Биоинструментальная информационно-измерительная система идентификации адаптивных контуров управления сердечным ритмом

• Автор: Бугров, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень сокращений, условных обозначений, символов и терминов

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА.

1.1. Анализ объекта как источника информации.

1.2. Анализ существующих методов исследования Ш1интервалов

1.2.1. Статистический анализ.

1.2.2. Корреляционный анализ.

1.2.3. Спектральный анализ.

1.2.4. Методы нелинейнодинамического анализа

1.3. Цель и задачи исследования

Основные результаты и выводы по разделу I
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ КАТЕТОРНОЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ БИОИНСТРУМЕНТ А ЛЬНОЙ ИИС
2.1. Теоретикомножественное представление объекта исследования
2.1.1. Базисные пространства биоинструментальной ИИС.
2.1.2 Пространство состояний ЦКУ.
2.1.3 Пространство внешних воздействий.
2.1.4 Пространство состояний внутренней среды организма
2.1.5 Пространство законов.
2.2. Категорное представление базисных пространств.
2.2.1 Категорное представление пространства ЦКУ
2.2.2 Категорное представление базисных множеств внутренней среды организма
2.2.3 Категорное представление базисных множеств внешних воздействий и сердечного ритма.
2.3. Структурно аналитическая категория
Основные результата и выводы по разделу II.
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ БИОИНСТРУМЕНТА ЛЬНОЙ ИИС ИДЕНТИФИКАЦИИ АДАПТИВНЫХ КОНТУРОВ
3.1. Представление структуры модели ИС оценки функционального состояния организма
3.1.1. Структурноаналитическая модель первого контура адаптации.
3.1.2. Структурноаналитическая модель второго контура адаптации.
3.1.3. Структурноаналитическая модель третьего контура адаптации
3.1.4. Структурноаналитическая модель четвертого контура адаптации 3.2. Синтез структуры подсистемы алгоритмического преобразования
3.2.1. Реконструкция фазового портрета управляющего воздействия
3.2.2. Интегральные показатели
3.2.3. Меры в фазовом пространстве
3.3. Синтез структуры подсистемы классификации
Основные результаты и выводы по разделу III.
ГЛАВА 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БИОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ИИС
4.1. Измерительная ситуация ИИС.
4.2. Представление погрешности биопреобразователя.
4.3. Представление погрешности инструментального преобразователя.
4.4. Измерительный эксперимент
Основные результаты и выводы по разделу IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Изучение функциональных состояний крайне важно при исследовании организма, поскольку адаптационная деятельность обеспечивает не только выживание и эволюционное развитие, но и повседневное приспособление к изменениям окружающей среды. В связи с этим возникают основополагающие вопросы, каким образом получить информацию об организме, какие методики для этого использовать и какие научно-теоретические основы нормальной, физиологии могут сформировать исследование. ВСР) отражает вариабельность управления регуляторных систем, обусловленную ответом на любое внешнее воздействие. Анализ ВСР является основным методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций организма [,9,], в частности: общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношений между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов является результатом многоконтурной и многоуровневой реакции системы регуляции кровообращения, изменяющей во времени свои параметры для достижения оптимального приспособительного ответа, отражающегося адаптационной реакцией целостного организма [9]. Адаптационные реакции индивидуальны и реализуются у разных лиц с различной степенью участия физиологических функциональных систем, которые обладают в свою очередь обратной связью, изменяющейся во времени и имеющей переменную функциональную организацию. Метод исследования ВСР основан на распознавании и измерении временных интервалов между Я-зубцами электрокардиограммы (ЭКГ), построении динамических рядов кардиоинтервалов (рисунок 1. Динамический ряд кардиоинтервалов называют кардиоинтервалограммой (КИГ) или ритмограммой. Развитие методик анализа ВСР с применением методов автокорреляционного и спектрального анализов привели к разработке подхода, основанного на положениях биологической кибернетики и теории функциональных систем [9]. В основе этого подхода положено представление о вариабельности ритма сердца как о результате влияния на сердечно-сосудистую систему и систему кровообращения многочисленных регуляторных механизмов (нервных, гормональных, гуморальных). Рисунок 1. Формирование кардиоинтервалограммы из ЭКГ сигнала. Наиболее простая двухконтуриая модель регуляции сердечного ритма основывается на кибернетическом подходе, при котором система регуляции синусового узла может быть представлена в виде двух взаимосвязанных уровней (контуров): центрального и автономного с прямой и обратной связью (рисунок 1. При этом, воздействие автономного уровня идентифицируется с дыхательной, а центрального - с недыхательной аритмией. Рабочими структурами автономного контура регуляции являются: синусовый узел (СУ), блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу (контур парасимпатической регуляции). При этом дыхательная система рассматривается как элемент обратной связи в автономном контуре регуляции сердечного ритма (СР) [6,,]. Деятельность центрального контура регуляции, который идентифицируется с симпатоадреналовыми влияниями на ритм сердца, связана с недыхательной синусовой аритмией (СА) и характеризуется различными медленноволновыми составляющими сердечного ритма. Обратная связь обеспечивается афферентной импульсацией с барорецепторов сердца и сосудов, хеморецепторов и обширных рецепторных зон различных органов и тканей. Рисунок 1. Двухконтурная модель регуляции по Баевскому P. Автономная регуляция в условиях покоя характеризуется наличием выраженной дыхательной аритмией. Дыхательные волны усиливаются во время сна, когда уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции. Различные нагрузки на организм, требующие включения в процесс управления СР центрального контура регуляции, ведут к ослаблению дыхательного компонента СА и к усилению ее недыхательного компонента. Центральный контур регуляции СР - это сложнейшая многоуровневая система нейрогуморальной регуляции физиологических функций, которая включает в себя многочисленные звенья от подкорковых центров продолговатого мозга до гипоталамо-гипофизарного уровня вегетативной регуляции и коры головного мозга. Ее структуру можно представить состоящей из трех уровней.