Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
О назначении ответственного должностного лица специально уполномоченного на решение задач в области защиты населения  и территорий от чрезвычайных сит...полностью>>
'Документ'
В советской пушкинистике существовало мнение о влиянии петербургского кружка молодых людей под названием «Зеленая лампа» на творчество и декабристские...полностью>>
'Документ'
С 1 ноября 2010 для граждан России и Украины вводится электронное разрешение, позволяющее получить разрешение на поездку в Мексику без получения мекси...полностью>>
'Документ'
ответственных исполнителей за выполнение мероприятий Плана общественного обсуждения и экспертного сопровождения реализации Плана деятельности Минтранс...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ АПНОЭ

А.В. Андреева

ГБОУ ВПО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

г. Екатеринбург

E-mail: anastasiia.andreeva@

Ночное апноэ временная остановка дыхания во сне, которое может происходить за ночь многократно (более пяти событий в час) и длится более десяти секунд. В таких случаях из-за отсутствия необходимого количества кислорода может наблюдаться гипоксия. Нехватка кислорода в организме в результате многократных остановок дыхания во сне может привести к серьезным заболеваниям – инсульту, инфаркту миокарда, сердечной недостаточности, аритмии сердца, повышенному артериальному давлению и т.д.

Различают центральную, обструктивную и смешанную формы апноэ. При нормальном сне мышцы, которые контролируют язык и мягкое небо, удерживают верхние дыхательные пути в открытом состоянии, и воздух поступает в легкие беспрепятственно. Но если эти мышцы расслабляются, то дыхательные пути оказываются суженными частично (и тогда возникает храп – из-за вибрации мягкой ткани гортани при вдохе) или полностью, и тогда возникает обструктивное апноэ сна (рис. 1), при этом дыхательные движения живота и грудной клетки сохраняются.

При центральном апноэ сна дыхательные импульсы к дыхательным мышцам от мозга просто не поступают. Причиной тому является значительное угнетение, находящегося в головном мозге, дыхательного центра. Стоит отметить, что центральная форма апноэ сна наблюдается у пациентов значительно реже, чем обструктивная форма того же заболевания. Центральное апноэ – это неврологическое заболевание.

Диагностируют данное заболевание с помощью полисомнографического исследования – метода длительной регистрации различных функций организма во время сна. Регистрация параметров исследования осуществляется в течение всего ночного сна (6 – 8 часов). После удаления артефактов результаты обследования расшифровываются врачом. Одним из основных параметров регистрации является электроэнцефалограмма (ЭЭГ) – метод исследования электрической активности головного мозга, основанный на регистрации его потенциалов. На ЭЭГ можно выделить большое количество разнообразных ритмов и периодических колебаний. Частотный состав ЭЭГ, характеризующий электрическую активность головного мозга, может изменяться в зависимости от функциональной активности данной области и от ее взаимодействий с другими областями [1].

Отсутствие прямых клинических и электроэнцефалографических признаков, по которым можно было бы предсказать остановку дыхания, подтолкнула к исследованию электрического потенциала головного мозга с помощью математического аппарата нелинейной динамики и теории динамического хаоса [2]. Можно предположить, что состояние, предшествующее апноэ, формируется под влиянием совокупности различных факторов внешней среды и внутренних процессов нервной системы. На базе АНО «Клинический институт мозга» было проведено полисомнографическое исследование 42 пациентов (10 женщин и 32 мужчин) с данным заболеванием. Для облегчения обработки электрофизиологической информации математический аппарат нелинейной динамики был реализован в ряде компьютерных программ, которые позволяют обрабатывать ЭЭГ, сделанные при помощи стандартного 16-ти канального электроэнцефалографа или полисомнографа, просматривать их в графическом виде, редактировать с целью удаления артефактов, и рассчитывать для них динамические параметры. При анализе временного ряда были использованы следующие методы: размерность пространства вложения, временная задержка, фазовые и псевдофазовые портреты, корреляционная размерность (отражающая степень сложности), максимальный характеристический показатель Ляпунова, соответствующий энтропии Колмогорова-Синая, анализ аттракторов фазовых траекторий, вычисление времени забывания начальных условий системой и показателя Херста. Реализованные алгоритмы были протестированы на классических хаотических системах малой размерности: система Ресслера, система Энона, система Лоренца, а так же последовательности случайных чисел ‒ так называемый "белый шум" и синусоида.

