ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС «ФАЗАГРАФ-М» ДЛЯ МОНИТОРИНГОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

April 7, 2012 by admin Комментировать »

Вишневский В. В. Институт проблем математических машин и систем НАН Украины, г. Киев http://www.opinion.kiev.ua/health/ind.html, тел.: (3-044)-266-13-69 Афонин Д. Г. Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, г. Москва, Россия Тел.: (095)-939-20-94; e-mail: afonin@phys.msu.su Рагульская М. В. Институт земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН), Москва, Россия Тел.: (78095)-334-02-82; e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

Аннотация – Предложено использование возможностей телекоммуникационных технологий для проведения научно-исследовательских экспериментов на одинаковой приборной базе в различных городах с обработкой результатов по единому протоколу на центральном сервере. Приводятся результаты такого использования в области мониторинговых биофизических экспериментов на базе комплекса «Фазаграф-М».

I.  Введение

В настоящее время сочетание активного развития информационных и коммуникационных технологий, падение стоимости телекоммуникационного оборудования и его использования, экспоненциальный рост пользователей сети Интернет приводит к инновационной востребованности телемедицинских проектов. Однако рассмотрение проблем и путей развития телемедицины обычно сводится к дистанционной диагностике уже имеющихся заболеваний или повышению квалификации медицинского персонала путем телеконференций. В то же время существует совершенно неразработанная на данный момент область постановки и проведения научных биомедицинских экспериментов по единому протоколу в клиниках и институтах различных городов и даже стран с одновременной единой обработкой полученных результатов на центральном сервере. В частности, такая задача крайне актуальна для экологических мониторинговых биофизических исследований воздействия внешней среды на организм человека и другие биологические объекты.

II.  Основная часть

В докладе представлены результаты работы по построению информационной технологии «Фаза- граф-М» и методики эксперимента по изучению влияния факторов внешней среды на функциональные состояния организма человека, основанные на экспресс-регистрации и оценке ЭКГ сигнала человека путем построении эталонного кардиоцикпа в фазовом пространстве координат. Изменение параметров вычисленного кардиоцикла под влиянием психофизиологических нагрузок или под воздействием вариаций внешних полей естественного и техногенного характера несет в себе ценную информацию о процессах адаптации. Проведенный в ИЗМИРАН двухлетний мониторинговый эксперимент (более

2  ООО измерений) был основан на регистрации и построении фазовых кардиопортретов постоянной группы обследуемых в состояниях покоя, после стресс-теста, после физической нагрузки и после 10- минутного отдыха. Динамика изменений функциональных параметров сравнивалась с изменениями параметров внешней среды. Описание комплекса «Фазаграф», методики построения эталонного кар- диоцикпа в фазовом пространстве, и математическое обоснование использования когнитивной компьютерной графики, как средства интерпретации биоциклических процессов организма, приведены в статьях [1, 2].

Динамическое сохранение квазипостоянства внутренней среды открытой биологической системы описывается понятием гомеореза, означающего наличие стационарного состояния или стационарной замкнутой траектории на фазовом портрете открытой системы. С точки зрения исследования особенностей физиологических процессов, порождающих ЭКГ, более предпочтительным является метод обработки ЭКГ в фазовом пространстве, координатами которого являются амплитуда у и производные по

времени у,у,… наблюдаемого сигнала.

Рис. 1. Изменение эталонного кардиоцикла в фазовом пространстве под нагрузкой (двое обследуемых с близкими формами фазового портрета): а) состояние покоя; б) под нагрузкой; в) через 10 минут после нагрузки.

Fig. 1. Phase-space variations in reference cardiac cycle under load (two tested persons with similar phase portraits): a) rest; b) underload; c) 10 minutes after load

Создаваемый таким образом фазовый портрет является инвариантом гомеоретического индивидуального состояния обследуемого, определяется только внутренним психо-физиологическим статусом данного человека и имеет характерную индивидуальную форму в фазовом пространстве. Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют, что характерная форма эталонного кардиоцикла в фазовом пространстве сохранялась у всех обследуемых не только во время всего 2 летнего цикла ежедневных измерений, являясь устойчивой индивидуальной характеристикой. Из Рисунка 1 видно, что даже в случае принадлежности фазовых портретов различных обследуемых к одному и тому же морфологическому типу, существующие индивидуальные особенности реакции на внешнюю нагрузку позволяют достоверно идентифицировать личность каждого из обследуемых через любой промежуток времени. Все психические и физиологические изменения организма в норме укладываются в ограниченную устойчивую область фазовых параметров. Изменение угла наклона (а) оси фазового портрета больше чем на Зет означает переход биологической системы в новое динамическое состояние с другим уровнем гомеореза. Именно такие переходы и наблюдаются у участников эксперимента при сочетанном воздействии магнитной бури и дополнительной психофизиологической нагрузки. Воздействие комплексных слабых внешних полей на организм человека приводит к изменению угла наклона фазовых кардиопортретов обследуемых без изменения характерной индивидуальной формы портрета, что свидетельствует о изменении уровня гомеореза.

Ценность подобных исследований существенно возрастает при одновременном их проведении на одинаковой приборной базе и единой методике обработки в различных городах, для нивелирования местных эффектов. Для дистанционного комплекса «Фаза- граф-М» создана система передачи данных для дальнейшей обработки на удаленный портал не только через систему Интернет, но и через систему мобильной связи. Это позволяет вести мониторинговые измерения физиологических параметров в рамках общей программы в любом, самом труднодоступном месте. Например, во время высокогорных восхождений или на борту научно-исследователь- ских судов.

Таким образом, в работе представлены результаты исследования телекоммуникационным комплексом «Фазаграф-М» эталонных кардиоциклов как физиологических инвариантов личности обследуемых и биодатчиков различных внешних воздействий. Разработанный комплекс позволяет вести единые мониторинговые биофизические исследования одновременно в различных городах и самых труднодоступных местах.

IV. Список литературы

[1 ] В. В. Вишневский, М. В. Рагульская, П. С. Файнзиль- берг//Влияние солнечной активности на морфологические параметры ЭКГ сердца здорового человека. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003, №3, стр. 3-12

[2]  В. И. Скурихин, П. С. Файнзильберг, Т. П. Потапова // Когнитивная компьютерная графика как средство интерпретации биоцикпических процессов организма. Управляющие системы и машины, 1995, № 4/5. – стр. 3-10

‘PHASAGRAPH М’ TELECOMMUNICATIONS SYSTEM FOR MONITORING AND RESEARCHING ENVIRONMENTAL INFLUENCES ON HUMAN ORGANISM

Vishnevskiy V. V.

Institute for Mathematical Machines and Systems Problems, NAS of Ukraine, Kyiv http://www.opinion.kiev.ua/health/ind.html phone: (044) 2661369 Afonin D. G.

Physics Department, Moscow State University Russia, Moscow phone: (095) 9392094, e-mail: afonin@phys.msu.su Ragulskaya М. V.

Institute of Terrestrial Magnetism and Radiowave Propagation (IZMIRAN), Russia, Moscow phone: (095) 3340282 e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

The paper suggests implementing telecommunications technologies to carry out research experiments using similar hardware in different cities with subsequent processing of the results at a central server under a common protocol. Results of such implementation in the area of biophysical monitoring experiments using the ‘Phasagraph M’ system are presented.

Аннотация – Представлена конструкция КВЧ-генера- тора с умножителем частоты, выполненным на базе полупроводниковых СВЧ-диодов.

I.  Введение

Рис. 1.

1 – отрезок запредельного волновода; 2 – полосковая плата; 3,4,5- отрезки полосковой линии; 6 – ДБШ.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты