Асимметричная форма звур: Особенности новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития (по данным Перинатального центра Саратовской области)

Содержание

Батинская Н.П. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАДЕРЖКИ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ПЛОДА

Диагноз задержки внутриутробного развития плода (ЗВРП) является одним из самых сложных в акушерстве. По данным литературы почти 60% случаев ЗВРП клиническими методами не выявляется. С внедрением в акушерскую практику современных методов оценки развития и состояния плода, таких как эхография, допплерография фетоплацентарной системы, кардиотокография (КТГ), диагностика ЗВРП значительно улучшилась [1].

Эхографическое исследование позволяет не только исключить большинство структурных аномалий, но и судить о физическом развитии плода по соответствию фетометрических данных гестационному сроку. Кроме того, важное значение в оценке фетоплацентарной системы имеют данные о структуре и степени зрелости плаценты, а также о количестве вод. С помощью КТГ можно получить сведения о функциональном состоянии плода и его компенсаторных возможностях. Допплерография позволяет оценить плодово-маточно-плацентарный кровоток, степень тяжести его нарушения и прогнозировать ЗВРП.

Следует помнить, что по акушерским правилам срок беременности у женщин с регулярным менструальным циклом отсчитывается от первого дня последней менструации. В первом и втором триместрах у женщин с регулярным менструальным циклом при нормально развивающейся беременности менструальный срок, как правило, совпадает с данными фетометрии, поскольку конституциональные особенности (формирование крупного плода или плода с небольшой массой) еще не проявляются в полной мере. Несовпадение этих данных — серьезный повод к детальному УЗИ для исключения ранней формы ЗВРП, структурных аномалий и другой возможной патологии. У женщин с нерегулярным циклом наибольшее практическое значение имеет копчико-теменной размер эмбриона, а после 12-13 недель — бипариетальный размер головки и длина бедренной кости плода. Минимальный обязательный объем фетометрии включает определение бипариетального размера головки, длины бедренной кости и окружности живота.

 В клинической практике большое значение имеет выделение двух форм ЗВРП: симметричной и асимметричной, поскольку они отличаются этиологическими факторами, сроками возникновения, степенью тяжести внутриутробного страдания плода и перинатальными исходами.

Для симметричной формы ЗВРП, которая проявляется уже в конце первого и во втором триместрах, характерно равномерное отставание фетометрических показателей. Следует отметить, что отношения окружности головки к окружности живота и длины бедра к окружности живота чаще всего остаются в пределах индивидуальных колебаний. Это свидетельствует о пропорциональном отставании размеров головки и живота плода. У такого плода задержка развития может быть вызвана хромосомными аномалиями, инфекционными заболеваниями или алиментарной недостаточностью у матери.

Существенные трудности возникают при дифференциальной диагностике симметричной формы ЗВРП и конституциональных особенностей плода. По данным зарубежных исследователей до 40% новорожденных с малой массой для срока беременности не имеют признаков ЗВРП [1]. Для разграничения этих состояний необходимо проводить динамическое УЗИ для оценки темпов роста фетометрических показателей. Если темпы роста нормальные и нет признаков нарушения допплерографических показателей, нет признаков дистресса плода по данным КТГ — это свидетельствует о конституциональных особенностях. При симметричной форме ЗВРП, начиная с 24-25недель беременности, выявляются нарушения плодово-плацентарного кровотока, а в третьем триместре – признаки дистресса плода на КТГ.

Асимметричная форма ЗВРП чаще встречается в акушерской практике и проявляется преимущественно в начале третьего триместра беременности. Для этой формы ЗВРП характерно преимущественное отставание размеров внутренних органов брюшной полости плода, особенно печени, поэтому отмечается несоответствие размеров живота плода сроку беременности. При асимметричной форме отмечается достоверное повышение отношений окружности головки к окружности живота и длины бедренной кости к окружности живота плода. Подобная форма ЗВРП имеет место при недостаточности плацентарного кровообращения у беременных с преэклампсией, отеками, протеинурией, гипертензией и прогноз беременности будет зависеть от адекватного лечения матери.

При диагностике асимметричной формы ЗВРП надо учитывать возможность скачкообразного темпа роста плода, особенно в конце второго и начале третьего триместров беременности.

В этом случае отсутствие признаков внутриутробного страдания плода при допплерографическом и КТГ- исследованиях играет важную роль в дифференциальной диагностике между асимметричной формой ЗВРП и «физиологическим» отставанием размеров живота при неравномерном росте плода.

Ультразвуковая плацентография является обязательной составляющей при обследовании плода. При неосложненной беременности плацента последовательно проходит стадии созревания от 0 до III. К эхографическим критериям преждевременного «созревания» плаценты относятся обнаружение стадии II до 32 недель и стадии III до 36 недель беременности. Наличие этого признака следует интерпретировать как фактор риска возникновения ЗВРП и как обязательное показание к динамическому наблюдению с использованием эхографии, допплерографии и КТГ [3].

 Наряду с ультразвуковой фетометрией и плацентографией немаловажное значение при ЗВРП имеет оценка объема околоплодных вод. При этом маловодие, по данным М.В.Медведева и Е.В.Юдиной, наблюдается в 42,3% случаев ЗВРП [2].

С уменьшением объема околоплодных вод возрастает не только частота ЗВРП, но частота врожденных пороков развития и, прежде всего, пороков мочевыделительной системы. Выраженное маловодие является неблагоприятным прогностическим признаком, особенно при его обнаружении во втором триместре беременности. Эта особенность существенно влияет на частоту перинатальной и ранней неонатальной смертности.

Многоводие и ЗВРП является более редким сочетанием. Оно возникает при инфекционных поражениях, при некоторых пороках развития плода (например, при пороках невральной трубки), при хромосомных аномалиях.

Патология пуповины также может приводить к ЗВРП. Наиболее часто при этом отмечается единственная артерия пуповины, частота которой составляет в среднем 0,2-1,0%. Частота ЗВРП ниже у плодов с изолированной единственной артерией пуповины. По данным V. Catanzaritt и соавт., E.Jauniaux и соавт., при изолированной единственной артерии пуповины ЗВРП отмечается в 15-18% случаев, а при сочетании с другими пороками – в 26-28% наблюдений [3].

Одним из основных условий, обеспечивающих нормальное течение беременности, является стабильность гемодинамических процессов в единой функциональной системе мать-плацента-плод. Нарушения маточно-плацентарного и плодового кровотока играют основную роль в патогенезе ЗВРП. Для комплексной оценки состояния фетоплацентарной системы при подозрении на ЗВРП во всех случаях необходимо проводить допплерографию. Допплерографическое исследование в акушерстве целесообразно проводить не ранее 16-18 недель. Характерными признаками нарушения кровотока в маточных артериях является снижение диастолического компонента и повышение индексов периферического сопротивления. Появление дикротической выемки свидетельствует о более выраженном нарушении маточно-плацентарного кровообращения. При нарушении кровотока в одной маточной артерии ЗВРП выявляется в 13%, а в обеих — в 40%. При этом интервал между регистрацией изменений кривой скоростей кровотока (КСК) в маточных артериях и появлением клинических симптомов ЗВРП или гестоза может составлять от 4 до 16 недель.

При нарушении кровотока в маточных артериях в III триместре беременности отмечаются худшие перинатальные исходы, низкая масса новорожденных, высокая частота ЗВРП и досрочного родоразрешения. По данным A.Pogere и соавт. при нормальных КСК в маточных артериях при осложненном течении беременности родоразрешение проводится в среднем на сроке 37,6 недель, а при нарушении – в 31,1недели [1].

Кроме этого, необходимо проводить допплеровское исследование кровотока в артерии пуповины, так как частота ЗВРП достоверно выше при нарушении плодово-плацентарного кровообращения (55 и 15% соответственно). Повышенный интерес к артерии пуповины обусловлен тем, что ее единственным периферическим руслом является микроваскулярная сеть плодовой части плаценты. КСК в этом сосуде представляет информацию о состоянии сосудистого сопротивления плаценты. При поражении микрососудов ворсин и снижении их васкуляризации кровоснабжение плода ухудшается и часто развивается ЗВРП. При допплерографии в этих случаях регистрируется снижение диастолического компонента, что означает повышение периферического сосудистого сопротивления плодовой части плаценты.

При этом численные значения индексов сосудистой резистентности увеличиваются. В клинической практике особого внимания заслуживает критическое состояние плодово-плацентарного кровотока, что встречается при тяжелых формах ЗВРП. При этом обнаруживается нулевой или ретроградный (реверсный) кровоток в артерии пуповины. Регистрация критических КСК в артериях пуповины означает выраженное внутриутробное страдание плода. При этом в микрорусле плаценты движение крови по артериям пуповины в фазу диастолы резко замедляется или прекращается, при реверсном кровотоке – кровь во время диастолы направляется в обратную сторону, то есть к сердцу плода, а через аорту попадает в область низкой резистентности — мозговые сосуды плода. По данным М.В.Медведева и Е.В.Юдиной, от момента регистрации постоянного реверсного диастолического кровотока в артериях пуповины в конце II и в III триместре беременности обычно проходит не более 48-72 часов до внутриутробной гибели плода [2].

В последние годы все больший интерес вызывает исследование кровотока в средней мозговой артерии плода. Патологические КСК в мозговых сосудах плода, в отличие от артерии пуповины, характеризуются не снижением, а повышением диастолической скорости кровотока. Поэтому при страдании плода отмечается снижение индексов сосудистого сопротивления в мозговых сосудах. Увеличение мозгового кровотока является проявлением компенсаторной централизации плодового кровообращения при ЗВРП и внутриутробной гипоксии в условиях сниженной плацентарной перфузии и заключается в перераспределении крови с преимущественным кровоснабжением жизненно важных органов (полушария мозга, миокард) [2].

Таким образом, с внедрением в акушерскую практику современных методов оценки развития и состояния плода диагностика ЗВРП значительно улучшилась. Однако следует помнить, что ни один инструментальный метод не сможет заменить клинический опыт врача и исключить применение рутинных методов исследования.

Список литературы

  1. Медведев М.В. Допплеровское исследование маточно-плацентарного и плодового кровотока // Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике / под ред. Митькова В.В., Медведева М.В. — М.: Видар, 1996. — Т. II. — С. 256-279.
  2. Медведев М.В., Юдина Е.В. Задержка внутриутробного развития плода. — 2-е изд. — М.: РАВУЗДПГ, 1998. — 208 с.
  3. Стыгар А.М., Медведев М.В. Ультразвуковое исследование плаценты, пуповины и околоплодных вод // Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике / под ред. Митькова В.В., Медведева М.В. — М.: Видар, 1996. — Т. II. — С. 52-77.

Антропометрические показатели плода при различных формах задержки внутриутробного развития | Ни

1. Ни А., Фадеева Т.Ю, Жильникова О.Э. [и др.]. Особенности нутритивного статуса новорожденных детей, родившихся с задержкой внутриутробного развития // Тихоокеанский медицинский журнал. 2011. № 3. С. 74-75.

2. Медведев М.В., Михеева Н.Г., Рудько Г.Г., Лютая Е.Д. Основы ультразвукового исследования в гинекологии. М.: Реал Тайм, 2010.104 с.

3. Медведев М.В. Ультразвуковая фетометрия. М.: Реал Тайм, 2007. 60 с.

4. Мартынова И.В. Ведущие факторы риска и дифференциальная диагностика задержи внутриутробного развития плода: автореф. дис.. канд. мед. наук. М., 2006. 24 с.

5. Паллади Г., Илиади-Тулбуре К., Табуйка У Задержка внутриутробного развития плода: диагностика и оптимальный метод родоразрешения // Акушерство и гинекология. 2011. № 5. С. 45-48.

6. Сенькевич О.А. Микроэлементный дисбаланс в формировании патологии маловесных новорожденных на Дальнем востоке: автореф. дис.. д-ра мед. наук. Хабаровск, 2009. 28 с.

7. Серов В.Н. Синдром задержки развития плода // Русский медицинский журнал. 2005. № 1. С. 31-33.

8. Сундетова Р.А. Особенности ранней неонатальной адаптации доношенных и недоношенных новорожденных с задержкой внутриутробного развития: автореф. дис. канд. мед. наук. М., 2008. 23 с.

9. Фадеева Т.Ю. Клинико-функциональные особенности развития плода и новорожденного с задержкой внутриутробного развития: автореф. дис. канд. мед. наук. Владивосток, 2012. 23 с.

10. Флоренсова Е.В., Флоренсов В.В., Баряева О.Е. Задержка внутриутробного развития плода. I. Региональные нормативы, пренатальные и постнатальные критерии, частота, особенности течения беременности // Пренатальная диагностика. 2004. Т. 3, № 1. С. 34-41.

Определение звур

В литературе встречаются различные термины, которые обозначают данную патологию, это: гипотрофия и дистрофия плода; маловесные дети, несоответствующие гестационному сроку и др.

Задержка внутриутробного развития (ЗВУР или ЗВРП) отражает патологию со стороны самого плода, а также результат влияния на его развитие повреждающих факторов во время беременности.

ЗВУР можно определить, как отставание плода в массе, или росте, или ОГ более чем на 2 стандартных отклонения () и ниже среднего значения для данного гестационного возраста, либо, как массу тела при рождении <10 перцентилей (ниже среднего значения) для данного гестационного возраста.

Термин «ЗВУР» используют для обозначения хронического расстройства питания плода, сопровождающегося задержкой его внутриутробного развития, отставанием физических параметров, морфо- и функциональной незрелостью ряда органов и систем, снижением иммунологической реактивности и метаболическими расстройствами.

Частота распространенности звур

Ранняя неонатальная смертность в группе детей с задержкой внутриутробного развития в 4-8 раз выше по сравнению с детьми с нормальными показателями физического развития. У 50% детей с этой патологией регистрируются тяжелые острые и хронические заболевания. Частота рождения детей с ЗВУР зависит не только от тяжести, но и от длительности патологического воздействия на плод.

Возрастание частоты ЗВУР обусловлено, прежде всего, неудовлетворительным состоянием здоровья беременных и широким внедрением в практику здравоохранения комплекса лечебных мероприятий, направленных на сохранение беременности у больных женщин. В настоящее время доля беременных с экстрагенитальной патологией в нашей стране составляет 53,4%, а при использовании современных методов оценки здоровья населения, выявлено, что до 75% беременных имеют те или иные нарушения здоровья.