Согласно предварительным исследованиям сигналы ЭЭГ необычайно сложны и напоминают по своей природе хаотический процесс. Одним из условий хаотичности динамической системы является чувствительность к значениям начальных условий [3]. В качестве количественной меры этого понятия используют показатель Ляпунова (экспоненту Ляпунова). Экспонента Ляпунова позволяет оценить скорость расхождения (сближения) близких точек системы с течением времени. Чтобы показать поведение динамической системы и степень ее организованности, используют фазовое пространство, в котором текущее состояние системы изображается точкой. Изменение состояния во времени при этом характеризуют движением точки вдоль линии, называемой фазовой траекторией [4]. Определение этих параметров позволяет обеспечить максимальную предсказуемость временного ряда. Результаты анализа ЭЭГ, показывают на наличие хаотической детерминируемой составляющей. Рассчитанные характеристические показатели Ляпунова имеют диагностическое значение, и подтверждают теорию присутствия хаоса в системе. Для условно здоровых участков сигнала значение характеристического показателя Ляпунова выше, это говорит о большей степени хаотичности сигнала для мозга в условно здоровом состоянии. При математическом анализе результатов можно сделать вывод, что чем сложнее аттрактор системы, тем в более спокойном и здоровом состоянии находится пациент, а при апноэ степень хаотичности снижается. Применение аппарата нелинейной динамики может служить мощным средством анализа электрической активности головного мозга и помочь выработать новые стратегии предсказания времени начала приступа.

Библиографический список

  1. Ситникова Е.Ю., Короновский А.А., Храмов А.Е. Анализ электрической активности головного мозга при абсанс эпилепсии: прикладные аспекты нелинейной динамики // Известия вузов «ПДН». Нелинейная динамика и нейронаука. 2011. т.19, №6. С.173–182.

  2. Кузнецов С.П. Динамический хаос. Курс лекций. М.: Физматлит, 2001.

  3. Быстрай Г.П., Богинич А.В.(Андреева А.В.), Шкляр Т.Ф. Хаотическая динамика поверхностного потенциала скелетных мышц человека при электромиографиеческих исследованиях. // Биофизика. 2007. Т.52, вып.6, С. 1093 – 1103.

  4. Freeman W.J. Tutorial on neurobiology: from single neurons to brain chaos. Int. J.Bifurc. Chaos, 2 (1992) 451 – 482.

Сведения об авторах

Андреева Анастасия Викторовна – старший преподаватель кафедры медицинской физики, математики и информатики ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России, дата рождения: 06.12.1983г, E-mail: anastasiia.andreeva@, +7 904 9851337

Вид доклада: устный / стендовый



Похожие документы:

  1. Безопасность в чрезвычайных ситуациях анализ оказания догоспитальной медицинской помощи пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях с сочетанными травмами в арктической зоне архангельской области

    Документ
    ... А., Огрызко Е. В., Андреева Т. М. Динамика основных показателей ... // Вестник Уральской медицинской академической науки ... Ермилова Д.А.1, Спирина О.А.2 ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, Кафедра неонатологии и ...
  2. Программа научных заседаний на XX всероссийской научно-практической конференции (2)

    Программа
    ... Минздрава России (Москва) 6. Джангирова Т.В. ГБОУ ДПО  «Российская медицинская академия последипломного образования Минздрава России ... -40 Андреева А., ... , С.В.Цвиренко (ГБОУ ВПО Уральский государственный медицинский университет, Свердловская областная ...
  3. Программа научных заседаний на XX всероссийской научно-практической конференции (1)

    Программа
    ... ГБОУ ДПО Казанская государственная медицинская академия Минздрава России ... ГБОУ ВПО « Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А.Вагнера МЗ России ... медицинских клеточных технологий, Уральский государственный медицинский университет ...
  4. Литература универсального содержания

    Литература
    ... Медицинская биохимия», «Медицинская биофизика», «Медицинская ... Минздрава ... ВПО "Государственный университет ... монография / Андреева, Ирина Анатольевна ... России, ГОУ ВПО "Урал. гос. юрид. акад.". - М. : Проспект ; [Екатеринбург] : Уральская государственная ...

Другие похожие документы..