автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Принципы построения систем с переменными во времени параметрами и реализация на их основе аппаратно-методического обеспечения медико-биологических исследований

Р Г Б ОД

Магомедов Давуд Ахмеднабиевич

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ С ПЕРЕМЕННЫМИ

ВО ВРЕМЕНИ ПАРАМЕТРАМИ И РЕАЛИЗАЦИЯ НА ИХ ОСНОВЕ АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность: 05.11.17- Медицинские приборы и измерительные системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург -2000

Работа выполнена в Дагестанском государственном техническом университете и Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ"

Научный консультант-

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Попечителев Е.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Исмаилов Ш.Ю. доктор технических наук, профессор Бондаренко A.B. доктор медицинских наук, профессор Карелин А.О.

Ведущая организация-

АОЗТ ВНИИМП-ВИТА, г. Москва.

Защита диссертации состоится " И " к/М^с* 2000 г. в/О часов на заседании диссертационного совета Д 063.36.09 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан " (6 " Д^^^ООО г.

Ученый секретарь диссертационного совета а Юлдашев З.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Задача синтеза новой биомедицинской техники должна опираться, с одной стороны, на возможности современной техники и технологии, а с другой - на достаточно полное, глубокое знание строения и функций биосистемы и правильное понимание явлений, происходящих при взаимодействии технических средств и живого организма. Изучение данного взаимодействия требует применения системного подхода, в соответствии с которым технические и биологические звенья, связанные для достижения поставленной цели, рассматриваются в рамках единой биотехнической системы - БТС (В.М. Ахутин, 1975).

Системный подход давно уже стал методологической основой создания новых высокоэффективных методов и аппаратного обеспечения, необходимых для решения задач в медицине, биологии и экологии. При этом учитываются особенности взаимодействия трех взаимосвязанных элементов: биологического объекта (БО), технических средств (ТС) и методического обеспечения (МО) (Е.П. Попечителев, 1993). Только одновременный анализ этих составляющих в их органическом сочетании позволяет рассчитывать на продвижение и новые идеи в этой области знаний и человеческой деятельности.

Тенденции развития БТС связаны с разработкой адаптивных систем, т.е. таких, которые способны изменять режим работы в зависимости от состояния включенного в их структуру биологического объекта. Эти тенденции должны учитываться и при синтезе БТС медицинского назначения (БТС-МН). Отличие БТС-МН от других типов БТС состоит в том, что в качестве биообъекта выступает организм человека, на который направлено воздействие технических средств, будь то диагностическая задача, связанная с оценкой состояния, или же корректирующее воздействие в ходе лечения. Поэтому особое значение приобретает изучение тех изменений в режимах использования ТС, которые связаны с изменением состояния организма. Так как состояние организма и эффект воздействия оцениваются по изменениям значений набора специально выбираемых параметров, то БТС должна оптимизировать свое взаимодействие с БО, реагируя на эти изменения.

Хорошо известно, что БО не является стационарным. Взаимодействие с внешними факторами запускает механизм адаптации и даже более глубокой перестройки (самоорганизации) биологических систем. Такое взаимодействие происходит постоянно, оно связано со многими, часто неконтролируемыми, факторами. Следовательно, сам биообъект должен быть отнесен к классу динамических систем с переменными во времени параметрами (СПВП), а для его описания необходима разработка таких его моделей, которые отражали бы временные вариации параметров и соответствовали принципам биологической оптимальности. Идея построения таких моделей (параметрических моделей) еще не получила должного развития. Известны рабо-

ты, где предложены лишь частные модели этого типа - модели нейрона, нейронной сети, участка живой ткани и др. (К.Н. Дудкин, 1988; В.И. Лощилов с соавт., 1991 и др.). В большинстве же работ этот подход только обсуждается.

Представление биологического объекта в виде СПВП приводит к идее разработки таких адаптивных БТС-МН и таких методик их применения, которые принципиально должны иметь возможность изменить во времени свои существенные параметры в зависимости от текущих параметров биологического объекта. Таким образом, они должны быть системами типа СПВП.