Классификация звур

В современном акушерстве и неонатологии выделяют две формы этой патологии: симметричную и асимметричную, которые различаются по этиологическому фактору, времени возникновения, степени нарушения состояния плода и прогнозу его жизнеспособности и в зависимости от клинико-морфологических характеристик выделяют 3 варианта: гипотрофический, гипопластический и диспластический.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗВУР

ЗВУР

Симметричный тип

Асимметричный тип

Схема 1. Классификация ЗВУР

В основе классификации лежат соотношения размеров окружности головы (ОГ), длины (ДТ) и массы тела (МТ) плода и новорожденного.

а) Симметричная ЗВУР ОГ = ДТ = МТ, (< 10 перцентилей, или > 2). Окружность головы, (ОГ), длина тела (ДТ) и масса тела (МТ) пропорционально снижены по сравнению с нормальными показателями для данного гестационного возраста.

Симметричная ЗВУР обусловлена либо снижением возможностей плода к росту вследствие генетических нарушений, внутриутробной инфекции, либо экзогенными факторами, действующими в ранние сроки беременности (неправильное питание матери, курение, употребление алкоголя, наркотиков). Симметричная форма ЗВУР развивается с ранних сроков беременности, для нее характерно равномерное уменьшение всех органов плода. 75% детей с этим типом ЗВУР имеют малые анатомические аномалии.

б) Асимметричная ЗВУР (ОГ = ДТ > МТ) <10 перцентилей). Эта форма возникает чаще в III триместре беременности на фоне плацентарной недостаточности, вызванной различными экстрагенитальными заболеваниями и осложнениями беременности.

Асимметричная форма ЗВУР характеризуется неравномерным развитием различных органов и систем. Масса тела плода уменьшена непропорционально по отношению к длине и окружности головы. Окружность головы и длина ближе к ожидаемым перцентилям для данного гестационного возраста, чем масса тела. В меньшей степени отстает в развитие головной мозг и скелет плода, в большей — страдают органы брюшной полости (прежде всего печень) и грудной клетки. Асимметричная гипотрофия может приводить к рождению ребенка с неполноценным развитием ЦНС, менее способного к реабилитации.

С широким внедрением в акушерскую практику ультразвуковой диагностики стало возможным антенатально выявлять форму и степень тяжести ЗВУР в результате сопоставления фетометрических показателей с таковыми, характерными для данного срока нормально развивающейся беременности:

— при I степени тяжести ЗВУР наблюдаются отставание до 2 недель,

— при II степени — в пределах 2-4 недель,

— при III степени — более 4 недель.

По времени развития выделяют три типа ЗВУР плода:

I тип — развивается до 24 недель беременности;

II тип — в 28-32 недели беременности;

III тип — после 32 недель беременности.

Перинатальные и отдаленные исходы у детей с синдромом задержки роста плода

В. Е. Радзинский, А. А. Оразмурадов, Е. А. Девятова

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом перинатологии Российского Университета Дружбы Народов

ул. Миклухо – Маклая, 8, Медицинский факультет, 117198, Москва, Россия

Т. В. Златовратская, Н. М. Старцева

ГБУЗ «Городская клиническая больница № 29 им. Н.Э. Баумана» ДЗМ

Госпитальная площадь, д. 2, 111020 Москва, Россия

Актуальность: в статье представлен широкий обзор литературы по проблеме хронической плацентарной недостаточности (ПН), и освещены взгляды, сложившихся на рубеже XX–XXI веков. ПН остается одной из наиболее актуальных проблем современного акушерства и перинатологии, так как перинатальная заболеваемость и смертность в большой мере определяются степенью тяжести ПН, а малый вес при рождении – фактор риска повышенной заболеваемости на протяжении всей последующей жизни ребенка и формирует перинатальную заболеваемость и смертность.

Перинатальные поражения центральной нервной системы приводят к возникновению неврологических осложнений различной степени тяжести, что существенно ухудшает качество жизни таких детей.

При изучении отдаленных исходов у детей с синдромом задержки роста плода (ЗРП) в анамнезе обращает на себя внимание не только большой удельный вес неврологических осложнений, но и высокая частота болезней органов дыхания и болезней крови.

Хроническая ПН остаётся ключевой проблемой акушерства, неонатологии, патологии анте- и перинатального периодов, поскольку функциональная недостаточность плаценты приводит к угрозе прерывания беременности, гипоксии, отставанию роста и развития плода, либо к его гибели ( Савельева Г. М., 1991; Бунин А. Т., 1993; Башмакова Н. В. и др., 1996; Макаров И. О., 1998; Радзинский В. Е., Милованов А. П. и др., 2004). Плацентарная недостаточность – это клинический синдром, отражающий патологическое состояние материнской (маточно – плацентарной) и плодной (плацентарно – плодной) частей плаценты, приводящее к замедлению развития и роста плода (Савельева Г. М. и др., 1991). Милованов А. П., (1999) предложил определение ПН: это клинико – морфологический симптомокомплекс, возникающий как результат сочетанной реакции плода и плаценты на различные нарушения состояния материнского организма. Клинически обоснована терминология и классификация ПН предложенная Радзинским В. Е. (1983, 2001): это поликаузальный синдром, возникающий как результат сочетанной реакции плода и плаценты на различные изменения в материнском организме, характеризующийся нарушением молекулярных, клеточных, тканевых и органных адаптационно – гомеостатических реакций фетоплацентарной системы и реализующийся в компенсированной, субкомпенсированной и декомпенсированной формах. Частота плацентарной недостаточности составляет 17 – 26%, не имеет тенденции к снижению и обусловливает до 47% перинатальных потерь (Колгушкина Т. Н., 2004). По данным Барашнева Ю. И. и др. (1997), частота ее колеблется от 3 – 4 % до 45 %, перинатальная заболеваемость достигает 700 %о, а смертность 24,2 – 177,4%о. По данным других исследователей, ПН составляет более 20% в структуре причин перинатальной смертности (Мурашко Л.Е., Бадоева Ф.С., Асымбекова Г.У., Павлович С.В., 1997).

К основным звеньям многогранного патогенеза ПН относят нарушения маточно – плацентарного и плодово – плацентарного кровотока, метаболизма, синтетической функции и состояния клеточных мембран плаценты, изменения иммунного статуса плода. Патология маточно – плацентарного кровообращения в свою очередь характеризуется тремя важнейшими моментами: нарушением притока крови в межворсинчатое пространство, затруднением оттока из него и локальными изменениями реологических и коагуляционных свойств крови.

Функциональная недостаточность плаценты оказывает прямое отрицательное воздействие на развитие плода и новорожденного, что проявляется характерной клинической симптоматикой, в частности синдромом ЗРП, который занимает важное место в структуре перинатальной смертности и оказывает отрицательное влияние на последующее развитие ребенка. (Борзова Н. Ю., Гагаева Ю. В. и др., 2004). Синдром ЗРП – одно из наиболее часто встречающихся состояний новорожденного (Афанасьева Н. В., Игнатко И. В., 2003). В акушерской практике, по данным Медведева Н. В., Юдиной Е. В. (1998), данная патология встречается в 5 – 31 % случаев.

Учитывая важность своевременной профилактики и диагностики ПН, необходима адекватная оценка степени риска ее развития. По данным Сидельниковой В. М. (2002), хроническая ПН наблюдается у каждой третьей женщины из группы высокого перинатального риска. Легко оцениваемым фактором риска является возраст матери до 18 и старше 35 лет. По данным Стрижакова А. Н. (2003), у 26 – 30 % беременных в возрасте до 20 лет выявляются признаки ПН, что создает угрозу развития ЗРП у данной группы беременных. При наличии экстрагенитальной патологии риск развития ПН составляет 24 – 45%. Важная роль в формировании ПН отведена заболеваниям сердечно – сосудистой и эндокринной систем, а болезни почек составляют до 9,5% среди факторов риска ее развития. Среди эндокринных заболеваний особого внимания заслуживает сахарный диабет. Популяционная частота сахарного диабета у беременных составляет 0,2 – 3,0%, однако среди беременных с ПН он встречается в 2 – 3 раза чаще. При этом частота гипотрофии плода составляет 35,5%, а отставание в росте плода, по данным ряда исследователей, отмечается уже в начале II триместра гестации.

В последние годы все больше внимания уделяется изучению внутриутробного инфицирования как этиологического фактора развития ПН. Так, при хронических неспецифических заболеваниях легких отмечается увеличение процента рождения детей с низкими весо – ростовыми показателями. При этом у 30,8% детей выявляются признаки внутриутробной инфекции. У беременных с ПН на фоне генитальных инфекций в 1,6 раза чаще наблюдается ЗРП, при этом в 2 раза чаще возникает ее симметричная форма.

Среди осложнений беременности, наиболее часто приводящих к развитию ПН, первое место занимает гестоз. При наличии ПН на фоне гестоза, частота ЗРП составляет 22,7 – 44%. Частота клинических проявлений ПН прямо пропорциональна тяжести гестоза и составляет при легкой, среднетяжелой и тяжелой степени 16, 22 и 62% для ЗРП соответственно (Федорова М. В. и др., 1997).

Существенную роль в патогенезе плацентарной недостаточности играет неполноценное питание беременных, прежде всего недостаток белков, жиров, витаминов. При отсутствии рациональной диеты частота ЗРП может достигать 16,2%.

Из данных акушерского анамнеза статистически достоверную связь с развитием плацентарной недостаточности имеют перенесенные ранее самопроизвольные аборты, антенатальная гибель плода и рождение детей с низкой массой тела.

Ранняя диагностика ПН и профилактическое лечение беременных групп высокого риска по развитию синдрома ЗРП позволяет предупредить декомпенсированные формы маточно – плацентарной дисфункции и прогнозировать благополучный исход беременности с высокой степенью вероятности (Афанасьева Н. В., Стрижаков А. П., 2004).

Выявление синдрома ЗРП и определение его формы является основной задачей эхографии при диагностике хронической ПН. ЗРП диагностируется при выявлении параметров фетометрии ниже 10 – го перцентиля или более чем на 2 стандартных отклонения ниже среднего значения для данного гестационного возраста. Некоторые исследователи допускают прогнозирование развития ЗРП по отклонению фетометрических показателей ниже 25 – го перцентиля (Федорова и др., 2001). Однако в этом случае вероятность подтверждения прогноза составляет только 70%.

При ультразвуковой (УЗИ) диагностике ЗРП, говоря о I степени тяжести, наблюдается отставание фетометрических параметров до 2 недель (34,2%), при II степени – в пределах 2 – 4 недель (56,6%), при III степени – более 4 недель (9,2%) от должных значений для данного гестационного срока. Клинически принято выделять симметричную, ассиметричную и смешанную формы данного синдрома. Ассиметричная форма встречается чаще симметричной, но развивается обычно позднее (в 30 – 34 недели гестации). Смешанная форма синдрома ЗРП характеризуется непропорциональным отставанием всех фетометрических показателей при наиболее выраженном отставании размеров живота и считается наиболее неблагоприятной. При обнаружении несоответствия одного или нескольких показателей показано произведение расширенной фетометрии. В то же время отставание фетометрических параметров не всегда позволяет уверенно диагностировать ЗРП. До настоящего времени остаются недостаточно разработанными вопросы тактики ведения беременных с симметричным отставанием размеров плода от срока гестации при отсутствии остальных проявлений ПН, поскольку имеются данные о том, что в этих случаях (генетически детерминированная малая масса, плод «small for date») перинатальные исходы не отличаются от таковых в популяции.

Экстрагенитальные заболевания матери в сочетании с акушерской патологией, реализуясь посредством различных патогенетических механизмов, приводят к единому результату – прогрессирующей ЗРП (Радзинский В. Е., Милованов А. П. и др.,2004). Многолетние наблюдения за развитием детей, родившихся у пациенток с диагностированной ПН, позволили сделать вывод, что акушерская патология обусловливает значительное увеличение перинатальной заболеваемости и является субстратом для возникновения многочисленных патологических изменений в организме ребенка, которые в течение первых лет жизни становятся основной причиной нарушения его физического, умственного развития и повышенной заболеваемости.

По данным Л. О. Бадаляна и др. (1983), более 60% всех заболеваний центральной нервной системы детского возраста связано с перинатальной гипоксией плода. Многие авторы (Paneth N., Stark R., 1983; Seidman D.S., Paz G., 1991 и др.) отмечают, что более половины энцефалопатий обусловлено не острой гипоксией при родах, а длительной, хронической гипоксией плода и новорожденного, нередко связанной с внутриутробной инфекцией. Дети, перенесшие острую гипоксию в родах, чаще имеют совершенно нормальное развитие в дальнейшем (Самсыгина Г.А. и др., 1995).

По данным А. Н. Стрижова и др. (1995), при декомпенсированной форме ПН перинатальная смертность достигает 50%, а заболеваемость новорожденных 100%. ЗРП формирует перинатальную заболеваемость и смертность, а также является фактором риска повышения заболеваемости на протяжении предстоящей жизни. Кроме того, у детей, родившихся маловесными, сокращается средняя продолжительность предстоящей жизни, в сравнении с детьми, не имевшими дефицита веса при рождении (Lithell. , 1999). Частота ЗРП по данным многих авторов колеблется от 3% до 22% у доношенных, от 18 до 24% у недоношенных, и не имеет тенденции к снижению (Белоусова В. Б., 1988, Ахмадеева Н. Э. и др., 1989; Радзинский В. Е. и др., 1990).

В структуре перинатальной смертности 23% – 25% занимает ЗРП и связанные с этой патологией осложнения. У 32,5% детей, родившихся с гипотрофией, в возрасте одного года сохраняются отклонения в физическом развитии.

Перинатальные поражения центральной нервной системы занимают одно из важнейших мест в структуре перинатальной заболеваемости по частоте и значимости и составляют 60 – 80% всех заболеваний нервной системы детского возраста ( Студеникин М. Я., Халлман Н., 1984; Яцык Г. В., 1989; Бадалян Л. О., 1989, Барашнев Ю. И., 1993). Перинатальные повреждения головного мозга характеризуются многофакторным генезом, но гипоксия является центральным патогенетическим фактором, приводящим к различным структурным и функциональным повреждениям и порокам развития центральной нервной системы. Характер церебральных изменений зависит от гестационного возраста в период развития патологии, времени действия гипоксии и её интенсивности (Студеникин М.Я. и др., 1993).

Серьёзные неврологические осложнения: такие как детский церебральный паралич, ретинопатиия недоношенных, глухота, грубая задержка темпов психомоторного развития, приводят к неполноценному развитию и снижению качества жизни у таких детей. Неврологические осложнения наиболее распространены у недоношенных детей. Частота неврологических нарушений легкой степени у этих детей составляет 10% – 45 %, тяжелой степени 7% – 9 % (Савельева Г. М., Федорова М. В., Клименко П. А., Сичинава Л. Г., 1991).

