Изменчивость и индивидуальность параметров и показателей живых организмов

ЛЕКЦИЯ 3

 ТСARD - кардиограф нового поколения для стационарного и мобильного использования

Особенности биообъектов как источников измерительной информации

Изменчивость и индивидуальность параметров и показателей живых организмов

   Вследствие большой морфологической и функциональной сложности биологического организма в нем возможно наличие большого количества возможных состояний. При этом на него непрерывно воздействуют различные физические и психические факторы, вызывающие активацию и ответную реакцию тех или иных подсистем регулирования.

   Поэтому поведение организма, подвергшегося физическому воздействию одного и того же уровня в разные моменты времени, носит вероятностный характер. Точный учет самих воздействующих факторов и получаемых при этом результатов обычно невозможен. Последнее особенно сильно касается психофизиологических факторов, количественная оценка которых затруднена.

   При оценке состояния организма в полном объеме необходимо использовать все методы и измерительные операции, известные в технических науках. Это следствие того, что в организме есть все то, что мы знаем об окружающем нас мире, а также много такого, о чем мы пока даже не догадываемся. Он является и химическим заводом огромной сложности и генератором энергий, частным видом которой является электрическая, и источником излучений, находящихся в полосе частот от инфранизкочастотного до оптического диапазонов, а может быть и до рентгеновского, что пока еще не установлено. В организме использованы все принципы, которые изучаются в физике, механике и других технических науках. Из-за большого количества параметров, характеризующих биологическую систему, затруднена возможность их одновременного фиксирования.

  Измеренные и зарегистрированные  параметры  и показатели определяют состояние системы существенно неоднозначно. Это есть следствие того, что состояние равновесия системы (индивидуальная норма) может обеспечиваться при разных величинах определяющих параметров, которые взаимосвязаны между собой. На сегодняшний день не разработаны эффективные математические модели, позволяющие адекватно характеризовать состояние организма по значениям отдельных физических параметров. Из-за отсутствия количественных характеристик состояния и функций биологической системы, затруднительно предсказать результаты внешних воздействий, которые для организма являются факторами, возмущающими его гомеостаз. Это относится и к тем случаям, когда воздействия претендуют на роль управляющих и должны вызвать определенную реакцию организма.

   Неоднозначность реакции на один и тот же набор физических воздействий, а также воздействий, осуществляемых на разные уровни иерархии, указывает на то, что биосистемы по своей сущности нестационарны.

   Для биосистем характерно наличие неспецифичных ответных реакций на разнородные внешние воздействия. Это обусловлено тем, что в рамках одной и той же функциональной системы совместно и слаженно работают разнородные взаимосвязанные подсистемы разного пространственного масштаба с разными постоянными времени и с качественно различными управляющими ими сигналами. Из-за нестационарности системы и наличия множества подсистем управления, взаимосвязанных между собой, для получения достоверной информации требуется значительное время наблюдения (время эксперимента).

   Интерпретация полученных результатов затруднена в связи с тем, что патологические явления, возникающие или проявляющиеся в тех или иных подсистемах, могут влиять через высшие уровни управления на всю систему, изменяя характер процессов в ней.

   Для биологических организмов характерна изменчивость и индивидуальность параметров и показателей и, даже на групповом уровне, их зависимость от национальных, возрастных, генетических и климатических особенностей. Поэтому приходится всегда описывать свойства группы, в которой проводятся исследования одних и тех же проявлений.

   Для установления каких-либо закономерностей в медицине широко применяются методы математической статистики. Это обусловлено тем, что из-за субъективности и многофакторности получаемых результатов установить объективные закономерности можно только после математической обработки достаточно большого массива статистического материала. Получение его часто затруднительно, так как некоторые биологические процессы по длительности соизмеримы с продолжительностью существования биологической системы. И даже в случаях, когда определение интересующего параметра или показателя можно выполнить очень быстро, набор статистического материала, его осмысливание, с целью установления объективных закономерностей, занимает значительные промежутки времени.

   Исследования состояния биологических систем целесообразно проводить в условиях их реального существования. Однако для установления влияния отдельных факторов на жизнедеятельность организма, исследования иногда выполняются в условиях, существенно отличающихся от встречающихся в обычной жизни (в условиях невесомости, ограниченности подвижности, наличия повышенной или пониженной температуры окружающей среды, влажности, ионизирующих или электромагнитных излучений, освещенности и т.д.).

Рисунок 1.35 - Множество аппаратуры позволяет проводить

комплексные исследования

   Для получения информации о многообразных процессах в организме приходится проводить комплексные исследования. При формировании программ их проведения используются разнообразные по длительности и природе процедуры, применяются разнородные по принципу действия измерительные преобразователи, разнообразные методы тестовых воздействий на организм и выявления реакций на них биологических организмов.