Синхронизация колебательных процессов в кардио-респираторной системе : Эксперимент, модели

• Автор: Беспятов, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 161 с. : ил.

1. КАРДИО-РЕСПИРАТОРНАЯ СИСТЕМА И ЕЕ МОДЕЛИ (ОБЗОР) .... 17 * 1.1. Введение
1.2. Кардио-респираторная система человека и ее основные колебательные процессы
1.3. Динамические модели кардио-респираторной системы
1.3.1. Модели сердечно-сосудистой системы и процессов, протекающих в ней
1.3.2. Модели, учитывающие кардио-респираторное взаимодействие
1.4. Выводы
2. СИНХРОНИЗАЦИЯ В НЕАВТОНОМНОЙ СИСТЕМЕ С
« ЗАДЕРЖКОЙ И В ГЕНЕРАТОРЕ ВАН-ДЕР-ПОЛЯ
2.1. Введение
2.2. Методика экспериментального исследования синхронизации
2.2.1. Понятия фазовой и частотной синхронизации
2.2.2. Воздействие шума на синхронный режим
2.2.3. Определение фазы и частоты экспериментального сигнала
2.2.4. Анализ взаимоотношения между фазами
2.3. Неавтономная модель системы медленной регуляции кровяного давления и ее синхронизация с внешним воздействием
2.3.1. Случай внешнего воздействия на постоянной частоте
2.3.2. Случай линейно изменяющейся частоты внешнего
А воздействия...;
2.4. Синхронизация неавтономного генератора Ван-дер-Поля с внешним воздействием
2.5. Выводы

3. СИНХРОНИЗАЦИЯ В КАРДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ
СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕКА
ЗЛ. Введение
3.2. Методики исследований и количественная оценка степени синхронизации по относительной фазе
3.2.1. Подготовка экспериментальных данных для исследования синхронизации
3.2.2. Количественная оценка степени синхронизации между сигналами с помощью суммарного процента фазовой синхронизации
3.3. Синхронизация ритмов сердечно-сосудистой системы с ритмом дыхания при различных режимах дыхания
3.3.1. Случай произвольного дыхания
3.3.2. Случай дыхания с постоянной частотой
3.3.3. Случай линейно изменяющейся частоты дыхания
3.4. Сравнение синхронизации модельных систем с внешним воздействием и процесса регуляции кровяного давления
с дыханием
3.5. Выводы
4. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ КАРДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА ИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Л-Л ИНТЕРВАЛОВ
4.1. Введение
4.2. Выделение ритмов кардио-респираторной системы из вариабельности сердечного ритма
4.2.1. Метод выделения частотных компонент ВСР,
основанный на фильтрации и преобразовании Гильберта
4.2.2. Метод выделения частотных компонент ВСР,
основанный на декомпозиции мод
4.2.3. Метод выделения частотных компонент ВСР,
основанный на вейвлет преобразовании
4.3. Исследование синхронизации между колебательными процессами кардио-респираторной системы по унивариантным данным
* 4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Применение результатов исследования синхронизации между 0.1 Гц-колебаниями кардио-респираторной системы для
медицинской диагностики
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Такой временной ряд неэквидистантен по времени и с ним трудно работать. Но, так как этот ряд - монотонно возрастающая функция времени, мы можем обратить его. Полученный процесс г($) эквидистантен, так как шаг по фазе равен 2л. Теперь путем полиномиальной аппроксимации можно получить мгновенный период Т,~Т(ф,). Снова обратив временной ряд, получим частоту мг=м>(4,)=2л/1].
Другой метод определения мгновенной частоты состоит в построении локальной полиномиальной аппроксимации мгновенной фазы ф{{) на интервалах, существенно больших характерного периода колебаний [16]. Производная аппроксимирующей полиномиальной функции дает оценку частоты колебаний. Обычно используют полиномы до четвертого порядка на интервалах порядка десяти характерных периодов.
2.2.4. Анализ взаимоотношения между фазами
Таким образом, имея реализации фаз исследуемых сигналов можно приступать к исследованию синхронизации между этими сигналами. Наличие синхронизации между двумя сигналами можно определить, вычислив разность фаз
?Хп.т = пФ1-тф2, (2.6)
где ф и фг — фазы первого и второго сигналов, пит — целые числа, а <р^т — обобщенная разность фаз, или относительная фаза [15]
выполнении условия рХП'т ~ С<сот{, где С— некоторая константа,
имеет место фазовая синхронизация порядка п:т. При этом на графике зависимости относительной фазы от времени имеется горизонтальный участок, на котором <Р^т колеблется около некоторого постоянного
значения (рисунок 2.3а).
При наличии шума в системе, такой метод обнаружения синхронизации становится неэффективным, если шум велик. Частые