Снижение уровня смертности в последние годы сопровождается повышением процента инвалидизации (Cano A., Fons F., Brines J., 2001). Ведущее место среди причин детской инвалидности занимают болезни нервной системы, врождённая и наследственная патология, состояния перинатального периода (Емельянова А. С. 1999).

При снижении летальности новорожденных с массой тела при рождении 1500 г и менее до 49—57%, число выживших детей достигает 43—51%. Однако из выживших детей здоровыми оказываются не более 10—25%. Причем количество детей с тяжелыми психоневрологическими расстройствами может достигать 12—19% (Michelsson K., Lindahl E., Parre M.,1984; Lloyd B. W., 1984; Vohr B.R., Coll C., 1985).

Риск развития психоневрологических расстройств разной степени тяжести у новорожденных с очень низкой массой тела при рождении в 3 раза выше, чем у детей с нормальной массой тела при рождении. Для новорожденных с экстремально низкой массой тела (ЭНМТ) при рождении 1000 г и менее перинатальная смертность может достигать 64—85%, а число выживших детей — не более 15—36%. У выживших детей тяжелые инвалидизирующие расстройства могут пре­вышать 28%, а менее грубые психоневрологические нарушения до 44%. Причем, из выживших детей здоровые составляют не более 8—15% ( HirataT., Epcar J.R., Walsh A.,1983; Fleischman A. R.,1986). При сравнении перинатальных исходов в группах новорожденных с ЭНМТ, 1001 – 1500, 1501 – 2000 и 2001 – 2500 гр. Шалина Р. И. и др., 1999, пришли к заключению, что абдоминальное родоразрешение не позволяет полностью избежать развития мозговых дисфункций, но тем не менее способствует уменьшению числа детей с умеренно выраженными и тяжелыми нарушениями центральной нервной системы.

Изучение отдаленного катамнеза у детей группы высокого инфекционного риска от матерей с внутриутробным инфицированием также представляет большой интерес, поскольку имеются сведения, что у таких детей отмечаются симптомы поражения центральной нервной системы: отставание в психомоторном развитии, прогрессирующие нарушения зрения и слуха (Веденеева Г. Н. и др., 1997; Тареева Т.Г. и др., 1999; Hess D.,1993; Couvreus J. Et al., 1996).

По данным Волгиной С. Я. (2000), в структуре заболеваемости недоношенных детей с ЗРП, в различные периоды жизни выявлялись свои осо­бенности. Доминирующее положение занимают болезни ор­ганов дыхания. У детей раннего возраста второе и третье места за­нимали болезни нервной системы и крови. К 7 годам жизни у значительного количества детей, родившихся с признаками ЗРП, сохраняются изменения неврологического статуса. Развитие этой патологии соотносится со степенью отставания фетометрических показателей и выраженностью признаков внутриутробного страдания плода.

Вывод: состояние здоровья маловесных детей в перинатальном и отдаленном периоде не позволяет приуменьшить значимость проблемы плацентарной недостаточности в настоящее время, а лишь еще раз указывает на необходимость ее детального изучения, своевременной профилактики и лечения.

Список литературы:

  1. Афанасьева Н. В., Игнатко И. В. Особенности неврологического и психологического статуса детей первых лет жизни, рожденных с синдромом задержки роста плода // Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии М., 2003. — Т. 2. – №4. – сс.15-19.
  2. Афанасьева Н. В., Стрижаков А. Н. Исходы беременности и родов при фетоплацентарной недостаточности различной степени тяжести // Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. М., 2004. — Т. 3. — № 2. — сс. 7-13.
  3. Бадалян Л. О., Журба Л.Г. Детский церебральный паралич. Киев, 1983. — 326С.
  4. Барашнев Ю.И. Перинатальная неврология. Москва, 2001. — сс.439-448.
  5. Барашнев Ю. И., Бубнова Н. И., Сорокина З. Х. и др. Перинатальная патология головного мозга: предел безопасности, ближайший и отдаленный прогноз // Рос. вестн. перинатол. педиатр., 1998. — сс.4, 6-12.
  6. Емельянова А. С. Выживаемость и развитие маловесных детей. Дисс.канд….мед. наук. Воронеж, 1999. – 129С.
  7. Колгушкина Т. Н. Клиническая перинатология. Минск., 2004. — 272С.
  8. Медведев Н. В., Юдина Е. В. Задержка внутриутробного развития плода // Российская ассоциация врачей ультразвуковой диагностики в перинатологии и гинекологии. М.,1998. – 208С.
  9. Радзинский В. Е. Особенности развития плацентарной недостаточности при акушерской и экстрагенитальной патологии. Автореф. дис. …докт. мед. наук. -Л.,1985. — 40С.
  10. Радзинский В. Е., Милованов А. П. и др. Экстраэмбриональные и околоплодные структуры при нормальной и осложненной беременности. М., 2004. — 393С.
  11. Савельева Г. М., Федорова М. В., Клименко П. А. и др. Плацентарная недостаточность. М., 1991. — 276 с.
  12. Сичинава Л. Г. Перинатальные гипоксические поражения центральной нервной системы плода и новорожденного. Автореф.дисс. …докт. мед. наук. М., 1993.
  13. Стрижаков А.Н., Михайленко Е.Т., Бунин А.Т. и др. Задержка развития плода. Киев.: Здоров’ья, 1988. – 183С.
  14. Цхай В. Б. Перинатальные аспекты хронической фетоплацентарной недостаточности при внутриутробном инфицировании. Автореф. дисс. …докт. мед. наук. Томск, 2000. — 40С.
  15. Cano A. , Fons F., Brines J. The effects on offspring of premature parturition // Hum Reprod Update, 2001. — Sep-Oct. — 7(5): pр.487-494.
  16. Fleischman A.R. The immediate impact of the birth of a low birth weight infant on the family. Zero Three, 1986. — pр. 1-15.
  17. HirataT., Epcar J.R., Walsh A. Survival and outcome of infants 501 to750 gm. A six-year experience // J Pediatr, 1983. — рp.102, 741-745.
  18. Lloyd B. W. Outcome of very low-birth weight babies from Wolverhampton // Lancet, 1984. — Vol. 2. — ph. 739-744.
  19. Michelsson K., Lindahl E., Parre M. Nine-year follow-up of infants weighing 1500 g or less at birth // Acta Paediatr Scan, 1984. — рp. 73, 835-838.
  20. Vohr B.R., Coll C. Neurodevelopment and scool performаnce of very low birth-weight infants: A seven-year longitudinal study // Pediatr, 1985. — pp. 76, 345-349.

Вся информация носит ознакомительный характер. Если у вас возникли проблемы со здоровьем, то необходима консультация специалиста.

Читайте также

Обзор Республики Казахстан 06.09.2019 «ЗАДЕРЖКА РОСТА (ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ) ПЛОДА»

 Под задержкой роста плода  (ЗРП) понимают отставание размеров плода от предполагаемых при данном сроке беременности. Наибольшее распространение получило определение синдрома задержки роста плода как масса плода при рождении ниже десятого процентиля для данного срока беременности.
 СИНОНИМЫ ЗАДЕРЖКИ РОСТА ПЛОДА
 Задержка внутриутробного развития плода, внутриутробная задержка развития плода, синдром задержки развития плода, гипотрофия плода, fetal - rowth retardation (F- R), small for - estational a- e (S- A), small for date.  В настоящее время термины «задержка внутриутробного развития плода» и «внутриутробная задержка развития плода» не употребляют, так как они избыточны, включают одновременно два понятия с одинаковым смыслом — «внутриутробный» и «плод».
 КОД  ЗАДЕРЖКИ РОСТА ПЛОДА ПО МКБ-10
 Класс XV. Беременность, роды и послеродовый период (O00–O99)
Медицинская помощь матери в связи с состоянием плода, амниотической полости и возможными трудностями родоразрешения (O30–O48).
O36 Медицинская помощь матери при других установленных или предполагаемых патологических состояниях плода. 
Класс XVI. Отдельные состояния, возникающие в перинатальном периоде (P00–P96)
Расстройства, связанные с продолжительностью беременности и ростом плода (P05–P08)
P05 Замедленный рост и недостаточность питания плода.
P07 Расстройства, связанные с укорочением срока беременности и малой массой тела при рождении, не классифицированные в других рубриках.
 ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ЗАДЕРЖКИ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ПЛОДА
 Частота развития синдрома задержки роста плода варьирует в широком диапазоне: 5,0–17,6%. 
 КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДЕРЖКИ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ПЛОДА
 По данным ультразвуковой фетометрии выделяют следующие формы задержки развития плода:
 · симметричная форма* — пропорциональное уменьшение всех размеров тела плода по отношению к средним для данного срока беременности; 
· асимметричная форма — уменьшение только размеров живота плода по отношению к среднему для данного срока беременности (отставание более чем на 2 нед или размер менее 5-го процентиля для данного гестационного срока), остальные размеры в пределах физиологической нормы; 

Задержка внутриутробного развития и коррекция питанием

Задержка внутриутробного развития и коррекция питанием

Задержка внутриутробного развития и коррекция питанием

Белоусова Т. В.

Задержка внутриутробного развития (ЗВУР) рассматривается в рамках недостаточности питания и повышает риск заболеваний и смерти в любом периоде его жизни в 4-10 раз!

Недостаточность питания — дисбаланс между потребностью в пищевых веществах и их потреблением (совокупный дефицит энергии, белка и микронутриентов), который может негативно повлиять на рост, развитие ребенка и иметь другие существенные последствия.

ЗВУР — хроническое расстройство питания плода/ребенка, приводящее к замедлению его роста и развития, проявляющееся снижением антропометрических показателей (массы и длины тела, других параметров) относительно долженствующих для данного гестационного возраста: индекс морфологической зрелости может отставать на 2 и более недель.

Актуальность проблемы «маловесных детей» — с ЗВУР

Следует отметить, что из всех плодов с массой и/или длиной тела на уровне или ниже 10 процентиля — 40% это конституционально маленькие дети (small for gestational age (SGA)).

Частота ЗВУР в популяции РФ

* У практически здоровых беременных — 3-5%. Возможно, это дети SGA, которые случайно по каким-то параметрам попали в группу ЗВУР.

* При ОАГА и осложненной беременности — 10-25%.

* При преэклампсии (фетоплацентраной недостаточности) — 31-44%.

* Среди родившихся недоношенными — до 60%.

* ЗВУР при ВПР: ВПР — 14,2%, МВПР — 27,5%, при наследственной патологии — у 20%, при хромосомной — 50,4%, при генной — 49,6%.

* В Новосибирской области — ЗВУР у 3-6% от всех новорожденных (среди больных — 19%) = до 1,5-3 тыс. детей в год.

Особенности клинических классификаций

В акушерской практике — задержка внутриутробного роста плода (ЗВРП)

* По характеру изменений фетометрических параметров — симметричная и асимметричная формы.

* По сроку возникновения: ранняя и поздняя формы.

В неонатологической практике — ЗВУР

* По характеру изменений: гипотрофический, гипопластический, диспластический варианты или симметричный, асимметричный вариант

* По степени тяжести: легкая, средней тяжести, тяжелая.

Однако, в МКБ 10 отсутствует диагноз ЗВУР и клинические формы кодируются как:

* Р05.0 «Маловесный для гестационного возраста плод», который соответствует гипотрофическому (асимметричному) варианту ЗВУР.

* Р05.1 «Малый размер плода для гестационного возраста» — гипопластический (симметричный) вариант ЗВУР.

* Р05.2 «Недостаточность питания плода без упоминания о маловесном или маленьком для гестационного возраста» (без дефицита веса, но с признаками недостаточности питания) — диспластический вариант ЗВУР (?).

* Р05.9 «Замедленный рост плода неуточненный» — задержка роста плода БДУ.

Особенности гомеостаза у детей с ЗВУР

Для задержки выписки этих детей нет оснований. Как «практически здоровые» они направляются на поликлиническое наблюдение.

* ¾ детей с ЗВУР имеют проявления «энтеральной» недостаточности: панкреатическая (50%), билиарная, с-м мальабсорбции (25%).

* Катаболическая направленность белкового обмена на фоне снижения синтеза белка (ИКБ = α-1АТ/трансферрин).

* У каждого 5-го — гипокальциемия с повышением ПТГ и снижением кальцитонина (коррелирует с тяжестью гипотрофии).

* Нарушение метаболизма костной ткани — вялые темпы ремоделирования костной ткани.

* Истощение запасов гликогена.

* Более низкие значения кортизола и отсутствие кортизолового всплеска в момент рождения (что может стать причиной различных дезадаптационных нарушений в постнатальном периоде).

* Снижен уровень альбумина, тироксинсвязывающего преальбумина, трансферрина и ретинол-связывающего белка (особенно при гипотрофическом варианте). Чем более выражена ЗВУР, тем существеннее дефицит белка

* Нарушен обмен фолиевой кислоты — полиморфизм генов фолатного цикла С677Т (62,5%) гена MTHFR, G2756G (8,3%) гена MTR и А66А (34,8%) гена MTRR.

* Микро- и макроэлементный дисбаланс: незначительно повышено содержание токсических (Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Co) и значительно повышено содержание малотоксичных (Al, Ca, Mn, Zn, Na) элементов, снижен запас железа.

* Повышена частота полицитемии, гипогликемии, гипопротеинемии.

* Доношенные с ЗВУР в среднем на 680г легче детей, соответствующих сроку гестации. Из этих 680г — 27% за счет жировой массы и 73% за счет тощей массы.

Клинико-иммунологические особенности внутриутробных инфекций при ЗВУР (Ожегов А.М., Петрова И.Н., 2017г)

* Манифестное течение ВУИ.

* Полисистемность поражения.

* Клинический полиморфизм.

* Th2-направленность иммунного ответа с повышенной продукцией IFNγ, недостаточность системного и местного гуморального иммунитета, что является предиктором персистенции ЦМВИ в данной категории детей в течение первого года жизни.

Корректное медицинское сопровождение детей с ЗВУР рассматривают в качестве значимого снижения заболеваемости и младенческой смертности.

Особенности недоношенных детей с ЗВУР

Эта категория детей требует к себе пристального внимания и особого тщательного сопровождения. Впоследние годы (2015-2018 г.г.) было проведено большое количество исследований, которые позволили установить некоторые особенности разработать рекомендации с учетом таковых, что позволило улучшитьисходы.

* Изначально меньшая доля жира и быстрая прибавка объема жировой массы в неонатальном периоде («догоняющий» рост) — неблагоприятный признак дальнейшего развития и состояния здоровья. Композиция тела у них отличается выраженным белковым дефицитом даже при удовлетворительном росте. В этой связи, дети нуждаются в оценке нутритивного статуса и композиции состава тела с соответствующей своевременной коррекцией питания.