Системы с переменными во времени параметрами хорошо известны в технике. Они нашли применение и при разработке технических и методических средств для медико-биологических исследований. К ним можно отнести параметрические усилители электрофизиологических сигналов; радиокапсулы и длительно необслуживаемые датчики температуры с параметрическим возбуждением чувствительного элемента; схемы автоматического регулирования коэффициента усиления; схемы калибровки; преобразователи частоты и модуляторы для биотелеметрии и т.д. Однако расширение масштабов использования принципов синтеза СПВП (особенно в контексте организации методов исследований и таких ТС, которые подстраивались бы к изменениям параметров БО в реальном масштабе времени) связано с преодолением трудностей принципиального характера. Это, прежде всего, обусловлено отсутствием общих принципов построения и аппаратно-методического обеспечения исследований с позиций систем с переменными во времени параметрами.

Цель работы: Разработка принципов построения систем с переменными во времени параметрами и реализация аппаратно-методического обеспечения, основанного на рассмотрении биологического объекта, технических средств и методического обеспечения (включая средства и методы диагностики состояния и лечебных воздействий) в виде подсистем с переменными (изменяющимися) во времени параметрами, которые связаны в единую исследовательскую систему медико-биологического назначения.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ проблем организации медико-биологических исследований и оценка возможности применения для решения этих проблем класса систем с переменными во времени параметрами.

2. Теоретические исследования свойств и характеристик систем с переменными во времени параметрами.

3. Разработка моделей биообъектов как систем с переменными во времени параметрами.

4. Разработка принципов и методик синтеза технических средств и методического обеспечения медико-биологических исследований на основе представлений о них, как о системах с переменными во времени параметрами.

5. Практическая реализация БТС медицинского назначения на принципах синтеза СПВП.

6. Экспериментальное исследование разработок и их внедрение.

Методы исследования. Результаты исследования базируются на системном анализе, теориях синтеза биотехнических систем и систем с переменными во времени параметрами, методах моделирования, теории линейных операторов, случайных процессов, потенциальной помехоустойчивости, оптимальных систем и корреляционной теории.

< Научная новизна. В диссертации получили развитие принципы построения систем с переменными во времени параметрами; на их основе предложено аппаратно-методическое обеспечение медико-биологических исследований, совокупность которых можно определить, как новое крупное достижение в развитии научного направления, связанного с разработкой адаптивных биотехнических систем медицинского назначения и имеющего важное народнохозяйственное и социальное значение.

Результаты, подтверждающие научную новизну работы:

- новый подход к анализу структуры медико-биологических исследований, основанный на том, что сам биологический объект, технические и методические средства обеспечения исследований, органически связанные между собой и влияющие друг на друга, представляются в виде подсистем с переменными во времени параметрами, которые включены в единую исследовательскую систему. Это позволяет учитывать законы изменения определяющих параметров биообъекта для регулирования параметров технических и методических средств и подстраивать ТС к параметрам БО в реальном масштабе времени;

- принципы моделирования биологических объектов, основанные на их представлении в виде динамических систем с переменными во времени параметрами. Такое представление позволяет повысить уровень адекватности модели исследуемому биообъекту, что важно, в частности, для изучения динамики функционирования систем организма и управления ими;

- методы анализа нестационарных физиологических процессов и систем, основанные на их представлении стационарными и нормальными в так называемой "приведенной" системе отсчетов времени и величин; это позволяет для их изучения применять хорошо разработанный аппарат случайных стационарных процессов;

- принципы синтеза технических средств как систем-объектов с переменными во времени параметрами, создающих основу для построения диагностических и терапевтических приборов и аппаратов, обеспечивающих взаимное согласование биообъекта и технических средств в реальном масштабе времени;

- принципы создания методического обеспечения медико-биологичес-

ких исследований как систем-процессов с переменными во времени параметрами, позволяющих осуществлять изменения параметров диагностических процедур и лечебных факторов с учётом текущего (изменяющегося во времени) состояния биообъекта.

На защиту выносится концепция рассмотрения биосистемы, а также технического и методического обеспечения, необходимых для ее исследования, как реализаций СПВП, для чего-.

