Введение к работе
Актуальность диссертационной работы
Интенсивное изучение механизма работы сердца ведется с начала прошлого века. Получение новых данных о работе сердца, до определенного времени было напрямую связано с уровнем развития техники. Однако, с появлением компьютерной техники, позволяющей обрабатывать большие объемы информации, прогресс открытия нового в механизме работы сердечно – сосудистой системы замедлился. Причиной формирования такого парадоксального явления послужила возможность всесторонней проверки ряда постулатов сложившейся парадигмы в кардиологии. Существующая противоречивость понятий критериев оценки функционирования сердца, служивших длительное время врачам основой в постановке диагноза и принятий решений в лечении патологий, не позволяет снизить клинические риски заболеваемости, которые продолжают количественно расти. Показатели заболеваемости сердечно – сосудистой системой указывают на все более ранний возраст проявления кардиологических патологий.
Причин такого развития кардиологии много. Одной из первых нужно отметить отсутствие корректных математических моделей функционирования сердечно – сосудистой системы, отражающих основные свойства сердечнососудистой системы, и устанавливающих причинно – следственные связи между гемодинамикой и функциями отделов сердца. До сих пор нет целостного объяснения связи анатомии сердца и его функций.
Последние исследования показали перспективность использования фазового анализа сердечного цикла для установления причинно – следственных связей, между функциями и патологией различных частей сердца.
Особое место в фазовом анализе занимает фаза быстрого изгнания, отражающая совокупный результат работы всех других девяти фаз сердечного цикла. Формирующийся в ней ударный объем крови, является сегодня основным критерием диагностики, используемым для оценки гемодинамики различными медицинскими приборами и системами.
Существующие теоретические противоречия, явились причиной получения на практике разными методами исследования различных величин ударного объема крови. Учитывая, что другие гемодинамические параметры на практике широко не используется, а не инвазивные критерии получения величины объема крови в фазу быстрого изгнания вообще изучены мало, данная проблема требует дополнительных исследований. Получение адекватных методов измерения фазовых объемов крови, характеризующих механизм гемодинамики, позволит в значительной степени повысить эффективность диагностики и контроля лечения в кардиологии, что сегодня является актуальным.
Цели и задачи диссертационной работы
Целью работы является разработка метода, средств и алгоритмов повышения достоверности измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту в структуре сердечного цикла, обеспечивающих повышение качества измерения объема крови в фазе быстрого изгнания, прогнозирования и диагностики соответствующих классов заболеваний и повышения надежности диагностических систем за счет современных информационных технологий. В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи работы:
-
На основе анализа известных методов измерения объема выброса крови в аорту разработать метод измерения объема выброса крови в аорту в фазе быстрого изгнания;
-
Разработать способ повышения достоверности его измерения;
-
Определить критерии начала фазы быстрого изгнания крови в аорту;
-
Определить критерии конца фазы быстрого изгнания крови в аорту ;
-
Разработать способ контроля определения начала и конца фазы быстрого изгнания крови в аорту путем одновременной регистрации электрокардиограммы и реограммы;
-
Разработать метод измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту;
-
Разработать алгоритм измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту по ЭКГ;
-
Разработать алгоритм расчета объема крови поступающего в аорту в фазу быстрого изгнания;
-
Разработать прибор для исследования величины объема выброса крови в аорту в фазу быстрого изгнания;
-
Разработать методику определения достоверности измерения объема крови в структуре сердечного цикла на основе сравнения результатов расчета гемодинамических параметров с известными инвазивными и неинвазивными методами исследований.
Научная новизна
В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
Критерии фиксации начала фазы быстрого изгнания крови в аорту;
Критерии фиксации конца фазы быстрого изгнания крови в аорту;
Математическая модель расчета гемодинамических параметров сердца, на основе метода измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту по выделенным ключевым точкам цикла ЭКГ;
Практическая ценность работы
-
Разработан алгоритм измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту по ЭКГ;
-
Разработан алгоритм расчета объема крови поступающего в аорту в фазу быстрого изгнания;
-
Разработан прибор для диагностики сердечнососудистой системы, в том числе и для измерения объема выброса крови в аорту в фазу быстрого изгнания, обеспечивающий высокую эффективность при практическом использовании в различных медучреждения и в условиях экстренной медицины.
Положения, выносимые на защиту
Способ повышения достоверности измерения объема крови в фазе быстрого изгнания;
Метод измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту;
Критерий фиксации начала и конца фазы быстрого изгнания крови в аорту;
Математическая модель расчета гемодинамических параметров сердца, на основе метода измерения длительности фазы быстрого изгнания крови в аорту по выделенным ключевым точкам цикла ЭКГ.
Реализация и внедрение результатов исследований
Основные теоретические и практические результаты работы использованы:
В проекте «Разработка гемодинамического анализатора компьютерного» в НТ ООО «Кардиокод»;
В клинической практике в Ростовском Областном Центре Кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии г.Ростов-на-Дону;
Внедрены в учебный процесс кафедры ЭГАиМТ ЮФУ;
Разработанный прибор имеет:
Регистрационное удостоверение Минздравсоцразвития РФ о серийном производстве прибора № ФС 02262006/3819-06 от 9 августа 2006 г.
Верификационный сертификат СР 093211-IV от 17 ноября 2009 г. стран ЕС признания соответствия прибора Кардиокод директиве медицинского приборостроения 93/42 ЕЕС и разрешения продаж в странах Европы.
Прибор «Кардиокод» одобрен к серийному производству (ТУ 9441-001-73270813-2006).
Достоверность результатов определяется применением современных методов исследования, использованием метрологически аттестованной измерительной техники, воспроизводимостью характеристик исследуемых объектов, экспериментальной проверкой и согласованием полученных в работе результатов с известными из научной литературы данными.
Метод и прибор защищен патентом № 2282393 «Способ измерения длительности фаз сердечного цикла и устройство для его реализации».
Апробация результатов работы
Основные положения диссертации были доложены на конференциях, лекциях и семинарах, в часности: в институте медицинской физиологии Венского университета, 2004; Технопарк «Техния» г. Куопио, 2005; 10 –м конгрессе «Кардиология – 2008» в г. Москве; 11 – м конгрессе «Кардиология – 2009» в г. Москве; 7 –м съезде кардиологов ЮФО, г.Ростов, 2008; 3- м всероссийском конгрессе «Клиническая электрокардиография», г.Санкт–Петербург, 2009; ESC Congress 2012, Munich – Германия; ICE (International Society of Electrocardiology) Beijing, Китай, 2012; III Всероссийская научно-практическая конференция «Спортивная медицина. Здоровье и физическая культура», Сочи, 2012; Влияние космической погоды на человека в космосе и на Земле Москва, 2012; XVI Ежегодная сессия НЦССХ, Москва, 2012; 13-й Конгресс РОХМиНЭ; 5-й Конгресс «Клиническая электрокардиология», Калининград, 2012; ESC Working group e – Cardiology 1st scientific symposium on e–Cardiology 2012, Osijek, Хорватия, 2012; ESC & Higher Colleges of Technology 4th International Conference on Drug Discovery and Therapy, Дубаи, 2012.
Публикации
По результатам диссертационной работы сделано 12 публикаций, 5 из них в изданиях, включенных в перечень ВАК. Получено 3 патента на изобретение и 1 свидетельство на регистрацию программы.
Структура и объем диссертации