* Повышен риск формирования тяжелых форм БЛД (бронхолегочная дисплазия).

* Некоторые работы указывают на большую частоту неонатальных инфекций, т.ч. сепсиса.

* Чаще встречается метаболическая болезнь костей — «остеопения» недоношенных (связана в т.ч. с дефицитом фосфора при длительном парентеральном питании).

* Нарушение формирования нормальной микробиоты кишечника.

* Группа риска по гипотермии, гипогликемии, гипокальциемии, полицитемии, желтухе, НЭК, тромбоцитопении и ОПП (острое почечное повреждение), НЭК (некротический энтероколит),

.

По данным собственного сравнительного исследования среди глубоко недоношенных детей с ЗВУР (и без нее), было отмечено более «тяжелое» течение неонатального периода. Достоверно чаще встречались: ВПР, асфиксия, тяжелая БЛД, потребность в повторном введение сурфактанта, ретинопатия новорожденных (РПН), НЭК (разница не была достоверна, однако, среди детей с ЗВУР, оперативное лечение понадобилось в 25% случаев против 5% в группе без ЗВУР).

К моменту выписки дети с ЗВУР достигали постконцептуального возраста (ПКВ) 42 недель. Среди них ни один по графикам Фентон не достигли антропометрических значенийвыше 10 перцентиля, а доля детей ниже 10 перцентиля (в т.ч. ниже 3-го) составила 65%.

Дети без ЗВУР к выписке достигали ПКВ38 недель, из них 62% имели показатели выше 10 перцентиля, в 3 раза меньше детей имели показатели физического развития менее 3 перцентиля

Ближайшие и отдаленные последствия для здоровья

* Гетерохрония развития, высокая частота острых кишечных инфекций (ОКИ).

* У каждого 5-го медленный регресс последствий ППЦНС (перинатальных поражений ЦНС).

* В 2,4 раза чаще минимальная мозговая дисфункция (ММД), ДЦП, двигательные нарушения, когнитивные расстройства, у 32% детей с тяжелой ЗВУР отмечаются проблемы в обучении — не могут закончить полный школьный курс.

* Изменение метаболизма и композиции тела имевшее место у плода влияет на репродуктивную функцию в последующей жизни и последующее рождение этими женщинами маловесных детей.

* Среди детей с ХЗЛ — 74% с ЗВУР и 49% без ЗВУР.

Проблемы ЗВУР не ограничиваются анте- и неонатальным периодами. У этих детей в отдаленном периоде отмечаются: отставание в психомоторном развитии, задержка речевых и когнитивных навыков и функций, высокий уровень инфекционной заболеваемости. Все это приводит к усугублению расстройства питания с формированием стойкой недостаточности питания и белково-энергетической недостаточности, которая кодируется классом «Е» в МКБ X. Эти дети (особенно недоношенные) попадают в категорию FFT «Failure to thrive» («отказ процветать»), когда отмечается скудная прибавка массы тела, а иногда роста и формирования нервно-психических навыков. Такие дети нуждаются в консультированиидиетолога/нутрициолога.

Здоровье взрослых людей, рожденных с низкой массой тела

Значительно повышаются риски развития ряда заболеваний

* Метаболический синдром — в 1,7-2 раза.

* ИБС — в 1,5 раза.

* Гипертоническая болезнь — в 4 раза.

* Нарушение мозгового кровообращения — в 2 раза.

* Сахарный диабет — в 2,7-3 раза.

* Риск смерти в молодом и среднем возрасте от болезней ССС — в 1,5 раза.

Дальнейшие исследования показали, что это связано не столько с низкой массой тела при рождении, сколько с последующим скачком роста, т.н. «догоняющего роста». Оказалось, что это самостоятельный, независимый фактор риска повышенной заболеваемости во взрослом состоянии (вследствие экспрессии генов — маркеров «старения клеток»). В этой связи правомочна такая рекомендация, как «догоняющий рост» необходим, но не слишком быстро» (Национальная программа оптимизации ГВ детей первого года жизни в Российской федерации, 2019).

Внутриутробное и постнатальное программирование здоровья

Программирование свойств здоровья и фенотипических особенностей весь период детства с первостепенным участием питания.

Состояние здоровья трудоспособного населения через 20-25 лет определяется подходами к питанию детей в первые 1000 дней жизни ( антенатальном, неонатальном периодах и в первые 2 года жизни).

Первые 1000-1500 дней — критический период раннего развития — изменение функции генов (эпигенетическое влияние)

* Критический период настройки метаболизма.

* Самый активный период развития головного мозга.

* Рост органов и систем.

* Период адаптации пищеварительной системы и ее созревание.

* Критический период настройки иммунной системы, микробиома.

Изучением реальных взаимодействий между нутриентами и генами занимается наука нутригеномика/эпигенетика. Она объясняет механизм метилирования ДНК, который является фундаментальным и ответственным за эпигенетический контроль экспрессии гена. Изменение ДНК/экспрессии гена происходит на фоне недостаточности нутриентов, за счет чего изменение последовательности нуклеотидов преобразует ДНК в другой функциональный продукт, а это пожизненные изменения в свойствах «роста» органа, систем, регулируемых этим геном.

NB! Эпигенетические изменения накапливаются медленно, дозозависимы и потенциально обратимы. Поэтому коррекция питания в первые 1000 дней относится к эпигенетическим факторам, программирующим здоровье человека в разные периоды его жизни и способствующим снижению рисков развития заболеваний, относящихся к категории современных болезней — неинфекционной эпидемии.

Программирование питанием. Метаболический импритинг. Теория Баркера

Период внутриутробного и постнатального развития — критическое окно для программирования метаболизма. И нарушение питания (ЗВУР, низкая масса тела при рождении, плохое питание матери, ФПН) в этот период может перманентно изменять структуру/морфологию органов и систем, что, в свою очередь,в последующем способствует развитию метаболического синдрома, остеопороза, аллергических заболеваний, а также повышает риск развития хронических дегенеративных заболеваний, атеросклероза, ИБС и других заболеваний ССС, увеличивающих риски смерти в молодом возрасте.

Механизмы формирования хронических неинфекционных заболеваний:

* Снижается число гломерул и бета-клеток.

* Изменяется структура эндотелия сосудов.

* Снижается продукция некоторых ферментов.

* Развивается гиперплазия АКТГ-секретирующих клеток.

Это в свою очередь приводит к ряду физиологических последствий (эндотелиальная дисфункция, инсулинорезистентость и т.д.), которые являются основой для формирования вышеуказанных заболеваний в более старшем возрасте.

Выводы различных исследований относительно измененного метаболизма и морфологии органов вследствие дефицита питания (при наличии ЗВУР и низкой массы тела при рождении)

* Нарушение экспрессии ряда генов ангиогенеза — сужение и меньшая разветвленность сосудов.

* Снижение способности предшественников эндотелиальных клеток образовывать капилляры.

* Увеличение толщины интимы аорты и коронарных сосудов.

* Каждый дополнительный кг массы тела увеличивает количество нефронов на 250 тыс. и снижает риски ИБС на 10-20%.

* Увеличение размеров и числа адипоцитов — ф-р транскрипции дифференциации (PPAR) адипоцитов — нарушается метаболизм липидов.

NB! Наиболее неблагоприятно сочетание недоношенности и ЗВУР.

Механизмы, запускающие долгосрочные эффекты

* Меньшее число нефронов при ЗВУР связано с централизацией кровотока с «обкрадыванием» других органов и систем. Поэтому у таких детей выше риск развития почечной недостаточности и гломерулярной гипертензии в будущем.

* Специфические нарушения в ССС являются результатом гипоксии плода и повышенной сопротивляемости в сосудистом русле плаценты.

Оценка физического развития новорожденного

Согласно Приказу МЗ РФ №203н «Об утверждении критериев оценки качества оказания медицинской помощи», оценка физического развития новорожденных и их зрелости должна проводиться по центильным таблицам ВОЗ и по шкале Балларда (не позднее 36 часов от момента рождения).

Кроме того, существуют другие шкалы для оценки физического развития — SDS: Z-score позволяет точно оценивать антропометрические показатели, располагающиеся ниже 3-го и выше 97-го центиля и используется в 63 странах.

Для оценки развития недоношенных детей с момента рождения до 50 недели ПКВ используются графики Фентон.

В качестве стандартных шкал для оценки физического развития детей, используются стандартные карты роста программы ВОЗ Anthro Plus, 2009.

К категории современных и наиболее объективных шкал для оценки нутритивного статуса детей при рождении целесообразно использовать международные стандарты массы и длины тела, а также окружности головы INTERGROWTH-21. В отличие от программы Anthro Plus, они учитывают не только пол ребенка, но и гестационный возраст (24-42 недели) и могут применяться как у родившихся доношенными, так и у недоношенных детей. ЗВУР диагностируется при массе и/или длине тела менее 10 процентиля по отношению к гестационному возрасту. Важно отметить, что при тяжелой недостаточности питания (до 3 процентиля), требуется специальное консультирование и обследование, несмотря на сохранность витальной функции.

ЗВУР. Оптимизация баланса

Как было указано выше, проблему программирует не столько сам малый вес при рождении, сколько, в том числе, последующий быстрый скачок роста – «догоняющий рост».

В постанатальном периоде геном пластичный, а избыток белка и калорий является независимым факторомриска программирования ССЗ, метаболического синдрома и ожирения. Но, рассматривая риски неблагоприятного долгосрочного прогноза, нельзя не учитывать ближайшие последствия недостаточного питания ребенка: нарушение созревания мозга и восстановления структуры других органов и тканей, особенно нервной и иммунной систем, развитие дефицитных состояний (остеопения, анемия и т.д.).

Однако, оптимальная скорость постнатального роста детей, родившихся с ЗВУРдо сих пор не известна, а общепринятых рекомендаций повскармливанию детей с ЗВУР не существует в настоящее время. Поэтому в организации питания важно, на что указывает обновленная «Национальная программа по оптимизации питания детей первого года жизни в РФ», предотвратить избыточные прибавки массы тела после того как ее дефицит будет восстановлен и антропометрические показатели сравняются с средневозрастными стандартами.

Проблемы вскармливания маловесных детей связаны с функциональными особенностями:

* Незрелость кишечника, сниженное количество крипт.

* Сниженная функция ферментной и иммунной систем организма, повышенная восприимчивость к инфекциям и ускорению метаболизма.

* Дискоординация процессов глотания и сосания.

* Сниженная моторика ЖКТ.

* Сниженная секреция инсулина, инсулиноподобного фактора роста.

Итог: низкая толерантность к адекватному питанию, повышенные персонифицированные потребности.

* Плохая усваиваемость жирных кислот с длинной цепью (это нужно учитывать при выборе смеси).

* При передозировке аминокислотами — гипераммониемия и дополнительное повреждение ЦНС.

* Меньший объем желудка.

* Мальабсорбция жиров.

* Низкая переносимость осмотической нагрузки на ЖКТ.

* Более высокая частота вторичной лактазной недостаточности.

* Повышенная потребность в кальции, фосфоре, магнии и железе.

* Предрасположенность к гиперлипидемии.

* Сниженный почечный кровоток.

Общие принципы вскармливания детей с ЗВУР

* Приоритет — грудное молоко (НО! Не использовать обогатители грудного молока у доношенных детей).

* Оптимальный режим — свободное ГВ.

* При ИВ: дробное питание — частое кормление с уменьшением разового объема.

* При снижении сосательного рефлекса — кормление из бутылочки или через зонд.

* Расчет калорийности питания на фактическую массу тела.

* Независимо от степени тяжести ЗВУР, энергетическая ценность рациона повышается к 7-10 суткам жизни до 120-125 ккал/кг.

* При недостаточной прибавке — повышение до 135-1155 ккал/кг под контролем толерантности.

Предпочтение смесям «синбиотикам» (пре+пробиотики) + нуклеотиды, ДЦ ПНЖК, СЦТ.

Особенности организации вскармливания недоношенных с ЗВУР

* Следует проявлять особую осторожность в расширении питания у детей, родившихся при сроке гестации менее 29 недель с ЗВУР.

* Использовать максимально высокие допустимые дозы белка и энергии, рассчитанные на фактическую массу тела (с учетом осложнений, свойственных этим детям — нарушений углеводного обмена и дисфункций ЖКТ).

* На 2-м этапе выхаживания недоношенных с ЗВУР и потерей веса свыше 15% от массы тела при рождении, увеличить калорийность в неонатальном периоде до 130 ккал/кг/сутки с целью обеспечения опережающих темпов роста и обеспечить контроль за калорийностью питания на амбулаторном этапе.

Пути повышения обеспеченности пищевыми веществами и энергией детей с ЗВУР

* Грудное вскармливание или кормление грудным молоком +

* Специализированные смеси для недоношенных.

* Смеси на основе высоко гидролизованного белка с СЦТ.

Для сохранения материнского молока в максимально возможном объеме, целесообразно использовать смеси для недоношенных детей с уровнем белка ≥2,2 г/100 мл.

Специальные показания. Персонифицированный подход

* Низколактозные смеси при лактазной недостаточности.

* Антирефлюксные при синдроме рвоты и срыгиваний.

* Смеси «Комфорт».

* С повышенной квотой СЦТ при мальабсорбции.

* На основе частично и высоко гидролизованного белка с более высоким содержанием СЦТ.

* Аминокислотные смеси.

* Кисломолочные смеси.

Важные аспекты медицинского сопровождения (при наличии показаний)

* Ферменты поджелудочной железы при мальабсорбции.

* Фермент Лактаза при лактазной недостаточности.

* Энерготропная терапия (L-карнитин).

* Пробиотики.

* Витамины (особенно жирорастворимые Д, К, Е).

* Вакцинация, иммунизация.

Важно! «Патогенетической основой гипотрофии на современном этапе является не белково-энергетическое голодание, а нарушение метаболизма белка и энергетического баланса», что следует учитывать при выборе и расчетах питания, при выборе тактики ведения таких пациентов.

Результаты клинического исследования

Цель:

* Провести клинико-лабораторную оценку переносимости смеси на основе козьего молока Kabrita1 Gold у доношенных новорожденных и детей первых 3-х месяцев жизни с недостаточностью питания, в т.ч. родившихся с ЗВУР.

* Оценить динамику массы тела, переносимость, биохимические показатели и ОАМ, в т.ч. у детей с ЗВУР и легкой степенью недостаточности питания (46,7%) с исходными данными:

— признаки гастроинтестинальной дисфункции — 100%;

— недостаточная прибавка массы тела;

— в биохимии крови: общий белок в пределах нормативных значений, уровень альбумина и мочевины на нижней границе нормы.

