Министерство здравоохранения республики беларусь - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Министерство здравоохранения республики беларусь 2 508.94kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь 12 4268.63kb.
Министерство промышленности Республики Беларусь представляет перечень 2 512kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь 1 154.07kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь гу «клецкий районный... 1 21.52kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь 14 4679.6kb.
Государственный комитет по науке и технологиям республики беларусь 1 330.4kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь 1 21.94kb.
Согласие на предоставление Национальным банком Республики Беларусь... 1 11.8kb.
Статья 57 Конституции Республики Беларусь Основного Закона страны 1 71.24kb.
Научно-практическая конференция «Актуальные вопросы акушерства, гинекологии... 1 88.21kb.
Методические рекомендации для студентов Бийск бпгу имени В. 3 549.05kb.
- 4 1234.94kb.
Министерство здравоохранения республики беларусь - страница №15/15


Идентификация модели кровообращения в целях определения ряда неизвестных параметров, число которых превышает число входных параметров, относится к области некорректных задач. Существуют методы решения таких задач, в основном, оптимизационные, которые позволяют минимизировать отклонения (невязки) расчетных и известных значений т.н. контрольных параметров [3, 6]. В настоящей работе рассматриваются два списка параметров, невязки которых минимизируются:

  1. Минимальное (диастолическое) pmin в артериолах и максимальное (систолическое) pmax в артериях давление, для которого контрольными являются исходные значения:

.

  1. Систолический объем, содержание гемоглобина, уровень стресса, параметр кислотного равновесия, вязкость крови, эластичность стенок сосудов, коэффициент деформации сосудов:

Контрольными являются либо статистически «нормальные» (в процедуре анализа), либо архивные для конкретного пациента (в процедуре мониторинга) значения вышеназванных параметров, для каждого из которых введены весовые коэффициенты. Здесь коэффициенты ki равны 1 для систолического объема, гемоглобина, кислотности, вязкости, стресса, диаметра и 0,1 — для модуля упругости.



Статистический прогноз ЧСС, давление при нагрузке Wy по данным замера ЧСС, давлений при нагрузке Wx осуществлялся по формулам, предложенным авторами на основании диагностики студентов Гомельского государственного университета:

,

,

.

Дисфункция аортального клапана характеризуется повышенной ЧСС и заниженным давлением для предполагаемого сердечного выброса и приводит к регургитации части объема крови Vsys. Объем сброса Vout зависит от систолического и диастолического давления pmin, pmax и площади Sout = Sa kdak частично открытого клапана сердца. При прочих неизменных параметрах кровотока это приводит к увеличению частоты сердечных сокращений до N1 по формулам:



.

Применение обратных зависимостей позволяет вычислять коэффициент дисфункции аортального клапана сердца kdak по изменению ЧСС.



Стеноз коронарных артерий с параметром kdah = Sо / Sah (соотношение площади просвета к площади сечения коронарной артерии) приводит к снижению исходного коронарного давления ps на величину p, равную местному сопротивлению на внезапном сужении (расширении) коронарной артерии (рисунок 1). Это местное сопротивление зависит от объемной скорости течения в артерии. Снижение давления приводит к изменению градиента давления в артериальной части коронарной системы кровообращения с сопутствующим снижением объемной скорости течения в ССС в пропорции

kdqh = qdh / q0 и ухудшением кровоснабжения сердца, обычно потребляющего порядка 5 % общего кровотока в диастолической стадии. Для вычисления потерь давления в стенозированной части сосуда применима формула:





где dak — диаметр коронарной артерии, nak — число моделируемых артерий, Vm — минутный объем крови, ρb и ρr — плотность крови и ртути соответственно.




Рисунок 1 — Схема коронарных артерий сердца и их патологии

при заданном параметре kdah искомый коэффициент потерь коронарного кровотока

в отдельной артерии kdqh определяется из уравнения:




где Fpps и kdl — функции потерь давления при обычном течении крови в сосудах и изменения диаметров сосудов под давлением, ps — минимальное давление в конце артериальной части коронарной системы.

Модель включает базу опорных данных, интерфейс (рисунок 2) и расчетную часть, состоящую из следующих процедур:

1. АНАЛИЗ. Задаются: антропометрические параметры, ЧСС, максимальное и минимальное давления. Дополнительно могут задаваться отдельные параметры из числа расчетных: содержание гемоглобина, параметр кислотного равновесия, вязкость и скорость распространения волны. Рассчитываются параметры и отклонения значений основных параметров от статистических норм.