- новые медицинские технологии, а также включаемые в них технические средства и методическое обеспечение целесообразно разрабатывать с учетом временных изменений определяющих параметров биообъекта, что обеспечит более гибкую подстройку ТС и МО к текущим значениям параметров БО в реальном масштабе времени.

- при построении моделей биообъектов и протекающих в них физиологических процессов адекватным является их представление в виде систем с переменными во времени параметрами. Тогда для характеристики временных изменений состояния объекта можно воспользоваться результатами по исследованию этого класса систем.

- ТС и МО, используемые в медико-биологических исследованиях, должны рассматриваться и проектироваться как СПВП. Это позволяет учитывать законы изменения определяющих параметров биосистем и оптимально подстраивать параметры используемых методов и технических средств под текущее состояние биообъекта.

Практическая ценность. Практическую ценность работы составляют:

- модели биологических объектов в виде систем с переменными во времени параметрами; эти модели отражают динамику происходящих в биообъекте процессов путем изменений определяющих параметров СПВП;

- принципы построения ТС медико-биологических исследований как систем с переменными во времени параметрами, в соответствии с которыми обеспечивается согласование параметров ТС и БО в реальном масштабе времени;

- метод представления нестационарных физиологических процессов в виде стационарных в приведенной системе отсчётов, облегчающее задачу их исследования, а также способ перехода к ортогональному базису сложно модулированных функций, позволяющему минимизировать информационное описание сигналов;

- образцы новой медицинской техники, которые показали практическую эффективность при:

а) обезболивании с помощью чрескожной электростимуляции;

б) лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата (артрозы, переломы, спондилёз, дегенеративно-дистрофические заболевания);

в) лечении хронических заболеваний органов дыхания путём адекват-

ной вибрации бронхов и выведения мокроты;

г) регистрации изменений импеданса живой ткани при изменении кровенаполнения сосудов;

д) съеме, усилении, оптимальной обработке биологических сигналов на фоне различных помех.

Реализация результатов связана с разработкой и внедрением при непосредственном участии автора образцов новой биомедицинской техники. Они внедрены в нескольких организациях.

А. В Институте нетрадиционной медицины (ИНМ) "Гиппократ" при Дагестанской медицинской академии внедрены:

- многофункциональное параметрическое устройство для регистрации биопотенциалов;

- прибор для измерения активной мощности, рассеиваемой в биологически активной точке (БАТ);

- аппарат для лечения бегущим импульсным магнитным полем;

В Дагестанском республиканском центре травматологии и ортопедии внедрены:

- аппарат для электромагнитной стимуляции кровоснабжения конечности;

- аппарат чрезкожной электронейростимуляции.

В Дагестанской центральной клинической больнице внедрен аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева.

Государственное научно-производственное предприятие "Аура-Алиф", (г. Махачкала) приняло к производству параметрические системы для оптимальной обработки сигналов вызванных потенциалов мозга, апекскардио-граммы, биотелеметрического сигнала колоколообразной формы на фоне различных помех.

Результаты работы также внедрены в учебный процесс ДГТУ по дисциплинам "Разработка и проектирование диагностической и терапевтической техники" и "Методы и средства обработки биологических сигналов", включенным в план подготовки специалистов медико-технического профиля.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных симпозиумах: "Проблемы рационального природопользования и обеспечения экологической и экономической безопасности прикаспийского региона" "Каспий-Балтика-95" (С.-Петербург, 1995); «Электроника в медицине» (Санкт-Петербург, 2000); международных НТК: по медицинскому приборостроению "Биомедприбор -96" (Москва, 1996); "Конверсия. Приборостроение. Рынок" (Владимир, Суздаль, 1997); второй международной конференции "Электромагнитные поля и здоровье человека", 1999; международном семинаре "Инновация в здравоохранении" (Санкт-Петербург, 1997); на всероссийских и республиканских НТК-. "Системный