Причины выбора смеси Kabrita1 Gold (до момента ее назначения дети получали стандартные смеси на основе сывороточного белка коровьего молока)

* Козье молоко — высоко диетический продукт, рекомендованный для питания ослабленных детей и взрослых, детей ЧДБ, при рахите, ХБЛ и хронических заболеваниях ЖКТ.

* Установленные ранее преимущества: лучшая усвояемость жира и железа; исчезновение кишечных колик; динамика массы тела, превышающая значения в сравнении с формулами на основе коровьего молока.

* Особенности состава: сывороточная формула, в казеиновой фракции доминирует β-казеин, сывороточный белок α-лактальбумин, малый размер жировых глобул, содержание белка 1,5 г/100 мл, синбионтная (содержит пре и пробиотики) и др.

Козье молоко по составу ближе к грудному, чем коровье

* Белки козьего молока по размеру и свойствам ближе к женскому молоку. Они легче усваиваются детьми на ИВ.

* Размер жировых глобул в 10 раз меньше, чем в коровьем.

* Белок богат β-казеином и почти не содержит as1-казеина, т.е. при переваривании формирует более мягкий белковый сгусток, легче переваривается.

* Содержит более высокое количество короткоцепочечных и среднецепочечных жирных кислот, что обеспечивает всасываемость в кишечнике непосредственно в венозную и более легкое усвоение.

* Более высокое содержание ненасыщенных жирных кислот.

Микроэлементы и витамины козьего молока

* В 1,5 больше железа, чем в коровьем и в 2,5 выше, чем в грудном молоке.

* Выше, чем в коровьем молоке: медь — в 1,7 раз, марганец — в 2,8 раза, молибден — в 1,4 раза. Они регулируют метаболические процессы и отвечают за кроветворение.

* В 2 раза выше витамин А и несколько выше витамин С.

* НО! В 5 раз ниже содержание фолиевой кислоты и в 4 раза витамина В12. Смесь Kabrita1 Gold обогащена ФК и В12, т. е. учтены особенности козьего молока

* Содержит большое количество биокомпонентов: тканевых гормонов и факторов роста, которые стимулируют клеточный рост и экспрессию различных функций, оказывают регулирующее влияние на иммунную систему (отсутствуют в коровьем молоке)

* Апокринная секреция: в молоко попадает большое количество клеточных элементов, в т.ч. и активных нутриентов.

Результаты.

* К концу 1-ой недели среднесуточные прибавки массы тела возросли с 15 до 25 г, к концу 2-ой недели составили, в среднем, 30-35 г.

* Значения уровня общего белка и альбумина — ближе к верхней границе нормы, мочевины в средних уровнях референсных значений.

* Отмена препаратов «симетикона» к концу 1 недели.

* При опросе матерей относительно толерантности к питанию и комфортности детей, получены исключительно положительные отзывы.

Выводы

Молочная смесь Kabrita1 Gold, содержащая пре- и пробиотики, может быть рекомендована в качестве базового питания для новорожденных и детей раннего возраста, особенно при умеренном дефиците питания и у детей, родившихся с ЗВУР. Смесь относится к продуктам с хорошей переносимостью при отсутствии грудного молока у матери.

Вопросы

Ребенку 1,2 года. Спинку нормально не держит, не стоит. В анамнезе ЗВУР. У матери было ЖДА, у ребенка в первые месяцы жизни также диагностировалась анемия. Что можно предлагать?

Необходима дополнительная оценка соматического статуса и консультация невролога. Важно понимать является ли это состояние следствием недостаточности питания или это исключительно неврологическая проблема.

Какими шкалами вы преимущественно пользуетесь для оценки физического развития новорожденных и оценки роста недоношенных детей? Как активно используются стандарты INTERGROWTH-21 в клинической практике педиатров в вашем регионе?

Мы используем центильные таблицы ВОЗ и графикиФентон. Стандарты INTERGROWTH-21 только начинают использоваться и дают возможность более точной оценки. Следует отметить, что «Национальная программаоптимизации питания детей первого года жизни в РФ», рекомендует к применению именно эти современные шкалы как у доношенных, так и у недоношенных.

Низкая масса тела при рождении = ЗВУР? Критерии постановки диагноза?

В Приказе №203н обозначено, что мы должны формулировать именно клинический диагноз, диагноз по МКБ 10не является клиническим, она обеспечивает единство методических подходов и является клинико-статистической. Таким образом, ориентируясь на приказ МЗ РФ, формулируем клинический диагноз, т.е. ЗВУР вариант и тяжесть

Нужно ли оценивать всех детей с ЗВУР по шкале Балларда?

Да. И только по этой шкале (согласно приказу №203н.)

Ваше отношение к препарату Элькар, который часто назначается при ЗВУР?

Положительное. Все препараты карнитина переключают митохондриальный метаболизм, поэтому чтобы улучшить энергетический потенциал клетки, их назначение целесообразно в течение длительного времени.

Как можно контролировать дефицит микроэлементов?

Такие исследования проводятся в некоторых лабораториях, но они очень трудоемкие и не точные (определяется накопление тех или иных микроэлементов в волосах).

В. Почему сигналы иногда выглядят асимметрично?

Когда я смотрю на форму волны записи вокала, она выглядит асимметричной, причем форма волны идет дальше выше точки пересечения нуля, чем ниже нее. Звучит нормально, так что же здесь происходит?

Это естественная асимметричная форма волны, построенная на основе линейной суммы основной косинусной гармоники и ее первых четырех гармоник (созданных в Adobe Audition). На этом изображении мы можем видеть, что по мере уменьшения амплитуды волны она устанавливается на нулевой линии. (красный).Отсутствует смещение постоянного тока. Эта простая синусоида имеет смещение постоянного тока, которое поднимает центр синусоидальной волны намного выше нулевой линии. По мере уменьшения амплитуды сигнала она остается значительно выше нулевой линии. Это типичный фазовый отклик «фазовращателя», который можно использовать для наложения симметрии на асимметричные формы сигнала путем регулировки фазового соотношения между основными и гармониками. По мере увеличения частоты сигнала постепенно применяется возрастающий отрицательный фазовый сдвиг, при этом самые высокие частоты смещаются на 360 градусов относительно самых низких частот.

Бруно Д’Кунья

Технический редактор SOS Хью Робджонс (Hugh Robjohns) отвечает : Этот вид асимметричной формы волны вполне естественен и нормален, и особенно часто встречается при записи речи и вокала, медных духовых инструментах, а иногда и струнных с очень тонким микрофоном. Конечно, многие перкуссионные звуки также поразительно асимметричны.

В эпоху «BC» (до компьютеров) мы не смотрели на формы сигналов, мы просто слушали их, и такая асимметрия в целом была неслышной и нас не беспокоила, хотя некоторые люди чувствительны к абсолютной полярности и действительно может сказать, инвертирован ли асимметричный сигнал. Об асимметрии формы волны известно очень давно, и в тех немногих областях, где она может быть проблемой (например, при обработке широковещательных сообщений), уже давно существуют технологии для ее устранения. Однако, поскольку DAW стала широко распространяться и повсеместно отображать форму сигнала, многие люди узнали об этом и задали тот же вопрос.

Эта асимметрия обусловлена, главным образом, двумя причинами, первая из которых — относительные фазовые отношения между основной гармоникой и различными гармоническими составляющими в гармонически сложном сигнале.Комбинирование сигналов разных частот с разными фазовыми соотношениями часто приводит к явно асимметричной форме волны, и эта асимметрия формы волны также часто изменяется и развивается со временем. Именно это происходит при наложении сложных связанных сигналов.

Другой фактор, связанный с этим, заключается в том, что многие источники звука по своей природе имеют «положительное смещение давления воздуха» из-за способа генерации звука. Чтобы говорить или петь, мы должны выдыхать, а чтобы играть на трубе, мы должны продувать воздух через трубку.Таким образом, в этих примерах для стороны сжатия звуковой волны доступно больше энергии, чем для стороны разрежения, и это также может способствовать асимметричной форме волны.

Как ни странно — и ошибочно — эту естественную асимметрию формы волны часто приписывают «смещению постоянного тока», но это совсем не так. Смещение постоянного тока — это особая неисправность, при которой изменяющееся напряжение аудиосигнала переменного тока смещается на постоянное напряжение постоянного тока, и « контрольным показателем » является то, что, хотя форма волны может выглядеть асимметричной, форма волны затухающего сигнала смещается (смещение) от центральная нулевая линия.

Смещения постоянного тока

практически не слышны в наши дни, но могут возникнуть в аппаратной аналоговой электронике в условиях неисправности. В цифровом мире очень ранние многобитовые аналого-цифровые преобразователи иногда страдали от проблемы с квантователем, которая, по сути, приводила к кодированию сдвига или смещения фиксированного уровня в значениях аудиосэмплов — цифрового эквивалента аналогового смещения постоянного тока.

Однако смещение постоянного тока можно очень легко скорректировать, пропустив звук через фильтр верхних частот, настроенный на низкую частоту (обычно 10 Гц или ниже).Важно исправить смещения постоянного тока, когда они все же возникают, потому что редактирование между аудиоклипом со смещением постоянного тока и без него приводит к громкому удару или хлопку в точке редактирования, что нехорошо!

Напротив, асимметрию естественной формы волны нельзя «скорректировать» с помощью фильтра высоких частот, и требуется более сложное решение, называемое «фазовращателем». Как правило, нет необходимости «корректировать» естественно асимметричный сигнал, но иногда асимметрия может ограничивать степень усиления сигнала, потому что более сильная половина формы волны достигает уровня ограничения раньше, чем более слабая сторона.Используя процесс фазовращателя для изменения гармонических фазовых соотношений, можно установить более сбалансированную симметрию, позволяющую применить немного большее усиление, прежде чем обе стороны достигнут уровня ограничения при одинаковой амплитуде. Асимметричные формы сигналов также могут иногда сбивать с толку схемы (или алгоритмы) определения уровня боковой цепи некоторых компрессоров, что приводит к менее эффективному сжатию, чем можно было бы ожидать.

Влияние симметричного и асимметричного направленного бинаурального прослушивания на понимание речи с окружающим шумом коктейльной вечеринки

Целью данного исследования является изучение приема речи нормально слышащими участниками при использовании различных методов направленной фильтрации в среде, где коктейльная вечеринка влияет на желаемый целевой речевой ввод, где и целевая речь, и шум поступают с разных направлений.Мы протестировали различные методы фильтрации с помощью алгоритмов формирования луча, применяемых к переносным микрофонным решеткам.

Алгоритм формирования луча в носимой встроенной системе

Степень эффективности методов формирования луча во многом зависит как от геометрии и размеров массива, так и от алгоритма формирования луча. Что касается геометрии, хорошо известно, что линейные массивы с равными интервалами настолько же директивны, насколько увеличивается количество микрофонов. Если датчики расположены линейно, решетка на низких частотах имеет такую ​​же направленность, насколько дальше друг от друга находятся первый и последний микрофон.Точно так же решетка направлена ​​на высоких частотах настолько, насколько ближе расположены два соседних микрофона (Brandstein 2000).

Это может быть недостатком, если такие технологии, как слуховые аппараты, как правило, все меньше и меньше, то есть с неизбежно малым количеством микрофонов (Chung 2004). Проблема частично компенсируется более желательной направленностью на высоких частотах, т.е. там, где клинические последствия потери слуха более заметны.

Устройство, использованное в этом исследовании, названо Glassense (Brayda et al.2015), использует два набора микрофонов для пространственной фильтрации звуков в частотном диапазоне человеческого голоса. То есть размеры массива, количество и расстояние между микрофонами совместимы с желаемой направленностью в диапазоне 250–4000 Гц, которые представляют собой частоты, на которых человеческий голос является более плотным (Killion and Mueller 2010). Более того, этот частотный диапазон перекрывается с диапазоном, который использовался в исследованиях с людьми с нарушением слуха, которые обычно используют слуховые аппараты с полосой пропускания, ограниченной до 8 кГц, как это сделано в Hornsby and Ricketts (2007) и Mens (2011).

Glassense имеет форму пары очков с микрофонными решетками, прикрепленными к дужкам и подключенными к портативной доской для разработки. Устройство позволяет слушателю использовать движение головы как пространственный селектор, указывая направление желаемого фокуса слушателя. Другими словами, направленный фокус фиксируется для наилучшего выполнения (т.е. для большей пространственной избирательности), когда человек «смотрит» на целевой источник речи, аналогично тому, что изображено на рисунке 1 (справа). На рисунке 2 показано ослабление, применяемое нашим направленным фильтром по отношению к направлению прихода звуков на различных частотах.

Рис. 2

Система Glassense. Звук, захваченный микрофонами, отправляется на плату обработки, которая выполняет фильтрацию и отправляет полученный сигнал на два монофонических наушника. Каждая 4-элементная микрофонная решетка передает аудиосигнал с формированием луча на ближайший ипсилатеральный наушник

.

Акустическая фильтрация основана на методе двустороннего сверхнаправленного формирования луча, который использует две решетки длиной L = 0,1 м с N = 4 всенаправленных микрофона MEMS каждая, с дискретизацией на частоте 16 кГц.Полоса частот, в которой решетка является более направленной, находится в диапазоне от 250 Гц до 4 кГц. Это гарантирует, что полоса находится значительно ниже частоты, на которой происходит пространственное искажение ( f псевдоним = 5,2 кГц), полученной с помощью известной формулы \ ({f} _ {alias} = \ frac {c * (N-1)} {2 * L} \), где c — скорость звука. Индекс направленности (DI) имеет среднее значение 8,6 дБ в такой полосе частот.

Как только звук улавливается микрофонными решетками, он отправляется на портативную доску обработки.Плата состоит из MIYR Z-turn, недорогой платы разработки на базе Linux, основанной на системе обработки ARM. Звук, записанный устройством, фильтруется доской и отправляется пользователю через наушники менее чем за 20 мс.

Участники

Мы набрали 15 человек с нормальным слухом (средний возраст 26, диапазон 22–36 лет). Каждый из них прошел аудиометрический тест (Inventis Piccolo Plus), где минимальный индивидуальный порог чистого тона между 500 Гц и 4 кГц (то есть частотный диапазон, в котором микрофонная решетка является директивным) должен был быть выше 20 дБСП.

