Разработка радиотехнических методов оценки состояния сердца по интракардиальным сигналам - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наукРадиотехнические системы интракардиальной телекардиологии реализуют измерение параметров и сигналов у кардиологических больных непосредственно в сердце в повседневной жизни (in vivo) и их передачу через глобальные системы мобильной связи лечащим врачам. Разработан метод асимметрии интракардиальных сигналов, чувствительный к изменению направления распространения волн возбуждения в сердце; обнаружены дрейфы и вариации направления распространения волны электрического возбуждения. Предложен новый подход к процессу распространения в сердце волны электрического возбуждения как к процессу распространения волны в эквивалентной среде с дисперсией; разработан метод эквивалентной дисперсии, чувствительный к изменению свойств сердечной ткани; обнаружены резонансное и нерезонансное распространение волн возбуждения и выявлены случаи изменения свойств сердечной ткани перед развитием в сердце некоторых аритмий. Разработаны теоретические основы для создания радиотехнических методов оценки состояния сердца на основе обработки сердечного ритма с позиции реконструкции нелинейных динамических моделей с изменяющимися управляющими параметрами; показано, что метод реконструкции позволяет свести задачу обнаружения малой модуляции управляющих параметров нелинейных динамических систем в условиях малых внутренних и внешних шумов к классической задаче обнаружения сигналов в аддитивном шуме; показано, что основная причина ухудшения предсказуемости динамики нелинейных систем по неполному набору данных связана с дополнительным шумом дифференцирования, возникающим в рамках процедуры реконструкции. В главе определяются три базовых направления создания радиотехнических методов и устройств обработки интракардиальных сигналов: (1) выделение информации о текущем состоянии волновой среды посредством обработки формы интракардиальных сигналов, (2) контроль стабильности электрического возбуждения в сердце, (3) анализ динамики длительности сердечных интервалов с целью получения информации о текущем состоянии сердца через реакцию системы сердечной регуляции на нагрузку.В рамках развиваемого в диссертации радиотехнического направления - разработка для систем телекардиологии радиотехнических методов и устройств online оценки и мониторинга состояния сердца на основе обработки интракардиальных сигналов - получены следующие научные результаты: 1. Проведено исследование процессов генерации и распространения волн электрического возбуждения в сердце, исследованы сигналы от этих волн, а также разработаны новые подходы к обработке интракардиальных сигналов с целью получения информации о состоянии среды распространения волн возбуждения. Обнаружены дрейфы и вариации направления распространения волны электрического возбуждения в сердце и предложена интерпретация их причин: в сердечной ткани in vivo постоянно происходят медленные и быстрые изменения неоднородности, что приводит к изменению направления распространения волны возбуждения. Эти результаты могут быть применены для разработки методов оценки состояния сердца на основе радиомониторинга преломления волн электрического возбуждения. Предложен подход к процессу распространения в сердце волн электрического возбуждения как к процессу распространения волн в эквивалентной среде с дисперсией, для волн возбуждения в сердце введены понятия эквивалентной фазовой и групповой скорости, а для сердечной ткани - понятие эквивалентной дисперсионной зависимости.