Моделювання та методи обробки кардіоінтервалограм при фізичних навантаженнях

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Організм людини – надзвичайно складна система, елементи якої тісно взаємодіють між собою. Визначення адаптивно-регулятивних характеристик живого організму є актуальною проблемою сучасної медицини, а розробка комп’ютерної системи та відповідного математичного забезпечення для автоматизованої діагностики адаптивно-регулятивних можливостей організму є важливою науково-технічною проблемою.

Одним із перспективних, високо інформаційних методів діагностики адаптивних можливостей організму є дослідження серцевого ритму за кардіоінтервалограмою (КІГ). На переваги діагностики за КІГ вказували автори багатьох наукових робіт медичного спрямування, а в сучасних автоматизованих діагностичних системах використовується математичне забезпечення, на основі робіт Баєвського Р.М., Іванова Г.Г., Меєрсона Ф.З., Саєрса Б., Жемайтіте Д. та ін. Низка праць із математичного моделювання КІГ належить Яворському Б.І., Драгану Я.П., Яворській Є.Б. Встановлено, що дослідження ритму серця в спокої не відображає приховані патології. Тому для людей (наприклад, спортсменів), в яких патологічні зміни та відхилення від норми зі сторони серцево-судинної системи нерідко можуть компенсуватися хорошою функціональною здатністю організму, необхідно для виявлення патології проводити реєстрацію та аналіз КІГ після адекватного фізичного навантаження.

Сучасні методи аналізу КІГ та відомі діагностичні ознаки на її основі базуються на двох теоретичних підходах – детермінованому та стохастичному.

Математичні моделі КІГ у вигляді детермінованих функцій застосовуються для прогнозування стану організму. Розглядають два простих методи прогнозування, що базуються на уявленні про лінійну та експоненціальну зміну тривалостей кардіоциклів. Детерміновані моделі не враховують випадковий характер зміни тривалостей кардіоінтервалів і тому є досить спрощеними. Завдяки своїй простоті детерміновані моделі КІГ дають змогу досить легко реалізувати методи експрес-аналізу стану адаптивно-регулятивних механізмів організму, але вони не враховують стохастичний характер КІГ, що не дозволяє їх використовувати для високоінформативної діагностики.

Сучасні стохастичні методи аналізу КІГ базуються переважно на її двох математичних моделях – моделі у вигляді випадкової величини та моделі у вигляді стаціонарної дискретної послідовності. Проте такі моделі є адекватними лише для випадку, коли КІГ реєструється в стані спокою. У випадку ж реєстрації КІГ при фізичних навантаженнях необхідно враховувати нестаціонарний, перехідний характер зміни тривалостей КІГ.