Установка

Установка состояла из 4 динамиков Adam A5, размещенных на расстоянии 1 м от центра головы участника (см. Рис. 3): один спереди (0 °), один сзади (180 °) и два на обе стороны (90 ° –270 °). Колонки были подключены к ноутбуку с помощью деки Asus Xonar U7. Сценарий Python контролировал звук, воспроизводимый динамиками, и, в частности, интенсивность фонового шума и целевых предложений. В начале и в конце каждой экспериментальной сессии уровень звука динамиков проверялся шумомером Delta Ohm HD2010.

Рис. 3

Схема установки, используемой для оценки приема речи в шуме (слева) и участника, сидящего на неподвижном стуле в центре квадрата, лицом к фронтальному динамику (справа). Акустические завесы окружали установку, чтобы изолировать участника от внешней среды и уменьшить эффект отражения звука

Весь эксперимент проводился на площади 3,5 × 2,5 м, окруженной акустическими завесами HOFA STUDIO (коэффициент поглощения> 0.8 для частот выше 500 Гц) в большом помещении размером 5 × 8,8 м. Шторы позволили отдельно проанализировать вклад каждого из четырех динамиков, поскольку они минимизировали вклад реверберации.

Мы использовали устройство Glassense для фильтрации в реальном времени четырех источников звука и отправки обработанных звуковых сигналов в оба уха с помощью наушников Philips SHE3590PP. Две решетки в дужках можно было независимо запрограммировать для работы в двух режимах: либо решетка была направленной (использовались все четыре микрофона одного дужки), либо всенаправленной (использовался только микрофон, ближайший к ушам), см. Рис. .4 и 5.

Рис. 4

Полярная диаграмма диаграммы мощности направленного фильтрующего луча Glassense на различных частотах (90 ° = спереди, — 270 ° = сзади)

Рис. 5

Участник слушает через микрофонную решетку, встроенную в устройство Glassense, с шумоизолирующими наушниками, чтобы избежать утечки внешних звуков

В тех условиях, в которых это было запрошено, участники носили Glassense, слушая окружающие звуки через наушники устройства, прикрыв уши шумоизолирующими наушниками (3M PELTOR Optime 105 Earmuffs h20A), чтобы избежать утечки внешних звуков.

Стимулы

Целевые речевые стимулы состояли из 17 списков из 20 итальянских предложений. Мы решили избегать использования отдельных слов в качестве стимулов при оценке порогов восприятия речи в шуме коктейльной вечеринки, а выбрать короткие предложения, которые больше похожи на обычные слуховые ситуации (Canzi et al., 2016; Devocht et al., 2016). Поскольку разработанный протокол с четырьмя условиями требовал большого набора стимулов (340 предложений), мы объединили предложения с аналогичным содержанием и структурой из баз данных, используемых другими авторами.6 из 17 списков были составлены с использованием предложений, представленных в Cutugno et al. (2005) и десять списков взяты из (Bocca and Pellegrini 1950), из которых мы исключили некоторые конкретные предложения, содержащие старые и неиспользуемые термины. Аудиофайл доступен в дополнительном материале. Чтобы достичь нужного количества стимулов, мы создали еще один список, имитирующий имеющийся материал. Все предложения, использованные в исследовании, состояли из 4–6 общих слов. Все стимулы были записаны уникальным динамиком-мужчиной и были уравновешены, чтобы получить отношение сигнал / шум к шуму коктейльной вечеринки, равному 0 дБ.

Шум коктейльной вечеринки, который конкурировал с целевыми стимулами, представлял собой запись реальной обстановки коктейльной вечеринки, воспроизводимой всеми четырьмя динамиками, с фиксированным уровнем 65 дБА. Аудиофайл доступен в дополнительном материале. Интенсивность такого звука измерялась путем размещения фонометра там, где находилась голова участников. Важно отметить, что шум коктейльной вечеринки также воспроизводился с экологической точки зрения динамиком, который содержал целевой стимул, обеспечивая, чтобы шум шел с четырех сторон во всех условиях.

Все стимулы, использованные в исследовании, имели полосу пропускания 20 кГц.

Процедура

Участники удобно расположились в центре квадрата, по углам которого были размещены четыре динамика (см. Рис. 3). Участник должен был стоять лицом к лицу с фронтальным оратором, слушать предложения и повторять их, когда они прибывали из разных мест, с разными уровнями отношения сигнал / шум, где шум был коктейльной вечеринкой.

Каждый участник прошел четыре независимых аудиометрии, по одной для каждого из четырех участков целевой речи.Даже в этом случае стимулы были рандомизированы по местоположению говорящего. Это минимизировало возможные искажения из-за сосредоточения внимания на известных направлениях прибытия.

Независимая переменная исследования заключалась в модальности прослушивания, которая определяла четыре условия прослушивания: (1) Свободное ухо: прослушивание без устройства или дополнения (2) Всенаправленное: прослушивание через Glassense, установленное во всенаправленном режиме, то есть бинауральном прослушивание через один всенаправленный микрофон на каждый храм. Микрофоны находились над ушной раковиной: микрофон на левом / правом висках входил в левое / правое ухо через монофонический наушник (см.рис.4). Сигнал подвергается спектральной фильтрации в диапазоне частот устройства (250 Гц — 4 КГц) без направленной обработки. (3) Направленное прослушивание через Glassense, установленное в направленном режиме, то есть бинауральное прослушивание через четыре всенаправленных микрофона на каждый храм, вход которых объединяется посредством сверхнаправленного формирования луча, а затем спектрально фильтруется между частотным диапазоном устройства. Формированный лучом выходной сигнал от левого / правого храмовых входов к левому / правому уху через монофонические беруши.(4) Асимметричный прослушивание через Glassense, установленный в направленном режиме на левом виске и во всенаправленном режиме на правом виске. Это эквивалентно помещению левого уха в состояние Directional и правого уха в состояние Omnidirectional .

Зависимой переменной был порог приема речи (SRT), определяемый как значение отношения сигнал / шум, при котором участник может правильно угадать 50% представленных стимулов.

Каждое состояние было оценено с помощью четырех итеративных перемещающихся уровней аудиометрии из 20 испытаний (по одной для каждого направления).Каждая ступенчатая процедура позволяла оценить порог приема речи. Мы получили для каждого участника 16 оценочных значений СТО (4 состояния × 4 направления).

В частности, метод лестницы был подобен методу, представленному в Canzi et al. (2016). Первое из 20 испытаний для каждого направления состояло в предложении той же интенсивности, что и конкурирующий шум (65 дБ SPL), то есть с отношением сигнал / шум 0 дБ. SNR каждого стимула после первого рассчитывалось на основе предыдущего предположения (в том же направлении).Правильные ответы привели к снижению SNR на следующих стимулах и наоборот, чтобы приблизиться к порогу 50%. В пилотном исследовании мы подтвердили, что 20 испытаний было достаточно, чтобы прийти к надежной оценке SRT: оценка значения SNR, соответствующего SRT, была получена путем усреднения SNR шума коктейльной вечеринки из последних 7 испытаний. Интенсивность конкурирующего шума была фиксированной на протяжении всего эксперимента: вместо этого мы варьировали интенсивность звука целевого стимула, как это также было сделано в Canzi et al.(2016).

Предложения, поступающие с четырех сторон, чередовались случайным образом (т.е. участник не знал, откуда придет следующее предложение, и не мог его предсказать).

Анализ данных

Мы проанализировали распределения значений SRT: каждое распределение объединило оценочные значения SRT всех участников для каждого из четырех условий и каждого из четырех направлений. Цель исследования — выяснить, повлияли ли различные условия или направления на такое распределение.Все СТО имели нормальные распределения (критерий Шапиро – Уилка). СТО значит и s.d. приведены в таблице 1.

Таблица 1 Средние значения SRT и стандартные отклонения между условиями прослушивания и направлениями поступления стимулов

Первые двусторонние повторные измерения ANOVA показали, что на SRT влияли как условия прослушивания, так и направление прихода стимула (значение p << 0,001). Четыре односторонних повторных измерения ANOVA, по одному для каждого направления прихода, были выполнены для проверки значимости в условиях прослушивания (значения p << 0.001) с последующими парными испытаниями t в каждом направлении. Так как мы провели несколько сравнений, все тесты t были скорректированы с использованием частоты ложных обнаружений для каждого направления стимула. Статистические значения приведены в таблицах 2, 3, 4 и 5.

Таблица 2 p Значения СРТ для фронтальных стимулов Таблица 3 p Значения СТО для правых стимулов Таблица 4 p Значения СРТ для стимулов спины Таблица 5 p Значения СРТ для левых стимулов

Далее мы предполагаем, что два условия определены как разные, только если они соответствуют значениям p <0.05 в таблицах 2, 3, 4 и 5. Затем мы изобразим для каждого направления распределения SRT для четырех условий прослушивания на рис. 6. и представим на одной диаграмме только средние значения распределений SRT во всех направлениях. и условия на рис. 7.

Рис. 6

Коробчатая диаграмма значений SRT для каждого условия прослушивания в разных направлениях. В абсолютном выражении распределение SRT, которое имеет медианное значение SNR X , означает, что можно понять 50% предложений до SNR X дБ.Ниже 0 дБ энергия шума коктейльной вечеринки превышает энергию целевой речи. Следовательно, при сравнении распределений SRT, SRT с более низким SNR более устойчив к шуму вечеринки. Красные звездочки под полями указывают на то, что условия значительно отличаются от всех остальных на графике

. Рис. 7

Направленная диаграмма прослушивания: средние пороги восприятия речи участниками в четырех условиях прослушивания. Значение дальше от центра означает более низкий порог приема речи, т.е.е. лучшее понимание речи в шуме

Асимметричные музыкальные формы волны


Волны, воспроизводимые музыкальными инструментами (и человеческим голосом), часто имеют существенную асимметричную полярность (знак). Этот факт, как правило, упускается из виду в некоторых текстах, которые описывают звуки в терминах спектров мощности и частоты, не обращая внимания на то, что фазовое соотношение между гармониками может привести к довольно специфическим и асимметричным формам волн. Во многих текстах действительно показаны формы сигналов.В качестве примера два изображения, показанные ниже, были взяты из отсканированных страниц 12 и 13 книг Newnes Audio и HiFi Engineers Pocketbook от Capel.

В приведенном выше:

    (a) Glockenspiel
    (b) мягкое фортепиано
    (c) громкое фортепиано
    (d) труба

Громкие формы волны фортепьяно и трубы кажутся асимметричными, при этом эффект более очевиден для трубы. В вышеприведенном:
    (e) Валторна
    (f) Кларнет
    (g) Скрипка

Здесь отчетливо видно, что формы сигналов валторны и скрипки асимметричны.Стоит отметить, что форма и степень асимметрии зависят от воспроизводимой ноты, громкости и расположения микрофона. Приведенные выше формы сигналов являются типичными, но не окончательными. Например, хотя, как показано здесь, форма волны кларнета выглядит довольно симметричной, это не всегда так. Как правило, большинство музыкальных инструментов во многих случаях демонстрируют асимметрию на некоторых нотах. Литература показывает, что это верно даже для таких инструментов, как флейта, которая известна своей «чистотой» тонального цвета.

Подробный пример трубы.

Приведенные выше изображения немного страдают из-за того, что они являются сканированными изображениями, которые кажутся рисунками, нанесенными на формы сигналов, которые, вероятно, были получены с помощью фотографий осциллографических кривых. Это означает, что в них отсутствуют детали и они могут быть неточными. Нулевые уровни также опускаются, а волны отображаются только для нескольких циклов. Чтобы получить более точное представление, я написал программу, которая позволяла мне читать и отображать формы сигналов, записанные на коммерческих компакт-дисках.Это позволило мне построить более подробные графики, показанные ниже.

Выше показан один канал фрагмента из «So What» (Kind of Blue, Miles Davis, CD 460603 2). Он был взят из сустейной ноты на трубе. Выбранная часть показывает длительную ноту и момент, когда трубач перестает играть. Просмотр более ранних частей примечания показывает тот же устойчивый образец, что и здесь.

Для наглядности, на приведенном выше изображении увеличено несколько циклов, взятых с начала выбранного раздела.Это показывает меньшее количество циклов формы волны, но повторяющаяся форма более четкая, и ее легко увидеть по сильно асимметричным с отрицательными отклонениями пиковой амплитуды, которые примерно в три раза превышают величину пиковых отклонений положительной амплитуды.

Конкретная труба и компакт-диск были выбраны для ясности, поскольку они обеспечивают довольно редкую аранжировку. Однако аналогичные асимметричные паттерны распространены — на самом деле могут быть статистически более распространенными, чем симметричные — на большинстве музыкальных записей.В каждом из приведенных выше примеров красная линия используется для выделения нулевого уровня, при котором давление равно немодулированному значению окружающей среды.


Пример конкретной скрипки

В качестве второго примера мы можем использовать запись соло скрипки.

Выше показана форма волны, взятая из основной ноты скрипки. Речь идет о исполнении Равеля « Piece en forme de habanera », исполненного Леонидом Коганом на Revelation CD RV10020.Форма волны хорошо видна асимметрично. Интересно сравнить это со вторым примером, показанным ниже, взятым через несколько секунд на том же треке.

Интересно, что в первом случае шипы расположены «вверх», а во втором — «вниз». Причина этого не очевидна. Насколько мне известно, запись была сделана за один сеанс и представляет собой один дубль. (Длина дорожки всего 2 м 36 с.) Возможно, скрипач переместился, или изменение знака пика вызвано тем, что ноты имеют другую высоту.Интересная возможность состоит в том, что в одном случае нота была «смычком вверх», а в другом — «смычком вниз», поскольку мы можем ожидать, что направление сгибания будет значительным.


Можно неправильно понять последствия теории Фурье и подумать, что, поскольку формы волны могут быть представлены как последовательность компонентов синус / косинус, то, поскольку каждая компонента синусоиды имеет симметрию, результат также всегда должен быть симметричным. Это заблуждение, которое не принимает во внимание влияние относительных фаз компонентов в представлениях Фурье.В результате этого мы также должны иметь в виду, что частотные спектры мощности не раскрывают нам всей картины.

Приведенная выше форма сигнала иллюстрирует пример сигнала с явно асимметричной полярностью. Он состоит просто из линейной суммы основного косинуса и его первых четырех гармоник. Дело в том, что любая форма волны — симметричная или нет — может быть представлена ​​с помощью анализа Фурье как набор синусоидальных компонентов. Однако для сохранения информации о форме волны важны детали относительных фаз.В приведенном выше примере косинусная основная гармоника и гармоники находятся в фазе в момент времени = 0. Изменение фазового соотношения сохранит тот же спектр мощности и частот, но изменит фактическую форму сигнала.



Почему некоторые аудиосигналы ПОЛНОСТЬЮ асимметричны переходу через нуль?

