Спросить
Войти
4. Левиков Г. А Управление транспортно-логистическим бизнесом [Текст] / Левиков Г. А. - [2-е изд., испр. и доп.].
- М.: Росконсульт, 2006. - 142 с.
- 452 с.
сервис, 2002. - 544 с.
-□ □В po6omi запропоновано метод прогно-зування захворювань кровообйу людини на основi обробки добового серцевого ритму та ттелектуального аналiзу похидного маси-ву оцток
Ключовi слова: кардюттервалограма, рiвняння Пуанкаре, рiзницевий ряд, нелтшна динамша
В работе предложен метод прогнозирования заболеваний кровообращения организма человека на основе обработки суточного сердечного ритма и интеллектуального анализа производного массива оценок
нелинейная динамика
The Paper describes the method for prognosis of the human body blood circulation system states using statistical, spectral and non-linear and data-mining methods
difference series, non-linear dynamics -□ □УДК 616.681
МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ РИЗИКУ ЗАХВОРЮВАНЬ КРОВООБ1ГУ ЛЮДИНИ
О.Г. Кисел ьова
Старший викладач Кафедра л^увально^агностичних комплекав* Контактний тел.: 050-443-02-82 E-mail: olga.mmif@gmail.com €.А. Настенко Доктор бюлопчних наук, завщувач кафедрою Кафедра медичноТ мбернетики та телемедицини* *Нацюнальний техшчний ушверситет УкраТни «КиТвський пол^ехшчний шститут» пр. Перемоги, 37, м. КиТв, УкраТна, 03056 Е -mail: nastenko@inbox.ru
Вступ
Найпоширешшими захворюваннями у свт е за-хворювання серцево-судинно! системи, фiзiологiч-ним показником яко! е серцевий ритм. Серцевий ритм е високо динамiчним показником, що мае висо-кий стутнь штегративноси ^ в силу цього, мае зни-жену специфiчнiсть. Тобто рiзнорiднi впливи можуть призводити до односпрямованих змш серцевого ритму iнавпаки.
Вдосконалення методiв прогнозування ризику захворювань мюкарду з метою своечасно! дiагностики та попередження раптово! смертi е актуальною задачею. В кнуючих системах основна увага придшяеть-ся спектральним характеристикам серцевого ритму, симпатично! i парасимпатично! регуляцп. При цьому вiдсутнiсть фiзiологiчних компонентiв аналiзу знижуе
Ц1нн1сть результата для практичного застосування кардюлогами.
Тому актуальним е не пльки пошук нових показни-kíb i характеристик серцевого ритму (СР), але й пошук нових пiдходiв для виявлення патолопчних сташв, або ïx передвкниюв, тобто пiдвищення специфiчностi дiагностики за допомогою вивчення динамiки СР, а в щлому - пошук нових методiв вилучення iнформацiï та розробка нових методiв навчання i перенавчання системи розтзнаванню або прогнозуванню рiзниx ста-нiв серцево-судинноï системи.
Обробка вихщних даних
В роботi запропоновано у виглядi виxiдниx даних використання запиив серцевого ритму, отриманих
методом холтерiвського мониторингу, протягом 24 годин.
Для прогнозування стану серцево-судинно! си-стеми та/або результатiв терапп запропоновано ви-користання як вихщно&! послiдовностi RR-iнтервалiв (вихiдноi кардiоiнтервалограми), так i рiзницевого ряду та ряду коефвденив Пуанкаре.
Рiзницева кардiоiнтервалограм, графж яко! опи-суеться формулою (1), автоматично видаляе низько-частотну компоненту (тренд). Це дозволяе проводити аналiз в област бiльш високочастотних коливань, яю е характерними для реакцш нервово! системи:
Y = ^п+1 - RRn) + RRmaI, (1)
де RRmax - максимальне значення кардiоциклу у дiапазонi спостереження.
Кардюштервалограма, побудована iз застосуван-ням коефвденив рiвняння Пуанкаре (формула 2) для вхщно&! RR-послiдовностi, а також рiзницевоi, дозволяе оцiнити глибину пам&яп кардiоiнтервалограми, а саме, як тривалкть наступного удару серця залежить вщ попереднього.
Даний пiдхiд мае ефективне застосування при до-слiдженнi впливу лжарських засобiв на тонус артерь альних судин.
Рiвняння Пуанкаре (рiвняння бiфуркацii) мае ви-гляд:
RRn+l = Ап(1 - RRn)RRn, (2)
де RRn = [0,1],
де RRn - значення п-го кардiоiнтервалу, RRn+1 -значення (п+1) кардiоiнтервалу.
З формули (2) випливае, що коефiцiенти рiвняння Пуанкаре визначаються як:
ап = Sn+l/(1 - Sn)Sn, (3)
де Sn= RRnorm = ^ - RRmln)/(RRmaxt - RRmin)- е нормованим значенням на максимальний розмах кар-дюштервалограми.
Виходячи з рiвняння Пуанкаре (форм. 2), кож-нiй парi сусiднiх кардiоциклiв ставиться у вщповщ-нiсть коефiцiент пропорцiйностi. Дослiдження по-циклово! динамiки вказаних коефiцiентiв дозволяе ощнити «глибину» пам&ятi поточного кардюцшклу про попереднi скорочення при використанш вихiдноi кардiоiнтервалограма, а також ощнити аналопчш характеристики швидкостi змiни серцевого ритму по рiзницевiй послiдовностi, як у режимах сну та активности так i при нормальному та патолопчному функцiонуваннi системи кровообiгу та оргашзму лю-дини в щлому.
Крiм того, важливим питанням е застосування методу зняття направленосп (detrending). В данiй роботi пропонуеться не застосовувати при розрахунку по-казниюв нелiнiйноi динамiки метод зняття направле-ностi через видалення надповiльних складових (VLF), якi за даними, наведеними у роботах [1 - 4] характеризуют умови роботи мжроциркуляторно&! кровоносно! судинно! мережi.
Аналiз та обробка даних вихщно&! кардюштервало-грами (RR) проводиться в областi пов^ьних (LF) та надповiльних частот (VLF), що загалом характеризуе поведiнку сики капiлярiв та м&язових артерiальних мжросудин.
Алгоритм оцiнювання вихiдних даних
В робоп запропоновано метод прогнозування за-хворювань кровообiгу людини (рис. 1, рис. 2). Метод базуеться на застосуванш методiв обробки серцевого ритму у часовш та частотнiй областях, а також iз за-стосуванням методiв нелiнiйноi динамiки.
Застосування методiв нелiнiйноi динамiки дозволяе виявляти специфiчнi особливостi порушення функцiй системи кровообжу, якi не зводяться до ств-ставлення активностi симпатичного та парасимпа-тичного вiддiлiв вегетативно! нервово! системи. На-приклад, високе переднавантаження серця, яке може мати мiсце при серцевш недостатностi, при певних стадiях артерiальноi гiпертензii, при наявностi спазму периферичних судин, а також при гшердинамп, при-зводить до прискорення частоти серцевих скорочень (ЧСС), причому, при недостатност кровообжу - для компенсацп зниження ударного об&ему серця, в ш-ших випадках - для його розвантаження. I навпаки, низьке переднавантаження на серце, яке може бути пов&язаним iз зниженням тонусу периферичних судин або iз гiповолемiею, також можуть призводити до тд-вищення ЧСС.
Кiлькiснi ощнки складностi коливань та траекто-рш змiн СР дозволяють сподiватися на диференща-цiю таких станiв. Використання методiв синергетики передбачае аналiз цШсно&! поведiнки великих ште-рактивних систем за допомогою нелшшних динамiч-них ощнок варiабельностi та складностi поведшки СР, а також виникнення i зникнення симетрiй в по-слщовностях скорочень серця. Застосування даного тдходу е перспективним для розширення шнуючих можливостей систем аналiзу СР, зокрема аналiз варь абельностi серцевого ритму за Р.М. Баевським [5 - 7], який можна вважати класичним. Зокрема, складшсть коливань СР може бути шформативною характеристикою зменшення регуляторно! надлишковосп, аж до И зникнення.
