Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Курбако А. В., Боровкова Е. И., Киселев А. Р., Сказкина В. В., Пономаренко В. И., Безручко Б. П., Караваев А. С. Метод диагностики фазовой синхронизации контуров вегетативного контроля кровообращения в реальном времени // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2021. Т. 21, вып. 3. С. 213-221. DOI: 10.18500/1817-3020-2021-21-3-213-221, EDN: YQGXIV

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.08.2021
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 431)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биофизика и медицинская физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
530.182:537.86
DOI: 
10.18500/1817-3020-2021-21-3-213-221
EDN: 
YQGXIV

Метод диагностики фазовой синхронизации контуров вегетативного контроля кровообращения в реальном времени

Авторы: 
Курбако Александр Васильевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Боровкова Екатерина Игоревна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Киселев Антон Робертович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сказкина Виктория Викторовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Пономаренко Владимир Иванович, Саратовский филиал Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН
Безручко Борис Петрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Караваев Анатолий Сергеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Разработан метод диагностики фазовой синхронизации, ориентированный на анализ в реальном времени нестационарных сигналов биологической природы. Проведено сопоставление статистических свойств предложенного подхода с известным методом диагностики синхронизации, зарекомендовавшим себя при анализе экспериментальных данных. Сопоставление производится на примере анализа искусственных данных, воспроизводящих статистические свойства экспериментальных временных реализаций контуров вегетативного контроля кровообращения. Показано, что предложенный метод диагностики фазовой синхронизации обеспечивает уровень чувствительности выявления интервалов синхронизации, близкий к известному методу. При этом вычислительная сложность предложенного подхода существенно ниже сложности известного метода, позволяя использовать его в реальном времени.

Ключевые слова: 
фазовая синхронизация
чувствительность
специфичность
временные ряды
барорефлекторная регуляция
вариабельность ритма сердца
Благодарности: 
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ в рамках научного проекта № 20-02-00702 и Совета по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (проект № МК-2325.2021.1.2) и научных школ (проект № НШ-2594.2020.2).
Список источников: 
  1. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J. Synchronization : A universal concept in nonlinear sciences. Cambridge : Cambridge University Press, 2001. 411 с.
  2. Блехман И. И. Синхронизация динамических систем. М. : Наука, 1971. 896 c.
  3. Meissimilly G., Rodriguez J., Rodriguez G., Gonzalez R., Caiiizares M. Microcontroller-Based Real-Time QRS Detector for Ambulatory Monitoring // Proceedings of the 25 Annual Intemational Conference of the IEEE EMBS. 2003. P. 2881–2884.
  4. Onuiri E. E., Awodele O., Adeagbo B. O., Madu N. C., Johnson I. E. Design and construction of a microcontrollerbased heartbeat monitoring device with display // International Journal of Engineering & Technology. 2014. Vol. 3, iss. 2. P. 279–289.
  5. ww1.microchip.com. URL: https://www.google.com/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&ua ct=8&ved=2ahUKEwjm74a9h5vvAhVQlosKHaoiB2gQ FjABegQIAxAD&url=http%3A%2F%2Fww1.microchip. com%2Fdownloads%2Fen%2Fdevicedoc%2F30453b. pdf&usg=AOvVaw3R9nav33JGDNBf-YeXLxEt (дата обращения: 04.03.2021).
  6. Karavaev A. S., Prokhorov M. D., Ponomarenko V. I., Kiselev A. R., Gridnev V. I., Ruban E. I., Bezruchko B. P. Synchronization of low-frequency oscillations in the human cardiovascular system // Chaos. 2009. Vol. 19. P. 033112. https://doi.org/10.1063/1.3187794
  7. Боровкова Е. И., Караваев А. С., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Сопоставление методов диагностики фазовой синхронизованности по тестовым данным, моделирующим нестационарные сигналы биологической природы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2015. Т. 15, вып. 3. С. 36–42. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2015-15- 3-36-42
  8. Maximilian R., Andreas W. Fixed Point Library According to ISO/IEC Standard DTR 18037 for Atmel AVR Processors. Wien : IEEE Press, 2007. 138 p.
  9. Боровкова Е. И., Караваев А. С., Киселев А. Р., Шварц В. А., Миронов С. А., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Метод диагностики синхронизованности 0.1-Гц ритмов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы в реальном времени // Анналы аритмологии. 2014. Т. 11, № 2. P. 129–136.
  10. Steven W. S. Digital Signal Processing. A Practical Guide for Engineers and Scientists. New York : Newnes, 2003. 650 p.
  11. medicom-mtd.com. URL: http://medicom-mtd.com/htm/ Licen/sert_13_temp.html (дата обращения: 04.03.2021).
  12. Баевский Р. М., Иванов Г. Г., Чирейкин Л. В., Гаврилушкин А. П., Довгалевский П. Я., Кукушкин Ю А., Миронова Т. Ф., Прилуцкий Д. А., Семенов А. В., Федоров В. Ф., Флейшман А. Н., Медведев М. М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001. Т. 24. С. 66–85.
  13. Айвазян С. А., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание / под ред. С. А. Айвазяна. М. : Финансы и статистика, 1983. 471 с.
  14. Tehan P., Bray A., Keech R., Rounsley R., Carruthers A., Chuter V. H. Sensitivity and specificity of the toe brachial index for detecting peripheral arterial disease: initial findings // J. Ultrasound Med. 2015. Vol. 34. P. 1737–43. https://doi.org/10.7863/ultra.15.14.09071
  15. Sonter J., Tehan P., Chuter V. Toe brachial index measured by automated device compared to duplex ultrasonography for detecting peripheral arterial disease in older people // Vascular. 2017. Vol. 25, iss. 6, pp. 612–617.
  16. Power M., Fell G., Wright M. Principles for high-quality, high-value testing // BMJ Evidence-Based Medicine. 2013. Vol. 18. P. 5–10.
  17. Айфичер Э. С., Джервис Б. У. Цифровая обработка сигналов. Практический подход. 2-е изд. М. : Вильямс, 2004. 992 с.
Поступила в редакцию: 
20.04.2021
Принята к публикации: 
25.06.2021
Опубликована: 
31.08.2021
  • 1264 просмотра