Разработка радиотехнических методов оценки состояния сердца по интракардиальным сигналам

• Автор: Аносов, Олег Львович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 281 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА И МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА КАК РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОЛНОВОЙ СРЕДОЙ
ЕЕ Сердце как объект радиомониторинга
Е2. Электрические процессы в сердце: возбуждение и
распространение волн электрического возбуждения в нормальном сердце. Нарушения нормального распространения волн
возбуждения
ЕЗ. Интракардиальные электрические сигналы: формирование,
измерение и переносимая информация
Е4. Радиотехнические системы измерения, передачи и обработки
интракардиальных сигналов: современное состояние и тенденции
развития
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА НЕОДНОРОДНОСТИ СЕРДЕЧНОЙ ТКАНИ НА ОСНОВЕ ОБРАБОТКИ ФОРМЫ ИНТРАКАРДИАЛЬНЫХ
СИГНАЛОВ
2.1. Метод асимметрии интракардиальных сигналов - метод
радиомониторинга по форме интракардиальных сигналов преломления волн возбуждения на неоднородностях сердечной ткани
2.1. Е Описание метода асимметрии интракардиальных
сигналов
2.Е2. Экспериментальная проверка эффективности метода
асимметрии интракардиальных сигналов
2.ЕЗ. Область применимости метода асимметрии
интракардиальных сигналов в задачах радиомониторинга сердца
2.1.4. Результаты экспериментов по длительному радиомониторингу преломления волн возбуждения в сердечной ткани методом асимметрии интракардиальных сигналов. Новые явления, обнаруженные в сердце человека
2.1.5. Заключение к разделу 2.
2.2. Метод эквивалентной дисперсии - метод радиомониторинга дисперсионных свойств сердечной ткани по форме интракардиальных сигналов
2.2.1. Описание метода эквивалентной дисперсии
2.2.2. Экспериментальная апробация метода эквивалентной дисперсии. Гипотеза о резонансном и нерезонансном взаимодействии волн электрического возбуждения с сердечной тканью
2.2.3. Результаты экспериментов по длительному радиомониторингу дисперсионных свойств сердечной ткани методом эквивалентной дисперсии. Новые явления, обнаруженные в сердце
человека
2.2.4. Заключение к разделу 2.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ РАДИОМОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В СЕРДЦЕ
3.1 Постановка задачи и метод исследования
3.2 Мультистабильность — принципиальное свойство сердечной
клетки как объекта радиомониторинга и управления
3.2.1 Мультистабильность сердечной клетки при периодическом воздействии
3.2.2 Мультистабильность сердечной клетки при воздействии последовательностями импульсов со случайным периодом
3.2.3 Заключение к разделу 3.
3.3 Воздействие импульсами с малыми шумовыми вариациями периода следования — новый подход к разработке методов радиомониторинга устойчивости в сердце электрического возбуждения
3.3.1 Исследование статистических характеристик шума в отклике сердечной клетки на шум в периоде воздействия
3.3.2 Исследование корреляционных свойств шума в отклике сердечной клетки на шум в периоде воздействия
3.3.3 Заключение к разделу 3.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ РАДИОМОНИТОРИНГА АДАПТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СЕРДЦА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНЫХ ЦИКЛОВ
4.1 Постановка задачи и метод исследования
4.2 Особенности подстройки мгновенной частоты и фазы сердечных
циклов при линейно нарастающей нагрузке. Метод детектирования смены адаптационных механизмов
4.3 Особенности подстройки мгновенной частоты сердечных циклов
при статической нагрузке - основы для разработки радиотехнических систем оценки адаптационных способностей сердца
4.4 Гипотеза о системе сердечной регуляции как нелинейной системе с катастрофой типа "сборка" — базовая основа новых принципов

построения радиотехнических систем мониторинга и оценки
состояния сердца
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ РАДИОМОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА НА БАЗЕ РЕКОНСТРУКЦИИ НЕЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ С НЕПОСТОЯННЫМИ УПРАВЛЯЮЩИМИ ПАРАМЕТРАМИ
5.1 Реконструкция нелинейных динамических моделей с непостоянными управляющими параметрами. Подход с позиции дискриминантного анализа
5.1.1 Метод дискриминантного анализа
5.1.2 Дискриминантная процедура реконструкции нелинейных динамических моделей
5.1.3 Примеры реконструкции нелинейных отображений с непостоянными управляющими параметрами
5.2 Обнаружение модуляции управляющих параметров нелинейных динамических систем в условиях шумов
5.2.1 Нелинейные отображения в присутствии внутреннего и внешнего шума
5.2.2 Метод наименьших квадратов в задаче обнаружения модуляции управляющих параметров отображений с известной структурой
5.2.3 Обнаружения гармонической модуляции управляющего параметра логистического отображения
5.3 Реконструкция нелинейных динамических систем по неполному набору данных в условиях шумов
5.3.1 Оценка неточности идентификации параметров в случае полного набора наблюдаемых данных
5.3.2 Ухудшение предсказуемости процесса в случае неполного набора наблюдаемых данных
5.3.3 Пример реконструкции методом наименьших квадратов системы Ресслера на основе трех, двух и одной зашумленных наблюдаемых переменных
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Титульные листы патентов автора.
Патент ФРГ DE 10114724 А
Патент Европейского Союза ЕР 1245185 В
Патент ФРГ DE 10 2006054474 А
Патент Европейского Союза ЕР 1922993 А
Патент США US 2008/0119746 А
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Модели Luo - Rudy (LR1) клетки сердечного желудочка. Уравнения плотностей ионных токов

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА И МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА КАК РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОЛНОВОЙ СРЕДОЙ.
Одной из основных задач, решаемых современными системами телекардиологии, является удаленный мониторинг состояния сердца, т.е. удаленное наблюдение за способностью сердца обеспечивать жизнедеятельность кардиологического больного посредством радиотехнических устройств и методов. Цель радиомониторинга сердца - заблаговременное обнаружение ухудшения состояния пациента для принятия своевременных действий по лечению.
В основе работы сердца лежат процессы и волны электрического возбуждения, поэтому подход к проблеме удаленного мониторинга сердца с позиции радиотехники является актуальным как в области непосредственной разработки методов, устройств и систем регистрации, передачи и обработки сигналов, так и в области постановки и интерпретации задач, стоящих перед системами телекардиологии. Особенно это становится актуальным для активно развивающихся в настоящее время систем, базирующихся на внутрисердечных (интракардиальных) измерениях - систем интракардиальной телекардиологии.
Сердце обеспечивает в организме кровообращение - сжимаясь, оно прокачивает кровь по кровеносной системе. Механизм сжатия сердца основан на способности сердечных волокон изменять свою длину вследствие прохождения по ним волны электрического возбуждения. Измерение и обработка сигналов, наведенных волной возбуждения в сердце, являются основой большинства методов радиомониторинга современных систем телекардиологии. Структура системы радиомониторинга для интракардиальной телекардиологии приведена на рис. 1.