2. МОНИТОРИНГ. Задаются: вес, нагрузка, ЧСС, максимальное и минимальное давление. Задается номер опорной записи из архива. Определяются отклонения основных параметров от норм из опорной записи.

3. СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ. Задаются: вес, нагрузка и номер опорной записи из архива. По накопленным статистическим данным определяются ЧСС и давление. Аналогично мониторингу определяются остальные параметры.

4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ. Задаются: вес, нагрузка и номер опорной записи из архива. Дополнительно задаются нагрузка, ЧСС и давление при дополнительном обследовании при измененной нагрузке. Путем линейной аппроксимации определяются ЧСС и давления. Методом расчета мониторинговых вычислений определяются остальные параметры.

5. ДИАГНОСТИКА. Задаются: вес, нагрузка, ЧСС, максимальное и минимальное давление, номер опорной записи из архива с параметрами, соответствующими хорошему самочувствию пациента. Значения статистического прогноза ЧСС, минутный объем кровотока, давления при текущей нагрузке и расчетное давление в состоянии покоя размещаются в специальных ячейках. Записываются отклонения расчетного максимального давления в состоянии покоя (гипертония / гипотония) от нормы; текущего ЧСС от прогнозируемого значения (тахикардия/брадикардия); текущего максимального давления от прогнозируемого значения (сердечная недостаточность); степень порока аортального клапана, измеряемая в % площади сечения аорты исходя из степени тахикардии [1]. При прогнозируемом систолическом объеме крови в покое более 150 мл указывается признак спортивного типа системы кровообращения.

Верификация решений некорректных задач выполняется путем сопоставления расчетных и измеренных контрольных параметров двумя способами.

Первый способ заключался в сопоставлении расчетных результатов с неопределенными и с заданными значениями лабораторно контролируемых параметров (вязкость крови, содержание гемоглобина, параметр кислотного равновесия, скорость распространения пульсовой волны). Поскольку проведение анализов названных параметров в медицинской практике ограничены по стоимостным причинам и не содержатся в архивах в нужном объеме, в качестве контрольных использовались более доступные данные о содержании гемоглобина. Отклонение расчетных и измеренных значений содержания гемоглобина не превышало 8 %.

В соответствии со вторым способом, для 75 студентов факультета спортивной медицины Гомельского государственного университета, включая спортсменов-разрядников и призеров международных соревнований, были собраны значения входных параметров в покое и при средней тренировочной нагрузке. Выполнены первичный анализ, мониторинг и прогнозирование параметров при максимальной нагрузке. Обсуждение результатов со специалистами по спортивной медицине не выявило противоречий с их оценкой состояния обследуемых. Прогнозируемые в отдельных случаях аномальные значения дифференциала потребляемого кислорода, уровня кислотного равновесия, вязкости крови) объясняются низким уровнем физической подготовки и сниженной адаптацией к предельным нагрузкам.

Для иллюстрации процедуры мониторинга ниже приведены результаты расчета исследуемой группы параметров одного из авторов при варьировании артериального давления (рисунок 3).



Обсуждение

Отсутствие полной биохимической и биофизической диагностики в большинстве медучреждений, медицинских и спортивных вузах, а также спортивных учреждениях ограничивает объем информации по сердечно-сосудистой системе, важной для оценки трудоспособности, лечения пациентов, тренировок спортсменов и обучения студентов соответствующих специальностей. Предлагаемый подход играет роль дополнительного источника информации «с правом совещательного голоса», позволяя получить хотя бы приблизительные оценки состояния гемодинамики с учетом ряда особенностей пациента (антропометрические параметры, место проживания и т. п.), оказывающих влияние на принятую медицинскую норму содержания гемоглобина в крови. Разработанное автоматизированное средство диагностики может быть интегрировано в существующие системы телемедицины и приборы для индивидуального контроля гемодинамики (тонометры).

Анализ получаемой диагностической информации и совершенствование гемодинамической модели в процессе использования способствует постепенному повышению точности расчетных оценок. Естественно, окончательное решение о методе лечения сердечно-сосудистых патологий остается за специалистом-кардиологом, с обязательным привлечением клинического опыта и результатов традиционных методов диагностики.

