ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ СВЯЗИ ПО ВРЕМЕННЫМ РЯДАМ МОДЕЛЕЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА УЧЕТА БЛИЖАЙШИХ ВЕКТОРОВ СОСТОЯНИЯ
А. К.Чепцова, В. С. Хорев.
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
E-mail: *****@***ru
Разработка и тестирование методов оценки параметров состояния сердечно-сосудистой системы человека является актуальной задачей, привлекающей внимание многих исследователей [1-3]. В настоящее время было предложено много моделей автономных подсистем, входящих в состав сердечно-сосудистой системы, для изучения различных видов динамики, характерной здоровым субъектам, а также изучения изменений вносимых патологиями [4-6]. Один из методов диагностики параметра задержки в автоколебательной системе по временному ряду этой системы – метод учета ближайших векторов состояния. В данной работе этот метод был использован для определения времени задержки связи по временным рядам моделей сердечно-сосудистой системы и применён к реальным данным. Изначально метод был предложен сотрудниками научной группы динамического моделирования в нелинейной динамике в работе [7] и оказался очень удачным в приложении к радиофизическим системам [8].
В ходе работы была произведена обработка фотоплетизмограммы (ФПГ), снятой со здоровых лиц в возрасте 20-28 лет, находившихся в спокойном состоянии. Использовались две группы значений: ФПГ, снятая с пациента в положении лежа и ФПГ, снятая с пациента в положении стоя.
Рис. 1 – Зависимость дисперсии векторов от пробного времени запаздывания m при 10 ближайших соседях для ФПГ, снятой со здорового испытуемого в различных положениях: а) – в положении стоя, б) – в положении лёжа
На рис.1(а) показан результат обработки сигнала ФПГ, снятого с дистальной фаланги указательного пальца у здорового пациента в положении стоя. На рис.1(б) показан результат обработки сигнала ФПГ, снятого с дистальной фаланги указательного пальца, того же самого пациента в положение лежа.
Результаты, полученные по ансамблю здоровых испытуемых, в среднем указывают на диапазон дискретного времени запаздывания в подсистеме медленной регуляции артериального давления: от m=5 до m=10 точек, соответствующих диапазону 1-2 секунды, поскольку частота дискретизации исходных рядов составляла 5 Гц.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №14-12-00324
Библиографический список
1. Kiselev A. R., Gridnev V. I., Karavaev A. S., Posnenkova O. M., Prokhorov M. D., Ponomarenko V. I., Bezruchko B. P. The dynamics of 0.1 Hz oscillations synchronization in cardiovascular system during the treatment of acute myocardial infarction patients // Appl. Med. Inform. 2011. V. 28(1). P. 1–8.
2. Acharya U. R., Joseph K. P., Kannathal N., Lim C. M., Suri J. S. Heart rate variability: a review // Med Biol Eng Comput. 2006. V. 44(12). P. 1031–51.
3. Mackey M. C., Glass L. Oscillations and chaos in physiological control systems // Science. 1977. V. 197. P. 287.
4. Bocharov G. A., Rihan F. A. Numerical modelling in biosciences using delay differential equations // p. Appl. Math. 2000. V. 125. P. 183.
5. Fowler A. C., Kember G. Delay recognition in chaotic time series // Phys. Lett. A. 1993. V. 175. P. 402.
6. И., С., И., Д. Сопоставление методов диагностики фазовой синхронизованности по тестовым данным, моделирующим нестационарные сигналы биологической природы // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика.. 2015. № 15. В. 3. С. 36–42.
7. Prokhorov M. D., Ponomarenko V. I., Khorev V. S. Recovery of delay time from time series based on the nearest neighbor method // Phys. Lett. A. 2013. V.377. N.43. P.3106–3111.
8. С., Д., И. Оценка времени задержки и величины обратной связи полупроводникового лазера с оптической обратной связью по временным рядам интенсивности излучения // Письма в ЖТФ. 2016. Т.42. В.3. С. 68–75.
Сведения об авторах
Чепцова Анна Константиновна — студент, бакалавр техники и технологии, г.
— доцент, к. ф.-м. н., г.
Вид доклада: стендовый
Чепцова Анна Константиновна — студент.
Основные порталы (построено редакторами)