Hey All,

Почему некоторые формы сигналов ТАК отличаются от точки пересечения нуля и снизу?

Я наткнулся на этот вопрос здесь:

Тема, в которой задаются вопросы, которые вы должны знать, но не знаете

. .. Но меня там не устраивают никакие ответы.

Совершенной симметрии явно не ожидал … но приблизительной.

Из того, что меня учили, все, что выше линии, имеет положительную амплитуду, все, что ниже — отрицательное. Я ожидал, что прежде, чем какая-либо волна повторит цикл одной, она пройдет примерно то же самое, что и другая … по сути, это «вперед-назад» вибрации, которую мы видим визуально.
… Но некоторые формы сигналов ДЕЙСТВИТЕЛЬНО неправильные.На ум приходит хай-хет 808; часто кажется, что амплитуда ЧИСТИЧНО положительная (или отрицательная) возвращается, как только достигает центра, создавая форму спинного плавника на горизонтальном пересечении нуля.

Вот изображение монофонической формы волны закрытого хай-хэта 808, загруженной в батарею:

… которая, похоже, почти полностью имеет отрицательную амплитуду. Я пропустил это через осциллограф, и он все тот же; очень отрицательная доминанта.

Респонденты в этом связанном посте предлагают следующие ответы:

a. ) ‘Одна частота будет симметричной, но гармоники / тембр вызывают это смещение.’

Это могло иметь какое-то отношение к этому AFAIK … но одно это объяснение не сокращает его в моей книге … гармоники в моем понимании были бы другими меньшими (более высокочастотными) волнами, «едущими» на более длинной волне. .. и будет делать это на положительных и отрицательных участках этой волны.

б.) «Объем».

Я не куплюсь на это: безусловно, более громкие звуки приведут к тому, что ОБЕИ положительные и отрицательные пики волны будут дальше от пересечения нуля.

Так может кто-нибудь указать, где я ошибаюсь с этими утверждениями … или предложить лучшее объяснение того, почему это происходит ??

Большое спасибо 🙂

Формула подгонки профиля асимметричной линии

Формула подгонки профиля асимметричной линии АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 505: L51L54, 1998 20 сентября
© 1998. Американское астрономическое общество. Все права защищены. Напечатано в США.

Лаборатория экспериментальной физики В. В. Хансена, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния 94305-4085;

rakesh @ quake.stanford.edu, [email protected]

Поступило 22 мая 1998 г .; принята к печати 24 июля 1998 г .; опубликовано 24 августа 1998 г.

РЕФЕРАТ

Собственные частоты Солнца обычно определяются путем подбора лоренцевых спектральных линий в спектре мощности. Это предполагает, что спектральная линия симметрична. Недавние наблюдения с помощью допплеровского тепловизора Майкельсона (MDI) на борту солнечной и гелиосферной обсерватории показали, что спектры мощности p -мод демонстрируют различную степень асимметрии.Асимметрия линий является внутренним свойством солнечных колебаний и зависит от свойств источника возбуждения и фонового шума, связанного с колебаниями. Пренебрежение асимметрией приводит к систематическим ошибкам в определении частот и, таким образом, влияет на результаты инверсий. В этом письме мы используем простую физическую модель, чтобы получить новую формулу подгонки, которая учитывает эффекты асимметрии. Затем он тестируется на искусственных и реальных данных MDI для солнечной энергии. Сравнение результатов симметричной аппроксимации с результатами асимметричной показывает, что имеет место систематический сдвиг собственных частот.Наша формула даст более точные оценки собственных частот Солнца, что важно для повышения точности гелиосейсмических инверсий.

Предметные рубрики: Солнце: внутреннее Солнце: колебания


Основная цель гелиосейсмологии — вывести внутреннюю структуру и вращение Солнца по наблюдаемым собственным частотам нормальных мод колебаний. Собственные частоты Солнца обычно определяются исходя из предположения, что спектр мощности симметричен и может быть аппроксимирован лоренцианом.Это явно не так. Недавние исследования (см., Например, Duvall et al. 1993; Gabriel 1993; Abrams & Kumar 1996; Roxburgh & Vorontsov 1997; Nigam et al. 1998; Rosenthal 1998) показали, что пики в спектрах мощности асимметричны. Асимметрия вызвана интерференцией между волной, направленной наружу от источника, и соответствующей волной, направленной внутрь, которая проходит через область распространения волны. Также важно взаимодействие между волной и частью фонового шума, которая связана с источником, ответственным за возбуждение волн.Колебания интенсивности и скорости Солнца обычно наблюдаются по вариациям линии поглощения. Эти вариации состоят из двух частей: режимов солнечных колебаний и шума грануляции. Поскольку режимы колебаний возбуждаются грануляцией, сигнал грануляции (шум) частично коррелирует с колебаниями. По данным Goode et al. (1998) солнечные колебания возбуждаются в межзеренных темных полосах. Таким образом, наблюдаемые вариации интенсивности и скорости имеют шумовую составляющую, которая вызвана непосредственно темными полосами и коррелирует с амплитудой колебаний.На линию поглощения влияют колебания в моде p и солнечная грануляция (из-за флуктуаций интенсивности и выброса), которые модулируют и сдвигают линию. Более конкретно, флуктуации интенсивности формируют коррелированную составляющую шума, которая отвечает за изменение асимметрии в спектре мощности интенсивности.

Асимметрия линий в спектрах солнечной энергии изменяет частоты, полученные в предположении, что линии симметричны.Rhodes et al. (1997) наблюдали, что когда асимметричные профили линий данных скорости подбираются симметричной формулой, результирующая частота смещается на значительную величину. Toutain et al. (1997) наблюдали разницу частот порядка 0,1 Гц между интенсивностью и скоростью для режимов с малым угловым градусом, когда выполняются подгонки Лоренца. Это предполагает, что для измерения собственных частот Солнца следует использовать формулу асимметричной аппроксимации вместо обычных лоренцевых аппроксимаций.

В § 2 мы описываем формулу асимметричной подгонки, которая была выведена из физического понимания асимметрии. Вывод учитывает изменение асимметрии между скоростью и интенсивностью, когда в данных присутствует коррелированный шум (Nigam et al. 1998). Коррелированный шум превышает определенный порог, чтобы обратить асимметрию в спектре мощности интенсивности, но мал в спектре скоростей, чтобы сохранить его асимметрию. Мы используем простую модель, чтобы вывести формулу аналитической подгонки, поскольку полная модель Солнца сложна и требует численного решения.В § 3 мы используем нашу формулу для аппроксимации теоретических спектров скорости и давления (интенсивности). Это сравнивается с симметричной лоренцевой аппроксимацией, и обсуждаются отклонения от вычисленных теоретических собственных частот. В § 4 мы повторяем подгонки для данных доплеровского тепловизора Майкельсона (MDI).

Физически солнечные акустические моды формируются резонансами акустической полости под поверхностью Солнца. Форма и размер полости зависят от скорости звука и стратификации плотности, а также от угловой степени моды.В общем, полость Солнца довольно сложная. Однако некоторые основные особенности асимметрии линий можно объяснить, аппроксимируя полость как прямоугольную потенциальную яму V ( r ) шириной a с бесконечным потенциалом в нижней точке поворота r = 0 и конечным высота в верхней точке поворота r = a (Abrams & Kumar 1996). Эта высота соответствует квадрату акустической частоты отсечки (/ 2), а ширина a относится к угловому градусу l моды.Для простоты в этой задаче предполагается, что скорость звука c постоянна. Эффект демпфирования включен в комплексную частоту = (+ i ), где коэффициент представляет собой коэффициент демпфирования, а — частоту. Источник дельта-функции размещен внутри резонатора при r = r . Итак, мы запишем приведенное волновое уравнение для возмущения давления как

, где пропорционально возмущению давления.

Уравнение (1) решается аналитически с использованием граничного условия, которое = 0 при r = 0, и применения условия излучения Зоммерфельда вдали от верхней точки поворота r = a .Это дает функцию Грина G для (которая пропорциональна возмущению давления) в конкретной точке наблюдения r = r ; это можно принять за верхнюю точку поворота r = a без потери общности. Если мы определим = (-), функция Грина может быть записана как

Новая формула для подбора связанных состояний (моды с частотами меньше акустической частоты отсечки) выводится из уравнения (2).При выводе предполагается, что затухание намного меньше частоты, что справедливо для мод солнечной энергии p . Затем мы подставляем выражения для и в уравнение (2) и расширяем для малого. Используя условие собственных значений при =, ( a / c ) + w ( a / c ) = 0 (где w = -), мы получаем комплексную амплитуду давления возмущение A :

Здесь X = (-) /, = a / c , A = A c /, A — амплитуда моды, которая была умноженное на функцию Грина, p = p +, p = d / c , sin / и d = a r — глубина источника ниже верхняя точка поворота.Чтобы объяснить изменение асимметрии между скоростью и интенсивностью (эквивалентное возмущению давления), к амплитудному сигналу A добавлен коррелированный шум N , связанный с грануляцией (Nigam et al. 1998). Тогда мощность будет равна P =. Это дает тригонометрическое выражение для мощности, которое можно использовать для подгонки пиков и провалов (минимальные точки в спектрах мощности) в спектрах мощности.

Это выражение для мощности можно расширить для малых X , чтобы получить более практичную полиномиальную формулу:

, где x = 2 (-) /, циклическая частота = / 2, = / 2, A = 4 A (1- q ), B = 0.5 ( N A q ) A (1- q ), q = p и = a / c . Здесь B l — это некоррелированный линейный фон, а N — коррелированный шум. При использовании уравнения (4) в качестве формулы подгонки для профиля линии подходящими параметрами являются A , B , затухание (которое связано с шириной модовой линии) и собственная частота. Параметр B регулирует асимметрию.Он положительный для положительной асимметрии (больше мощности на конце пика с более высокой частотой) и отрицательный для отрицательной асимметрии (больше мощности на конце пика с более низкой частотой). Он содержит эффекты коррелированного шума и источника — двух факторов, ответственных за асимметрию. Знак B меняется при изменении знака N . Когда B = 0 (отсутствие асимметрии), первый член в уравнении (4) сводится к обычному лоренцеву профилю. Без коррелированного шума частоты впадин в спектрах мощности определяются характеристиками источника и структурой Солнца.Добавление коррелированного шума сдвигает эти частоты.

Другие исследователи вывели формулы аппроксимации (см., Например, Duvall et al. 1993; Gabriel 1993; Appourchaux et al. 1995; Abrams & Kumar 1996; Rhodes et al. 1997; Rosenthal 1998), но их модели не объясняют обратное асимметрии между скоростью и интенсивностью. Например, формула полиномиальной подгонки линий, полученная Розенталем (1998) (его уравнение [45]), отличается от нашей формулы в уравнении (4), потому что его формула не содержит коррелированного шума, который отвечает за изменение асимметрии между интенсивностями и скорость.Другими важными особенностями нашего профиля (уравнение [4]) являются то, что он всегда положительный и, как показано ниже, достаточно хорошо соответствует теоретическим спектрам мощности стандартной солнечной модели и наблюдениям MDI.

Одновременная аппроксимация спектров скорости и давления углового градуса l = 200 выполняется по приведенной выше формуле. Подгонка выполняется с использованием стандартного алгоритма нелинейной минимизации. Мы минимизируем ошибку 2 , определяемую как квадрат разницы между мощностью, оцененной по приведенной выше формуле, и мощностью, полученной из теоретических спектров мощности, суммированной в подходящем диапазоне частот, чтобы изолировать моду.Теоретические спектры мощности генерируются из функции Грина для приведенного волнового уравнения, как описано в Nigam et al. (1998). Для мод со средним угловым градусом l эффектами сферической геометрии можно пренебречь. В плоскопараллельном приближении приведенное волновое уравнение можно записать в виде

, где пропорционально лагранжевому возмущению давления p , r — радиус, — частота, а c — равновесный звук. скорость.В уравнении (5) играет роль акустического потенциала (Gough 1993) и рассчитывается по солнечной модели. Для акустических мод мы пренебрегаем формулой Гофа, поскольку она очень мала по сравнению с. Оба и c являются функциями радиуса. S — это комбинация исходных членов, которые включают колеблющуюся силу напряжения Рейнольдса, и источник массы q . Функция Грина G ( r , r ) уравнения (5) для источника с дельта-функцией при r = r находится численно с использованием стандартной солнечной модели Christensen-Dalsgaard et al.(1996). Мы используем отражающие граничные условия в нижней и верхней точках поворота. К функции Грина мы добавляем шум N (), который коррелирован с функцией источника s (), и некоррелированный шум B (). Тогда для возмущения давления получаем

, где G пропорционально G . Спектр мощности возмущения давления рассчитывается по функции p () (см. Рис. 4 b Nigam et al.1998). Аналогичным образом находится спектр мощности скорости.

Собственные частоты солнечной модели определяются численно из уравнения (5) без источникового члена. Первые пять мод (связанных состояний с частотами меньше акустической частоты отсечки) двух спектров аппроксимируются с использованием как асимметричной формулы, так и лоренцевского профиля. При использовании асимметричной формулы алгоритм подгонки быстро сходится к той же подгоночной частоте для спектров мощности как скорости, так и давления.Это не так для лоренцевых аппроксимаций, где сходимость медленная. Асимметричная аппроксимация для n = 5 показана вместе с вычисленной собственной частотой на рисунке 1. Подборки неотличимы от теоретических спектров с максимальным отклонением 0,003%. Затем полученные подобранные частоты сравниваются с вычисленными собственными частотами на Рисунке 2 a . Мы видим, что отклонение от истинных собственных частот более выражено для лоренцевой аппроксимации, чем для асимметричной формулы, которая дает значения, очень близкие к собственным частотам.

Рис.1 Рис.2

На рисунке 2 b мы показываем параметр асимметрии B для пяти режимов. Параметр асимметрии отрицательный для скорости и положительный для спектров мощности давления. Эта разница в асимметрии наблюдается и в реальных спектрах солнечной энергии. Хорошее согласие, полученное с использованием уравнения (4) в качестве подгоночной формулы, означает, что формула, хотя и получена для простого потенциала, достаточно точна для реалистичной модели Солнца.

Чтобы выполнить одновременную аппроксимацию усредненных по м спектров скорости и интенсивности, мы вычисляем сферические гармонические преобразования (SHT) полных изображений скорости и интенсивности диска с помощью прибора MDI (Scherrer et al.1995). После заполнения пробелов в SHT они подвергаются преобразованию Фурье, чтобы получить спектры мощности, сдвинутые по частоте в соответствии с законом вращения Солнца и усредненные по угловому порядку м . Чтобы упростить сравнение, мы выбрали 60 дней с 14 апреля 1997 года по 12 июня, для которых были доступны одновременные изображения скорости и интенсивности.

