Сигнальная диагностика работы сердечно-сосудистой системы Чл.-корр. НАНУ , д.т.н. А.А. Морозов

1. Сигнальная диагностика работы сердечно-сосудистой системы Чл.-корр. НАНУ, д.т.н. А.А. Морозов Д.т.н. А.Д. Бех К.т.н. В.В. Чернецкий Н.с. Ю.Г. Коровицкий

2. Самодвижение и самоуправление движением в биологических объектах Самодвижение определено в естествознании как механическое движение, имеющее источник в самом движущемся объекте, начиная с элементарных частиц [1, 2]. В биологичесих объектах связь самодвижения с электричеством установил впервые Гальвани (80-е годы XVIII века). Самоуправление в биогенетических объектах изучалось на примере функционирования сердечно-сосудистой системы в виде замкнутых контуров несжимаемой жидкости, приводимой в движение двумя самодвижущимися объектами: плоской мышцей желудочка и митральным клапаном сердца. Автоматизм самодвижения в живых объектах берет начало на микроуровне организации вещества и осуществляется самодвижением универсального носителя энергии - центрона. Автоматизм самоорганизации взаимодействия атомов в живых объектах реализован в форме тангенциальных и радиальных потоков энергии, состоящих из взаимодействующих центронов.

3. Сердечно-сосудистая система (ССС) и её модельное представление

4. Физическая модель движения частиц крови Процесс движения крови в артериальных, капиллярных и венозных сосудах моделируется замкнутым гидроакустическим контуром, заполненным несжимаемой жидкостью. Между амплитудой давления Pm, которое создается сторонним движителем жидкости, и амплитудой поступательной скорости ее частиц Vmвыполняется равенство: Pm = ρcVm, где ρ – плотность жидкости, с – скорость передачи давления вдоль замкнутого гидроакустического контура ().

5. Математическая модель механического движения в ССС Движение молекул крови в сосудах происходит в соответствии с законами механики. Известен второй закон механики Ньютона: F = ma, где F – сила (давление), созданная желудочком сердца и действующая на поток крови массой m; a – ускорение. Из основного закона механики следует, что измерение силы тождественно измерению ускорения: a = dVk/dt. Здесь Vk – мгновенная скорость движения частиц крови. После подстановки получимзакон движения частиц крови: Fdt = mdVk. Перейдем от дифференциала скорости к интегралу. Скорость потока крови является функцией времени: где - транспортная функция работы ССС, t = 0 ÷ Tс, Тс – период работы сердца.

6. Ф ЦМ ИБ ПК Кровеносный сосуд Фонендоскопический метод измерения нормальных циклограмм Функциональная схема устройства измерения механических параметров ССС [3,4]: Ф – минифонендоскоп; ЦМ – цифровой микрофон; ИБ – интерфейсный блок; ПК – персональный компьютер.

7. Способ повышения чувствительности цифрового микрофона Законы силового взаимодействия в системе магнетик-проводник: 1.Закон радиальной энергии магнитного поля проводника с током : 2.Закон магнито-магнитной индукции в системе магнетик-проводник:

8. Акустическое считывание малых перемещений поверхности кровеносных сосудов

9. Pk(t) Pm t Pмк a b c d e a Vk(t) Vm Vмк t ta tb tc td t e б Сигнальное представление ССС Форма наблюдаемых сигналовдавления и скорости не зависит от расположения точек наблюдения на артериальных и венозных сосудах. Достоверность диагностики максимальна благодаря сопоставлениюциклограмм по временным параметрам сигналов давления a, b, c, d, e и скорости a, b, c, d, e. Нормальные цифровые циклограммы: а) давления и б) скорости потока крови

10. Pk(t) а) t , c 0 1 a b c d e t т = V ( t ) P ( t ) dt Tk kk Vk(t) 0 = V ( T ) 0 Tk c б) t , c 0 T 1 c EН в) 0 1 t , c 1 t VН т = V ( t ) E ( t ) dt E H 0 V ( T ) E c г) t , c 0 1 T c Временное сопоставление нормальных циклограмм давления и скорости с нормальной электрокардиограммой Нормальные кардиограммы: а) циклограмма давления; б) циклограмма скорости; в) нормальная электрокардиограмма; г) интеграл от нормальной кардиограммы. Нормальные кардиограммы: а) циклограмма давления; б) циклограмма скорости; в) нормальная электрокардиограмма; г) интеграл от нормальной кардиограммы.

11. 1 – ПРЕДСЕРДИЕ 2 – ЖЕЛУДОЧЕК • Строение сердца различных классов позвоночных: • - рыбы – одно предсердие и один желудочек; • - земноводные – два предсердия и один желудочек; • - пресмыкающиеся – два предсердия и один желудочек с неполной перегородкой; • млекопитающие – два предсердия и два желудочка. • Единство ССС [5]: • Двухконтурная конструкция ССС позвоночных, содержащая электроэнегетический и легочный круг служит обоснванием универсальности метода сигнальной диагностики по гидроакустическим параметрам давления и скорости. Единство строение сердца у позвоночных

12. ВЫВОДЫ • 1. Реализован микрофонендоскопический метод измерения пульсограмм, отличающийся минимальными деформациями сосудов, что минимизирует искажения измеряемого сигнала. • 2. Эксперементально получены нормальные электрокардиограммы и пульсограммы, что является необходимым условием параметрической диагностики ССС. • 3. Создан цифровой микрофон, чувствительность которого достаточна для индуктивного считывания малых перемещений мембраны. • 4. Техническим аналогом ССС служит замкнутая гидроакустическая система, которая приводится в движение электрической энергией, отображаемой электрокардиограммой. • 5. Транспортировка крови в реальной ССС осуществляется неразрушающим сосуды способом, поскольку амплитуда гидроакустического давления не превышает сотен микробар.

13. Литература 1. Член.-корр. НАНУ, проф. А.А. Морозов, д.т.н., с.н.с. А.Д. Бех Всеединая познавательная система, ориентированная на анализ и синтез структурных форм вещества и поля (механика энергетических потоков) http://www.immsp.kiev.ua/conferences/Prez_Bech.pdf 2. Бех О.Д., Морозов А.О., Чернецький В.В. Фізичний потенціал розвитку електроенергетики. –Київ. – Логос. -2010. –С. 54-55. 3. Бех О.Д., Чернецький В.В., Елшанский В.В. Визуализация процессов в сердечно-сосудистой системе. -Київ. -Компютерні засоби, мережі та системи. 4/205. -С. 138-144. 4. Патент №87027 (Україна). Електромагнітний підсилювач напруги / О.Д. Бех, В.В. Чернецький, В.В. Єлшанський. Опубл. 10.06.09. Бюл. №11. 5. Детская энциклопедия. Человек. Т. 6. –М. -Издательство Академия педагогических наук. РСФСР. –1960. –520 с.