
круглосуточного мониторирования состояния человека, обеспечивающим как постоянный
контроль его состояния и работоспособности, так и сигнализацию опасных отклонений
(alarm). Подобного рода системы могут найти применение также
в других сферах
деятельности человека на транспорте, в производстве, в здравоохранении, в спорте и в
быту.
Литература
1. .Парин В.В.,Баевский Р.М., Волков Ю.Н., Газенко О.Г. Космическая кардиология., л,,
Медицина, 1967, 195 с.
2. Heart rate variability. Standards of measurement, physioligical interpretation and clinical use
// Circulation. – 1996. – Vol. 93. – P. 1043-1065
3. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного
ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Вестник
аритмологии, 2001, 24, с.69-85
4. Баевский Р.М, Никулина Г.А., Фунтова И.И., Черникова А.Г.. Вегетативная регуляция
кровообращения. Глава 2. Комплексные исследования сердечно-сосудистой и
дыхательной систем. Научные медико-биологические исследования на О.С. Мир. М.,
2001, с.36 - 68
5. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине /
Р.М. Баевский // Физиология человека. – 2002. – Т.28, №2. – С.70–82.
6. . Starr I,A. Present status of the ballisocardiograph as a means of measuring cardiac output.
Feder. Proc., 1945, 4, .195-199
7. Moser M., Gallasch E., Baevsky R.M. et al. Cardiovascular monitoring in microgravity. The
experiments “Pulstrans” and “Sleep”. Health from Space research . Wien, N-Y., 1992, p.167190,
8. . Баевский Р.М., Поляков В.В., Мозер М. И др. Адаптация системы кровоовбращения к
условиям длительной невесомости . Баллистокардиографические исследования в 14месячном космическом полете. Косм. Биол.и авиакосм. мед.,1998,3, с.23-30
9. Baevsky R.M.., Moser M., Nikulina G.A. et al. Autonomic Regulation of circulation and
cardiac contractility during a 14-month space flight. Acta Astronautica, 1998, 42, №1-8, p.159173
10. Baevsky R.M. Noninvasive methods in space cardiology. J. Cardiovasc. Diagn.
a.
Proced., 1997, vol. 14, N 3, p. 1-11.
11. Baevsky R.M., Bogomolov V.V., Chernikova A.G., Funtova I.I., Luchitskaya E.S.,
Pashchenko A.V. Scientific experiment “sonocard” aboard the international space station and
prospects for its development and application. 16-th Conference Human in Space” Peking, May,
2007
12.. Баевский Р.М., Фунтова И.И., Черникова А.Г, Прилуцкий Д.А., Седлецкий В.С,
Сударев А.М. Патент на полезную модель № 73772,
«Система бесконтактной
288
непрерывной регистрации частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и
двигательной активности космонавтов для круглосуточного съема сигналов» от 3.07.2008
13. Фунтова И.И., Баевский Р.М., Черникова А.Г. Бесконтактная регистрация
физиологических сигналов в ночной период суток. От космического «Сонокарда» к
наземному «Кардиосну». Материалы 2-й международной конференции «Современные
информационные и телемедицинские технологии для здравоохранения», Минск, 2008,
С.327-331
14. Вейн А.М., Гехт К. Сон. М., Медицина, 1984, 204 с.