анализ и принятие решений в задачах автоматизированного обеспечения качества и надежности изделий приборостроения и радиоэлектроники" (Махачкала, 1991); "Информационно-управляющие системы и специализированные вычислительные устройства для обработки и передачи данных" (Махачкала, 1996); "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения" (Махачкала, 1996); "Медицинские информационные системы - МИС-98" (Таганрог, 1998); на республиканских НТК: "Радиотехника народному хозяйству" (Махачкала, 1983); "Автоматизация производства и использование средств вычислительной техники в народном хозяйстве" (Махачкала, 1985); "Научно-технический прогресс и ЭВМ" (Махачкала, 1987).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 59 опубликованных научных работах, из них 2 монографии, 2 учебных пособия, 31 научных статей, 3 авторских свидетельства на изобретение, 21 тезисы докладов на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников, включающего 251 наименование. Основная часть работы изложена на 267 страницах машинописного текста. Работа содержит 82 рисунка и 10 таблиц. Приложение включает акты внедрения работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ,

Во введении обосновывается актуальность исследования, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна, практическая значимость полученных результатов, приведены основные научные результаты, выносимые на защиту, излагается краткое содержание работы по главам.

В первой главе рассмотрено современное состояние проблем организации и проведения медико-биологических исследований, и дается оценка возможности их решения с помощью систем с переменными во времени параметрами (СПВП).

Анализ направлений и возможностей применения теории и техники СПВП в медико-биологической практике основан, с одной стороны, на свойствах и характеристиках параметрических систем, с другой, на глубоком понимании явлений, происходящих при взаимодействии ТС и живого организма. Изучение данного взаимодействия требует системного подхода, основанного на единстве важнейших, неразрывно связанных и влияющих друг на друга трёх составляющих: биообъект (БО), технические средства (ТС), методическое обеспечение (МО). Причем, любое изменение в одном из составляющих, оказывает влияние на состояние других, что заставляет рассматривать их совместно. Поэтому, если рассматривать БО как СПВП, то ТС также должны строиться на основе этих систем, а методическое обеспечение должно учитывать динамическое представление указанных составляющих. Под-

черкивается, что многообразие проблем и особенности организации и проведения МБИ связаны со сложностью исследования человеческого организма как динамической системы с исключительно сложной функционально-структурной, пространственной и иерархической организацией, с сугубо нелинейными и нестационарными взаимосвязями и взаимодействиями.

Динамика любого процесса, отражающего жизнедеятельность организма, носит колебательный характер (биологический ритм), с периодами, зависящими от уровня соответствующей структурной организации (от пико- и наносекунд до суток и года), которые вызывают большое разнообразие вариаций определяющих параметров организма. Эти колебательные явления имеют двойственную природу: эндогенную и экзогенную. В результате наложения колебаний процессы в организме обладают сложной ритмической структурой. Поэтому принципиальное отличие резонирующих биологических объектов от простейших колебательных систем определяется значительно большей сложностью их строения. Здесь правильнее было бы говорить не о совпадении собственной частоты системы с частотой внешних сил при резонансе, а о сложном резонансе, когда совпадают сложные волновые процессы, состоящие из множества элементарных колебаний с разными частотами и амплитудами. В биологии эта идея отражена в концепции гомеоки-неза (в отличии от гомеостаза).

Системообразующими эндогенными ритмами, занимающими центральное место в иерархии жизненно важных систем организма, являются ритм дыхания, ритм сокращений сердца и ритмы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) (Первушин Ю.В., 1991), а также характеристические частоты молекулярных и надмолекулярных осцилляторов, определяющих ритмы на физико-химическом уровне. Эти ритмы характеризуются свойством гомеостатиче-ской саморегуляции (Цицерошин М.Н., 1993); они могут играть роль стабилизирующих факторов при регуляции различных функций. Физиологические сигналы, отражающие течение процессов в организме, имеют ритмическую структуру и несут в себе информацию о динамике функционирования систем организма.

Организация исследований таких систем требует адекватного технического и методического обеспечения. Существующие подходы к построению технических средств не учитывают вообще или учитывают в не полной степени перечисленные выше свойства живых систем и поэтому не являются оптимальными. Было бы целесообразно создать ТС, построенные на элементах, которые способны изменять во времени свои параметры, тем самым создавая предпосылки к перестройке, к изменению характеристик ТС с учетом динамики функционирования живых систем. Такая же ситуация складывается и для методического обеспечения, так как в процессе выполнения диагностических и лечебных процедур состояние БО изменяется и может быть на-

рушена оптимизация выполнения исследования. Например, для выделения слабых электрофизиологических сигналов на фоне больших помех эффективной является параметрическая фильтрация, а в методах электротерапии изменение импеданса биоткани в месте наложения электродов приводит к изменению времени релаксации тока в этой ткани и к снижению лечебного эффекта.

