Разработка методов символической динамики для системного анализа кардиологических процессов

• Автор: Гуров, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 203 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние проблемы и постановка задачи диссертационного исследования

1.1. Краткие сведения о работе сердечнососудистой системы

1.2. Классические методы исследования ритмограмм сердца

1.3. Методы нелинейной динамики при анализе сердцебиения

1.4. Некоторые математические модели регуляции кардиоритма . .

1.5. Основные положения теории символической динамики

1.6. Символическая динамика при моделировании и исследовании

ритма сердца.

1.7. Цель и задачи исследования

Глава 2. Моделирование динамики сердцебиения и переход к символической динамике
2.1. Математическая модель регуляции кардиоритма
2.2. Алгоритмы кодирования при переходе к символическим моделям регуляции ритма сердца
2.3. Сокращение размеров алфавита кодирующих процедур
2.4. Выводы по главе.
Глава 3. Характеристики и свойства символьных моделей . .
3.1. Числовые характеристики
3.2. Визуальный анализ символьных строк
3.3. Выводы но главе
Глава 4. Анализ символьных моделей регуляции ритма сердца
4.1. Источники физиологических данных
4.2. Результаты анализа ритмограмм сердца человека с помощью методов символической динамики.
4.3. Выводы по главе.
Глава 5. Численная реализация и комплекс программ для проведения символьного анализа
5.1. Численная реализация вычислений показателей символьных строк и ее оптимизация.
5.2. Прототип системы пощержки принятия решений для диагностики состояния сердечнососудистой системы
5.3. Программа i для осуществления символьного анализа
5.4. Использование символьной динамики в программноаппаратных решениях ДДУ1 и .
5.5. Выводы по главе.
Заключение
Литература


В работе [] была представлена модель регуляции ритма сердца, которая затем была расширена в [] за счет учета дополнительных факторов, влияющих на частоту сердечных сокращений. На рисунке 1. Подсистемы организма, снижающие интенсивность сердцебиения, воздействуют на сердце посредством парасимпатических нервов, а усиливающие - с помощью симпатических. Например, при смене резком подъеме из положения лежа у человека учащается пульс. Это связано с тем, что при переходе в вертикальное положение накапливается кровь в нижней части туловища и уменьшается кровенаполнение верхней части тела. Для восстановления кровотока верхней части тела симпатический отдел нервной системы инициирует усиленную работу сердца. Вообще говоря, любая двигательная и эмоциональная активность сказывается на деятельности сердца. Гуморальная регуляция осуществляется наряду с нервным контролем деятельности сердца и осуществляется химическими веществами, поступающими в кровь. Эти химические вещества могут как усилить сердечную активность (например, адреналин) так и замедлить ее (например, ацетилхолин). Аритмия проявляется в нарушении частоты и ритмичности сокращения сердца и является скорее следствием патологии сердечно-сосудистой системы. Более подробно аритмия рассмотрена в одном из следующих подразделах. Из литературы (см. Кратковременные флуктуации ритма сердце подвержены сильному влиянию дыхательных ритмов (период которых составляет порядка нескольких секунд) и циклами регуляции давления (также известных как волны Мэйера, с периодом порядка десяти секунд). При отсутствии влияния со стороны парасимпатической и симпатической нервной системы единственным фактором, определяющим частоту сокращений сердца, является активность синусового узла, который стремится стабилизировать сердцебиение с постоянной частотой. Величина межпульсовых интервалов при этом составляет порядка 0. Парасимпатическая активность нервной системы повышает длительность временного интервала между сокращениями сердца. Максимальное замедление сердца без физиологически вредных последствий, которого удалось добиться при подавлении симпатической активности, составляет одно сокращение сердца за 1. Отметим, что парасимпатическое влияние в норме зависит как от внешних, так и от внутренних физиологических факторов. Симпатический тонус нервной системы при подавленной парасимпатической активности может сократить межпульсовый интервал до 0. Влияние симпатической нервной системы на сердечно-сосудистую систему сильно зависит от внешних физиологических факторов. Впервые возрастные изменения ритма сердца изучались в х годах, когда появились математические методы оценки синусовой аритмии |, |. Были получены фундаментальные данные, свидетельствующие о закономерном снижении вариабельности ритма сердца при старении, и, что с возрастом значительно снижается прежде всего парасимпатическая активность. Рис. Схематическая модель формирования ритма сердца. Пунктирными линиями обозначены второстепенные факторы, влияющие на ритм сердца. Сердечной недостаточностью называется состояние, при котором сердце по какой-либо причине утрачивает способность обеспечивать организм необходимым количеством крови. Застойная сердечная недостаточность довольно широко распространена, особенно среди людей пожилого возраста. Это заболевание выявляется у 3-5% лиц старше лет и у каждого десятого - старше лет. Чаще встречается у женщин [, ]. Причиной сердечной недостаточности могут быть различные заболевания сердца, в том числе ишемическая болезнь сердца, кардиомиопатия или постинфарктные изменения. При этом миокард не в состоянии развивать должные усилия по перекачиванию крови из левого желудочка. Возможна и другая ситуация: когда миокард изначально здоров, но существуют препятствия на пути движения выбрасываемой сердцем крови, такие как сужения крупных сосудов, артериальная гипертензия, пороки клапанов сердца и т. Во всех этих случаях перекачка крови из левого желудочка затруднена, что обуславливает повышенную нагрузку на миокард. Чтобы справиться с повышенной нагрузкой, мышца сердца гипертрофируется, начинает биться чаще и некоторое время поддерживает нормальное кровообращение.