Таблица 1
Средние ночные значения показателей в эксперименте «Сонокард»
у членов экипажей А и МКС-17
До
1-й
полета
А
месяц
2-й
месяц
3-й
месяц
4-й
месяц
5-й
месяц
6-й
месяц
После
полета
57,7
50,30
54,43
63,17
51,73
64,95
53,67
71,95
Б
57,3
56,1
56,4
55,5
56,6
57,9
55,4
69,1
В
58,2
54,6
51,4
48,6
52,4
48,8
51,1
53,0
А
1,26
8,92
2,30
4,29
5,28
2,85
1,64
1,55
Б
0,8
0,5
0,2
0,4
1,7
0,3
1,3
0,3
В
0,2
1,1
0,5
0,1
0,5
0,5
0,1
1,1
А
10,4
10,3
9,3
12,0
11,7
11,3
12,5
12,65
Б
10,1
10,2
11,1
9,5
9,7
9,9
9,4
12,5
В
9,9
9,1
11,0
11,5
9,4
12,8
10,6
9,4
А
104,63
52,23
65,83
64,83
46,03
60,15
39,30
149,38
Б
58,13
46,23
48,95
29,33
34,73
52,37
40,57
76,77
В
56,3
43,7
27,3
40,1
34,3
29,0
42,7
27,8
А
72,35
60,47
52,77
53,33
63,50
73,70
73,90
41,78
Б
58,27
64,63
58,10
86,40
82,40
60,03
79,00
52,07
В
56,3
73,9
87,8
70,2
86,0
89,7
64,2
102,5
А
35,85
40,20
26,73
29,20
24,53
30,25
38,77
6,45
Б
17,67
32,47
32,28
42,17
35,27
31,00
41,90
9,97
В
20,8
43,9
54,1
44,0
40,5
43,8
40,1
53,1
А
2345
1628
1367
953
2053
2549
2848
739
Б
1445
1569
1478
3525
2579
1631
2473
1027
В
1897
4300
3171
1972
2957
3219
1926
4618
Месяц полета
ЧСС
ДА
ЧД
SI
SDNN
pNN50
TP
289
Рисунок 1. Внешний вид прибора «Сонокард» для бесконтактной
регистрации физиологических сигналов.
А) Фрагмент сигнала с комплексами отражающими сердечную деятельности
Б) Фрагмент сигнала во время движения космонавта
В) Фрагмент сигнала с огибающей, отражающей дыхательную составляющую
Рисунок 2. Фрагменты сигналов, отражающие различные физиологические
процессы
290
75
73
HR (beats per min)
71
69
67
65
63
61
59
Electrocardiogram
Balistocardiogram
140
120
SDNN
100
80
60
40
20
.
Рисунок. 3. Сопоставление данных ЧСС (А) и SDNN (Б) по результатам
Electrocardiogram
Balistocardiogram
обработки контактной (ЭКГ) и бесконтактной (БКГ) записей
Рисунок. 4. Образцы записей сейсмокардиограммы во время сна с помощью
прибора «Сонокард» во время космического полета на МКС
291
ЧСС, уд/мин
70
МКС- Б
вечер
65
60
утро
55
50
45
40
До полета
1-2 мес
ЧСС, уд/мин
60
5-6 мес
После
5-6 мес
После
МКС- В
70
65
3-4 мес
вечер
утро
55
50
45
40
До полета
1-2 мес
3-4 мес
Рисунок. 5. Утренние и вечерние значения ЧСС у двух членов экипажа МКС-17 на
разных этапах полета
292
о
293
о
су
тк
су
тк
су
тк
су
тк
су
тк
и
и
и
и
а
по
ле
т
и
су
10 тки
1
су
11 тки
3
су
12 тки
7
су
14 тки
1
су
15 тки
5
су
16 тки
9
су
18 тки
4
су
тк
и
80
64
50
36
22
8е
П
ос
ле
Д
Вечер
су
21 тки
су
35 тки
су
49 тки
су
63 тки
су
77 тки
10 сут
0 ки
с
11 утк
2 и
с
12 утк
6 и
с
14 утк
0 и
с
15 утк
4 и
с
16 утк
8 и
с
18 утк
3 и
су
тк
и
П
ос
ле
по
ле
та
о
по
ле
т
по а(- 5
л
Д
ет 1)
о
по а(ле 37
та )
(-1
7)
Д
TP,мс2
3000,00
7
по
Д ле
о
по та
(
Д ле -5 0
о
та )
по
ле (-2
та 6)
(-1
5)
Д
TP,мс2
МКС-Б
8000,00
7000,00
6000,00
5000,00
4000,00
2000,00
Утро
1000,00
0,00
МКС-В
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Рисунок. 6. Изменения показателя ТР у двух членов экипажа МКС-17 в начале и в конце
ночи на разных этапах длительного космического полета
Рисунок.7. Изменения показателя VLF, % у члена экипажа Б в начале и в конце
ночи на разных этапах длительного космического полета
294