Подгонка этих спектров мощности для углового градуса l = 75 и порядка n от 3 до 8 выполняется с использованием асимметричной формулы.Техника аналогична описанной в предыдущем разделе. Здесь мы не представляем посадки для l = 200, потому что пики не разрешены должным образом, а посадки искажаются утечкой l . На рисунке 3 мы видим, что асимметричная формула достаточно хорошо соответствует данным с максимальным отклонением 10%. Из подгонок мы получаем небольшую разницу в частоте между скоростью и интенсивностью, которая намного меньше, чем полученная при подборе лоренцевой функции, как показано на рис. 4 a .На Рисунке 4 b показан параметр асимметрии B как для скорости, так и для интенсивности. Этот параметр, который контролирует асимметрию, уменьшается с частотой и достигает минимума примерно на 3 мГц. Это согласуется с низкими значениями -1 Toutain et al. (1998), используя ту же асимметричную формулу.

Рис.3 Рис.4

Мы исследовали форму спектральных линий мод солнечных колебаний, используя как теоретические модели, так и данные наблюдений из солнечной и гелиосферной обсерватории ( SOHO ) / MDI.Получена новая формула аппроксимации спектров мощности колебаний скорости и интенсивности Солнца. Было показано, что формула обеспечивает точную оценку собственных частот при применении к смоделированным и MDI-спектрам скорости и мощности.

Мы хотим поблагодарить П. Х. Шеррера, Т. Дюваль, Дж. Скоу и Р. Брейсвелла за полезные обсуждения. SOHO — это проект международного сотрудничества между ESA и NASA. Это исследование поддерживается контрактом SOI-MDI NASA NAG5-3077 в Стэнфордском университете.

  • Abrams, D., & Kumar, P. 1996, ApJ, 472, 882 Первая ссылка в статье | IOPscience | ADS
  • Appourchaux, T., Toutain, T., Gough, D. O., & Kosovichev, A. G. 1995, в ASP Conf. Сер. 76, GONG ’94: Гелио- и астеро-сейсмология с Земли и космоса, изд. Р. К. Ульрих, Э. Дж. Родс-младший и В. Даппен (Сан-Франциско: ASP), 314 Первое цитирование в статье | ADS
  • Christensen-Dalsgaard, J., et al. 1996, Наука, 272, 1286 Первое цитирование в статье | Crossref | ADS | PubMed
  • Дюваль, Т.Л., младший, Джеффрис, С. М., Харви, Дж. У., Осаки, Ю., и Померанц, М. А. 1993, ApJ, 410, 829 Первое цитирование в статье | Crossref | ADS
  • Габриэль, М. 1993, A&A, 274, 935 Первое упоминание в статье | ADS
  • Гуд, П. Х., Строус, Л. Х., Риммеле, Т. Р., и Стеббинс, Р. Т. 1998, ApJ, 495, L27 Первое цитирование в статье | IOPscience | ADS
  • Гоф Д. О. 1993, в Astrophysical Fluid Dynamics, ed. Дж. П. Зан и Дж. Зинн-Джастин (Амстердам: Elsevier), 399 Первое цитирование в статье | ADS
  • Нигам, Р., Косовичев, А. Г., Шеррер, П. Х., & Скоу, Дж. 1998, ApJ, 495, L115 Первое цитирование в статье | IOPscience | ADS
  • Rhodes, E.J., Jr., et al. 1997, Sol. Phys., 175, 287 Первое цитирование в статье | Crossref | ADS
  • Rosenthal, C. S. 1998, ApJ, в печати (astro-ph / 9804035) Первое цитирование в статье | ADS | Препринт
  • Роксбург, И. В., & Воронцов, С. В. 1997, MNRAS, 292, L33 Первое цитирование в статье | ADS
  • Scherrer, P.H., et al. 1995, Sol. Phys., 162, 129 Первое цитирование в статье | Crossref | ADS
  • Toutain, T., et al. 1997, Sol. Phys., 175, 311 Первое цитирование в статье | Crossref | ADS
  • . 1998, ApJL, представил первую ссылку в статье

Изображение полностью (46кб) | Обсуждение в тексте
РИС. 1.Асимметричная аппроксимация для l = 200, n = 5 теоретических спектров мощности (логарифмическая шкала), которые были нормированы относительно его максимального значения: ( a ) спектр скорости и ( b ) спектр давления .Пунктирной линией показана вычисленная собственная частота. Подгоняемый профиль неотличим от теоретического профиля с максимальным отклонением 0,003%.

Изображение целиком (50кб) | Обсуждение в тексте
РИС. 2. ( a ) Квадраты обозначают отклонение (в единицах наногерц) асимметрично подобранных частот от вычисленных собственных частот, треугольники обозначают отклонение подобранных по лоренцеву частот теоретического спектра мощности давления для l = 200, а ромбы — отклонение лоренцевой аппроксимации частот спектра мощности скорости от вычисленных собственных частот.( b ) Треугольники представляют безразмерный параметр асимметрии B для спектра мощности давления, а ромбы представляют безразмерный параметр асимметрии B для спектра мощности скорости.

Изображение целиком (45кб) | Обсуждение в тексте
РИС. 3. Асимметричная аппроксимация для спектров мощности l = 75, n = 3 (логарифмическая шкала), которые были нормализованы относительно его максимального значения. Сплошная кривая — спектры МДИ, пунктирная кривая — аппроксимация.( a ) Доплеровская скорость и ( b ) интенсивность континуума. Пунктирная линия показывает подобранную собственную частоту, которая представляет собой среднее значение скорости и интенсивности. Видно, что посадки достаточно хороши с максимальным отклонением 10%.

Изображение полностью (52кб) | Обсуждение в тексте
РИС. 4. ( a ) Квадраты обозначают разницу (в единицах наногерц) между асимметрично подобранными частотами интенсивности со скоростью, а ромбики — отклонение соответствующих частот, подобранных по Лоренцеву, спектров мощности MDI для l. = 75.( b ) Треугольники представляют безразмерный параметр асимметрии B для спектра мощности интенсивности, а ромбы представляют безразмерный параметр асимметрии B для спектра мощности скорости.

Черепа древних китов и направленный слух: извилистая история

ANN ARBOR — Искривленные черепа, возможно, помогли ранним китам различать направление звуков в воде и не являются единственной, как считалось ранее, более поздней адаптацией, связанной с эхолокацией.Исследователи из Мичиганского университета сообщают об этом в статье, которая будет опубликована онлайн в Proceedings of the National Academy of Sciences в течение недели 22 августа.

Асимметричные черепа — хорошо известная характеристика современной группы китов, известной как odontocetes (зубастые киты). У этих китов также сильно модифицированные носовые структуры, с помощью которых они издают высокочастотные звуки для эхолокации — своего рода биологический сонар, используемый для навигации и поиска пищи.Другая современная группа китов, mysticetes (усатые киты), имеет симметричные черепа и не эхолоцирует.

Трехмерная модель асимметричного черепа кита-археоцета Basilosaurus isis, рассчитанная на основе компьютерной томографии. Обратите внимание на искривление влево среднего шва черепа (красная линия). На весь череп действует скручивание по часовой стрелке, если смотреть с головы вперед (символизируется завихрением). Асимметрия — это недавно идентифицированная характеристика археоцета, эволюционировавшая в связи с направленным слухом в воде.Предоставлено: Джулия М. Фальке. Эти наблюдения заставили ученых поверить в то, что археоцеты — вымершие древние киты, которые дали начало всем современным китам — имели симметричные черепа, и эта асимметрия позже развивалась у зубатых китов в сочетании с эхолокацией. Но новый анализ черепов археоцетов, проведенный докторантом Университета штата Мэриленд Джулией Фальке и соавторами, показывает, что асимметрия возникла намного раньше, как часть набора черт, связанных с направленным слухом в воде.

«Это означает, что начальная асимметрия у китов не связана с эхолокацией», — сказал Фальке, который работает с Филиппом Джинджерихом, всемирно признанным авторитетом в области эволюции китов, в Музее палеонтологии Университета штата Мичиган.

Когда Фальке впервые начала работать с Джинджерих, профессором палеонтологии и профессором геологических наук, экологии, эволюционной биологии и антропологии, она намеревалась изучить совершенно другой аспект эволюции китов: форму и функцию зубов.

«Современные киты не пережевывают пищу», — сказал Фальке. «Зубчатые киты просто кусают и глотают, а усатые киты фильтруют корм. Но у археоцетов есть характерные узоры на зубах, свидетельствующие о том, что они пережевывали пищу.Изучая эти закономерности износа, она надеялась собрать воедино, как и что ели первые киты и как их пищевые привычки менялись со временем. Она начала с изучения черепа базилозавра, змееподобного хищного кита, который жил 37 миллионов лет назад, используя трехмерную цифровую модель, созданную на основе компьютерных томографов окаменелости, которые были получены в отделении радиологии Медицинской школы U-M.

Эволюционные взаимоотношения между наземными четвероногими копытными млекопитающими (парнокопытными), эоценовыми археоцетами и современными зубатыми и усатыми китами.Черепа археоцетов и зубатых китов асимметричны, а черепа парнокопытных и усатых китов — симметричны. Асимметрия эволюционировала у археоцетов и позже была усилена у зубатых китов. Асимметрия была уменьшена у усатых китов. Предоставлено: Джулия М. Фальке. Настоящий череп, на котором основана модель, был заметно асимметричным, но Фальке и его коллеги сначала отклонили эту неточность.

«Мы думали, как и все до нас, что это могло произойти во время захоронения и окаменелости», — сказал Фальке.«Под давлением отложений окаменелости часто деформируются». Чтобы исправить деформацию, соавтор Аарон Вуд, бывший научный сотрудник Университета штата Вашингтон, который сейчас работает в Университете Флориды, выпрямил череп на цифровой модели. Но когда Фальке начал работать с «исправленной» моделью, челюсти просто не подходили друг к другу. Расстроенная, она уставилась на слепок настоящего черепа, ломая голову над проблемой.

«Наконец-то меня осенило: возможно, черепа археоцетов действительно были асимметричными», — сказал Фальке.Ей не пришлось далеко ходить, чтобы исследовать эту идею; В Палеонтологическом музее UM находится одна из крупнейших и наиболее полных коллекций окаменелостей археоцетов в мире. Фальке начала исследовать черепа археоцетов и, к ее удивлению, «все они демонстрировали одинаковую асимметрию — изгиб влево, если смотреть на них сверху вниз», — сказала она.

Для более тщательного изучения асимметрии Фальке и его коллеги отобрали шесть хорошо сохранившихся черепов без признаков искусственной деформации и измерили отклонение этих черепов от прямой линии, проведенной от морды к задней части черепа.Для сравнения они провели аналогичные измерения явно симметричных черепов парнокопытных, группы наземных млекопитающих, от которых произошли киты.

Отливка черепа Basilosaurus isis, если смотреть сверху, показывает отклонение средней линии черепа (красный) от прямой линии (черный), соединяющей кончик морды с задней частью черепа. Обратите внимание, что большая часть средней линии лежит справа от прямой, что означает, что череп согнут влево. Кредит: Юлия М.Фальке «Взятые вместе, шесть черепов значительно отклоняются от симметрии», — сказал Фальке. «По отдельности четыре из них значительно отклоняются». Два других кажутся асимметричными, но их измерения находятся в пределах диапазона симметричного сравнительного образца.

«Это показывает, что асимметрия существовала намного раньше, чем считалось ранее — до того, как усатые киты и зубастые киты разделились», — сказал Фальке. «Это означает, что самые ранние усатые киты должны были иметь асимметричные черепа, которые позже стали симметричными.”

Авторы также показывают в своей статье, что асимметрия археоцетов представляет собой трехмерное скручивание или скручивание, которое влияет на весь череп, а не только на двухмерный изгиб. Интересно, что у археоцетов есть структуры, похожие на те, которые известны у зубатых китов, для функции направленного слуха в воде: жирные тела в их нижних челюстях, которые направляют звуковые волны к ушам, и достаточно тонкая область кости на внешней стороне каждой нижней челюсти. вибрировать и передавать звуковые волны в жировое тело.Эта адаптация, наряду с акустической изоляцией области уха от остальной части черепа, по-видимому, развивалась вместе с асимметрией.

Связь между асимметрией и направленным слухом характерна не только для китов, сказал Фальке.

«Совы имеют асимметричные ушные раковины, которые помогают им разлагать сложные звуки и интерпретировать различия, пространство и время, так что они могут отличить шелест листьев вокруг себя от шелеста мыши по земле», — сказал Фальке.«Такая способность также будет полезна, когда вы пытаетесь обнаружить добычу в воде, поэтому мы интерпретируем, что такой же механизм действовал и у археоцетов».

Помимо Фальке, Джинджериха и Вуда, в число авторов статьи входит Роберт К. Уэлш, доцент-исследователь радиологии и психиатрии Медицинской школы Университета штата Мэриленд.

Финансирование было предоставлено Фондом Александра фон Гумбольдта, Национальным географическим обществом и Национальным научным фондом.

Ссылки по теме:

% PDF-1.4 % 32 0 объект > endobj xref 32 74 0000000016 00000 н. 0000002301 00000 п. 0000002418 00000 н. 0000003177 00000 н. 0000003735 00000 н. 0000004004 00000 п. 0000004274 00000 н. 0000004895 00000 н. 0000005174 00000 п. 0000005570 00000 н. 0000005683 00000 п. 0000005794 00000 н. 0000005839 00000 н. 0000005884 00000 н. 0000005929 00000 н. 0000005974 00000 п. 0000006019 00000 п. 0000006054 00000 н. 0000006311 00000 н. 0000006600 00000 н. 0000007011 00000 н. 0000007587 00000 н. 0000007764 00000 н. 0000008307 00000 н. 0000008602 00000 н. 0000010143 00000 п. 0000011471 00000 п. 0000012837 00000 п. 0000014195 00000 п. 0000014584 00000 п. 0000014944 00000 п. 0000015221 00000 п. 0000016795 00000 п. 0000016941 00000 п. 0000017558 00000 п. 0000017583 00000 п. 0000019050 00000 п. 0000019503 00000 п. 0000020008 00000 п. 0000020273 00000 п. 0000021423 00000 п. 0000022785 00000 п. 0000023153 00000 п. 0000025801 00000 п. 0000030263 00000 п. 0000033410 00000 п. 0000033679 00000 п. 0000033748 00000 п. 0000034917 00000 п. 0000035398 00000 п.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *