Разработка и исследование алгоритмов и технических средств обработки электрокардиосигнала для управления имплантированными кардиостимуляторами

• Автор: Можакова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СЕРДЦА.

1.1. Вводные замечания

1.2. Основная задача и принципы ЭСС.

1.3. Анализ современных методов ЭСС.

1.4. Систематизация функционирования режимов КС.

1.5. Анализ средств ЭСС.

1.5.1. Систематизация средств ЭСС.

1.5.2. Анализ структурных схем кардиостимуляторов.

1.5.3. Основные преимущества имплантируемых КС

1.6. Анализ основных программируемых параметров КС
Основные результаты и выводы по первой главе диссертации
ГЛАВА 2. МЕДИКОТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ХАОСА ПРИ ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯЦИИ.
2.1. Вводные замечания
2.2. Особенности хаотической динамики при электрокардиостимуляции
2.3. Анализ основных переходов от нормальных состояний к хаотическим.
2.3.1. Анализ единичных переходов из нормального состояния
в хаотическое.
2.3.1.1. Анализ пути перехода к хаосу через удвоение периода
2.3.1.2. Анализ квазипериодического пути перехода к хаосу.
2.3.1.3. Анализ пути перехода к хаосу через появление нечетного
числа неподвижных точек.
2.3.2. Анализ множественных переходов из нормального
состояния в хаотическое перемежаемость
2.4. Анализ возникновения кризисов при изменении
влияющих параметров КС
2.5. Связь параметров СИ с возникновением
детерминированного хаоса
2.5.1. Математическое описание исследуемых
математических моделей.
2.5.2. Модернизация математических моделей с учетом
синусовой аритмии
2.6. Алгоритм исследования хаотической динамики ЭКС при ЭСС
2.7. Алгоритм обработки ЭКС на основе обнаружения и распознавания импульсов ЭКС и СИ
Основные результаты и выводы по второй главе диссертации
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА ПРИ ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯЦИИ.
3.1. Вводные замечания.
3.2. Исследование математических моделей хаотической
динамики при ЭСС.
3.2.1. Исследование математической модели
3.2.2. Исследование математической модели
3.3. Исследование модернизированных математических
моделей с синусовой аритмией.
3.3.1. Исследование модернизированной математической
модели с регулярной синусовой аритмии
3.3.2. Исследование модернизированной математической модели с нерегулярной синусовой аритмией произвольного
закона распределения.
3.3.3. Исследование модернизированной модели
с нерегулярной синусовой аритмией нормального
закона распределения
3.3.4. Коррекция бифуркационных диаграмм
модернизированных математических моделей
Основные результаты и выводы по третьей главе диссертации.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1. Вводные замечания
4.2. Разработка измерителя пороговых характеристик биоэлектрических сигналов при ЭСС.
4.3. Разработка лабораторного стенда для исследования
параметров электрокардиостимуляторов
4.4. Универсальный измерительновычислительный комплекс
4.4.1. Разработка структурной схемы УИВК
4.4.2. Техническая реализация и внедрение УИВК
4.4.3. Методика компьютерного подбора безопасных
параметров ИКС
4.5. Методика исследования моделей динамики
поведения ЭКС при ЭСС.
4.6. Комплекс лабораторных работ для исследования управления в биологических и медицинских
системах на базе пакета МааЬ
Основные результаты и выводы по четвертой главе диссертации
Основные результаты диссертационной работы
Литература


Проблема подбора безопасных параметров электрокардиостимуляции крайне актуальна, т. ЭКС, поэтому несомненный интерес представляет исследование возможностей прогнозирования риска возникновения хаотических состояний по ЭКС. ЭКС на основе обнаружения и распознавания спонтанных и вызванных импульсов ЭКС и СИ при различных режимах ЭСС. В третьей главе проведены экспериментальные исследования математических моделей в пакете x . Компьютерные исследования хаотической динамики сердечного ритма при ЭСС целесообразно проводить при изменении какого либо одного параметра, т. В диссертации моделирование хаотической динамики ЭКС при ЭСС проводилось только для режима предсердной ЭСС, как наиболее безопасного для возникновения отрицательных последствий и позволяющего, в связи с этим, осуществлять экспериментальные исследования на пациентах с целью практического подтверждения предложенных математических моделей. В четвертой главе диссертации рассмотрены вопросы практического применения полученных в работе теоретических и экспериментальных результатов и решены возникающие при этом задачи схемотехнического и алгоритмического плана. В заключении обобщены основные результаты работы. В приложении приведены листинг программы и акты внедрения результатов диссертации. ГЛАВА 1. Современный уровень развития методов и технических средств ЭСС позволяет считать это направление весьма эффективным в борьбе с целым рядом заболеваний человеческого организма. Этому способствовал накопленный положительный опыт клинического применения кардиостимуляции в сочетании с успехами развития микроэлектроники, биологии, физиологии, электрохимии и т. Последние достижения в области электронной техники и технологии стимулировали разработку принципиально новых имплантируемых аппаратов антитахикардических и частотно адаптивных КС, а также комбинированных устройств, объединяющих функции кардиовертера, дефибриллятора и КС, и являющихся весьма перспективными для предотвращения внезапной сердечной смерти 3, 7, 8. ИКС исключает возможность проведения профилактического обслуживания в течение всего срока службы, и основным средством предупреждения отказа является диагностика ранних нарушений в работе ЭКС. Выявление нарушений в работе КС и в процессе его взаимодействия с сердцем требует развития сервисной аппаратуры, необходимой для получения исходной информации о характеристиках ЭКС и о физиологических характеристиках пациента, определяющих нормальный режим стимуляции. Таким образом, перед техническими средствами, реализующими клиническое использование методов ЭСС, стоит многоцелевая задача, в основу решения которой должен быть заложен комплексный подход, учитывающий взаимосвязь основных этапов контроля и диагностики. ЭСС, определение путей улучшения эффективности КС, рассмотрение структурных схем и способы реализации функциональных узлов КС, обзор традиционно используемых классификаций режимов КС и средств КС и разработка на этой основе универсальных систематизаций, анализ экспериментального материала по основным параметрам КС и определение факторов, влияющих на динамику ЭКС при ЭСС, определение задач для основных глав диссертации. Основной задачей ЭСС, т. ЭИ определенной амплитуды, частоты, длительности и формы. Существует два вида ЭСС постоянная и временная. Постоянная интракорпоральная ЭСС применяется при хронических нарушениях проводимости и ритма сердца. Для этого оперативным способом в организм больного имплантируется вживляется КС. В зависимости от путей введения электрода в сердце различают эндокардиальный и миокардиальный способ когда электрод вводится через центральные вены составляет всех случаев ЭСС. Работа ИКС обеспечивается автономным источником питания, что и требует применения внешнего контрольнопрограммирующего устройства для выбора программы и корректировки следующих параметров ЭИ частота следования, длительность стимулирующих импульсов СИ, амплитуда СИ, чувствительность к сигналам биоуправления, длительность рефрактерного периода, АУ задержки, величина гистерезиса 9.