Для класифiкацii оброблених даних в робоп запропоновано проводити класиф^ащю оцiнок серцевого ритму методом автоматично! класифжацп на основi методу «к-теаш» («к-середшх») (рис. 2).
Метод прогнозування захворювань кровообiгу людини
Структурна схема алгоритму прогнозування за-хворювань кровооб^у людини зображено на рис. 3. Метод прогнозу базуеться на результатах кластерного аналiзу, де кожен кластер уявляе собою функ-щональний патерн нормального чи патолопчного стану. Пiсля обробки вихiдноi кардюштервалограми та отримання масиву похiдних даних, кожному з масивiв ставиться у вщповщшсть номер кластеру. Кожен кластер представляе собою набiр дiагнозiв, яю приймали участь у кластеризацii. Для кожного
окремого дiапазонy за його кiлькiсними характери- кластеру за критерieм найменшо1 евклщово1 вiдстанi стиками розраховyeться приналежнiсть до певного [8] на основi чого формyeться заключення.
Риc. 1. Cтруктурнa cxемa aлгoритму прoгнoзувaння ризику зaxвoрювaнь крoвooбiгу людини (1, 2 — див. рис 2)
Рис 2. Cтруктурнa cxемa aлгoритму клacтеризaцiÏ результaтiв cпocтережень
Висновок
Риc. 3. Cтруктурнa cxемa aлгoритму прoгнoзувaння cтaну крoвooбiгу людини
не специфiчнi перехiднi фази спостережень та аналiзy-вати iнтервали специфiчнi для виявлення патологiчних Розробка методiв прогнозування стану кровообiгy станiв. Застосування алгоритмiв автоматичноï класифь людини iз можливостями дослiдження рiзних етапiв ор- кацп, поряд iз застосуванням показниюв складностi та ганiзмy протягом доби дозволяe виключити з розгляду варiабельностi дозволяe пiдвищити специфiчнiсть динамжи серцевого ритму та суттево знизити Bipor^HicTb помилок, пов&язаних i3 традицшним застосуванням статистичного аналiзу (формування т.зв. однорвдних груп за зовшшшми ознаками: етап ускладнень i т.п.).
Лиература
Сформульоват критери ощнки ефек-mueHocmi Memodie стиснення Ыформаци та запропоновано систему единих числових характеристик для пoрiвняння алгoриmмiв зменшення надлишкoвoсmi мiж собою
Ключoвi слова: стиснення, коефщент,
ефективтсть
Сформулированы критерии оценки эффективности методов сжатия информации и предложена система единых числовых характеристик для сравнения алгоритмов уменьшения избыточности между собой
эффективность
The criteria for estimation the effectiveness of methods for data compression are formulated and proposed a system of common numerical characteristics for redundancy reduction algorithm comparing between them is proposed Keywords: compression ratio, efficiency
УДК 004.627+004.415
КРИТЕРИ ТА ОЦ1НКА КОЕФ1Ц1£НТА ЕФЕКТИВНОСТ1 ЗМЕНШЕННЯ НАДЛИШКОВОСТ1 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ПОТОК1В
Ю. Ю. 1ляш
Стефаника
вул. Шевченка, 57, м. 1вано-Франмвськ, УкраТна, 76018 Контактний тел.: 067-664-43-18 E-mail: yurchukil@gmail.com
Вступ
Визначення ефективност методу зменшення над-лишковосп можна проводити двома шляхами. По-пер-ше, це можна зробити аналиично для ввдомо&1 математично1 моделi джерела; по-друге, - експериментально, випробувавши методи зменшення надлишковосп ш-формацп на практищ. Кожний з цих шляхiв мае сво! недолжи i переваги. Експериментальне дослщження ефективност методу стиснення здiйснити простiше,
