ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ СЕРДЕЧНО СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В РАЗЛИЧНЫХ ФАЗАХ СНА

Ишбулатов Ю.М.; Караваев А.С.; Прохоров М.Д.; Пономаренко В.И.; Киселев А.Р.; Руннова А.Е.; Храмков А.Н.; Семячкина-Глушковская О.В.; Куртц Ю.; Пензель Т.

CC BY

22

7

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Журнал

Бюллетень медицинских интернет-конференций

2021

Область наук

Компьютерные и информационные науки

Ключевые слова

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Ишбулатов Ю. М., Караваев А. С., Прохоров М. Д., Пономаренко В. И., Киселев А. Р.

Динамика сердечно-сосудистой системы (ССС) в различных фазах сна привлекает значительное внимание исследователей, но остается во многом не изученной, особенно во время быстрого сна, который связывают с повышением риска приступа стенокардии и развитием инфаркта миокарда. Математическое моделирование - полезный инструмент изучения биологических систем, поскольку позволяет избежать сложностей, связанных с постановкой натурных экспериментов. Работа посвящена созданию математической модели CCC, учитывающей влияние центральной нервной системы на процессы автономной регуляции и воспроизводящей динамику системы кровообращения в различных фазах сна. Данная модель воспроизводит существующие представления о структуре автономной регуляции кровообращения, параметры модели обладают физическим смыслом, ее сигналы качественно соответствуют реальным, но обладают неограниченной продолжительностью, не зашумлены и могут быть зарегистрированы напрямую. Сопоставление модели с экспериментальными записями вариабельности сердечного ритма из базы SIESTA позволило проверить достоверность существующих представлений, количественно оценить характеристики взаимодействия центральной нервной системы и процессов автономной регуляции. Разработанная модель так же полезна в качестве объекта для апробации и параметризации методов анализа реальных данных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ СЕРДЕЧНО СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В РАЗЛИЧНЫХ ФАЗАХ СНА»

Бюллетень медицинских Интернет-конференций (ISSN 2224-6150) 2021. Том 11. № 6

ID: 2021-06-23-T-19599 Тезис

Ишбулатов Ю.М.1,2,3, Караваев А.С.1,2,3, Прохоров М.Д.1,2, Пономаренко В.И.1, Киселев А.Р.3, Руннова А.Е.2,3, Храмков А.Н.2,

Семячкина-Глушковская О.В.2, Куртц Ю.2,4,5, Пензель Т.2,6 Использование математического моделирования для изучения динамики сердечно сосудистой системы

в различных фазах сна

''Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 2Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, 3ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, 4Берлинский университет Гумбольдта, Берлин, Германия, 5Потсдамский институт изучения климатических изменений, Потсдам, Германия, 6Университетский медицинский комплекс Шарите, Берлин, Германия

Динамика сердечно-сосудистой системы (ССС) в различных фазах сна привлекает значительное внимание исследователей [1], но остается во многом не изученной, особенно во время быстрого сна, который связывают с повышением риска приступа стенокардии и развитием инфаркта миокарда [2].

Математическое моделирование - полезный инструмент изучения биологических систем, поскольку позволяет избежать сложностей, связанных с постановкой натурных экспериментов. Работа посвящена созданию математической модели CCC [3], учитывающей влияние центральной нервной системы на процессы автономной регуляции и воспроизводящей динамику системы кровообращения в различных фазах сна. Данная модель воспроизводит существующие представления о структуре автономной регуляции кровообращения, параметры модели обладают физическим смыслом, ее сигналы качественно соответствуют реальным, но обладают неограниченной продолжительностью, не зашумлены и могут быть зарегистрированы напрямую.

Сопоставление модели с экспериментальными записями вариабельности сердечного ритма из базы SIESTA [4] позволило проверить достоверность существующих представлений, количественно оценить характеристики взаимодействия центральной нервной системы и процессов автономной регуляции. Разработанная модель так же полезна в качестве объекта для апробации и параметризации методов анализа реальных данных.

Работа выполнена при поддержке РНФ, Грант No. 19-12-00201 (разработка математической модели кровообращения) и проекта Правительства РФ, Грант No. 075-15-2019-1885 (изучение сна и физиологическая интерпретация результатов).

Литература

1. Kontos A., Baumert M., Lushington K., et al. // Front. Cardiovasc. Med. 2020. -V. 7. -19.

2. Nowlin J.B., Troyer Jr W.G., Collins W.S., et al. // Ann. Intern. Med. 1965. -V. 63. -P. 1040-1046.

3. Karavaev A.S., Ishbulatov Yu.M., Prokhorov M.D., et al // Front. Physiol. 2021. -V. 11. -1656.

4. Klösch G., Kemp B., Penzel T., et al. // IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2001. -V. 20. -P. 51-57.

Ключевые слова: математическое моделирование

www.medconfer.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.