Заключение

Показаны возможности биомеханической диагностики состояния сердечно-сосудистой системы, основанной на компьютерной реализации гидродинамической модели кровотока. Разработана компьютерная программа БИОДИС V2.2 для первичного выявления дисфункции сердечно-сосудистой системы. Проведена предварительная верификация на фактических данных. Разработанное средство диагностики позволяет на основе доступных антропометрических данных (нагрузка, рост, вес, возраст) и измеряемых параметров (частота сердечных сокращений, систолическое и диастолическое давление) определить систолический объем, объем циркулирующей крови, минутный объем крови, содержание гемоглобина, кислотность (рН), вязкость крови и эластичность артериальных сосудов.

Реализованы процедуры первичного анализа выходных параметров с возможностью учета отдельных лабораторно измеренных входных параметров (вязкость, гемоглобин, рН, скорость распространения ударной волны); мониторинга отклонений выходных параметров от ранее определенных значений; прогнозирования параметров по ранее определенным параметрам сердечно-сосудистой системы и задаваемой нагрузке; диагностики важнейших патологий (% сужения коронарных артерий, % дисфункции аортального клапана, отклонения частоты сердечных сокращений, гипотонии или гипертонии).

Данная процедура дополняет обычно используемые в медицинской практике инструментальные методы диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Помимо первичного контроля трудоспособности ряда категорий работающих (летного состава, водителей автотранспортных предприятий, диспетчеров, спортсменов и др.) биомеханический анализ позволяет оперативно и без существенных затрат получить полезную информацию о причинах патологии сердца и сосудов, прогнозировать результаты протезирования в кардиохирургии, а также выявить адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы.







Рисунок 3 — Результаты моделирования артериального давления

цифрами показаны соответствие табличных значений и графических зависимостей



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Инструментальные методы исследования в кардиологии / Г. И. Сидоренко [и др.] / Под научн. ред. Г. И. Сидоренко. — Минск, 1994. — 272 с.

2. Дубровский, В. И. Биомеханика / В. И. Дубровский, В. Н. Федорова. — М.: Медицина, 2003. — 669 c.

3. Лищук, В. А. Математическая теория кровообращения / В. А. Лищук. — М.: Медицина, 1991. — 256 c.

4. Савицкий, Н. Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики / Н. Н. Савицкий. — Л.: Медицина, 1963. — 403 с.

5. Аnalysis of pressure losses in the hemodialysis graft vascular circuit using finite element analysis / M. Beasley [et al.] // Excerpt from the Proc. of the COMSOL Users Conf. Boston. — 2006. — Р. 185–191.

6. Методика и компьютерная система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы / Ю. Г. Кузьминский [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. — 2009. — № 2. — С. 90–96.

7. Кузьминский, Ю. Г. Параметрический анализ гемодинамической модели артериальной части сердечно-сосудистой системы / Ю. Г. Кузьминский, С. В. Шилько // Биомеханика-2010: Тез. докл. 10 Всерос. конф. / Под ред. Л. Ю. Коссовича. — Саратов. — Изд-во Сарат. ун-та, 2010. — С. 107–108.

8. Свидетельство № 166 о регистрации компьютерной программы БИОДИС V2.2 / Кузьминский Ю.Г., Шилько С.В., заявка С20100043 от 23.04.2010, дата внесения в Реестр 05.05.2010.

9. Сумин, А. Н. Стресс-реактивность гемодинамики у подростков и факторы ее определяющие / А. Н. Сумин, Л. Ю. Сумина, Н. Д. Васильева // Артериальная гипертензия. — 2008. — Т. 14, № 1. — С. 165–171.



10. Gültekin, Z. Hemodynamic and lactic acid responses to proprioceptive neuromuscular facilitation exercise / Z. Gültekin, A. Kin-Isler, Ö. Sürenkök // Journal of Sports Science and Medicine. — 2006. — № 5. — Р. 375–380.

Поступила


В зоне эпидермиса, находящегося непосредственно над новообразованием, были отмечены следующие особенности. Клетки характеризовались разнообразием размеров, форм и количеством ядер..


В зоне эпидермиса, находящегося непосредственно над новообразованием, были отмечены следующие особенности. Клетки характеризовались разнообразием размеров, форм и количеством ядер..



<< предыдущая страница