Возможностями по изменению во времени параметров обладают цепи с переменными во времени параметрами - так называемые параметрические цепи (ПЦ), широко известные в различных технических приложениях, в основном для решения радиотехнических задач. Можно выделить несколько уже известных направлений применения цепей с переменными во времени параметрами в медико-биологической практике.

1. Параметрические усилители (ПУ) в нейрохирургии, диагностической аппаратуре, биотелеметрии и другие, используемые для приема и усиления слабых электрофизиологических сигналов. Такие усилители во многом лишены недостатков, присущих усилителям с постоянными параметрами: обладают низким уровнем собственных шумов, большим входным сопротивлением, обеспечивают защиту от попадания больших токов на биообъект.

2. Управляемые параметрические элементы (параметрические резисторы, емкости и индуктивности) в измерительных преобразователях, схемах автоматического регулирования усиления, устройствах автоматической калибровки и др..

3. Параметрические преобразователи частоты, умножители, модуляторы и другие элементы, используемые в устройствах обработки сигналов.

Конечно, известные результаты теории ПЦ не могут быть использованы напрямую для анализа рассматриваемых нами систем. Однако изменение аналитических возможностей этой теории за счет включения в нее ряда новых представлений позволяет расширить область применения, в том числе и применить ее для анализа и синтеза СПВП.

На основании проведенного анализа сделан вывод о перспективности нового подхода к проведению медико-биологических исследований, основанного на представлении БО, технических и методических средств подсистемами с переменными во времени параметрами. Для анализа особенностей функционирования таких систем можно использовать положения теории ПЦ, расширенной за счет включения в нее новых представлений, отражающих особенности системного характера. В завершении главы сформулированы цель и основные задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию свойств и характеристик систем с переменными во времени параметрами.

Под системой с переменными во времени параметрами понимается динамическая система с неизменной совокупностью функциональных элемен-

тов и отношений между ними, в которой параметры хотя бы одного из элементов (или отношения) изменяются во времени. К этому классу систем можно отнести также систему с переменной во времени структурой, т.е. характеризующуюся переменными во времени отношениями между ее функциональными элементами. Переход системы в новое состояние может сопровождаться появлением новых связей, исчезновением старых или изменениями типа связи. По существу, в системе с переменной структурой в зависимости от ее состояния разрываются или восстанавливаются различные каналы передачи информации, энергии или вещества. Поэтому такую систему можно рассматривать как частный случай системы с переменными параметрами, при котором некоторые из параметров имеют только два значения\А=0 и A^const^ 0.

СПВП описываются дифференциальными уравнениями с переменными во времени коэффициентами; они имеют автономную амплитудно-временную метрику, т.е. для них существуют автономные (приведенные) отсчеты (шкалы, координаты) времени и величин. Использование автономной метрики в качестве инструмента для синтеза и анализа СПВП при решении, в частности, задач по обработке сигналов, оказался достаточно эффективным.

Суть метода сводится к использованию характерных для данной системы собственных базисных функций и неравномерных приведенных отсчетов. При пересчете к таким приведенным координатам сложно модулированные колебания, совпадающие по форме с собственными колебаниями системы, вырождаются в гармонические. Исходные системы с переменными параметрами преобразуются в стационарные, т.е. в системы с постоянными параметрами.

Широкий класс случайных нестационарных процессов также может быть представлен стационарным в приведённых координатах. Необходимым и достаточным условием их приводимости к стационарным процессам является равенство отношения частных производных от нормированной корреляционной функции исходного процесса отношению производных от приведенного времени, взятого с обратным знаком.

Основой регуляции (изменения) параметров как в БО, так и ТС, является передача и переработка информации, материальным носителем которой является сигнал, обычно представляющий собой сложно модулированное колебание, например, такого вида, как:

«со==u,ms[r{t% (1)

где Ä(t) - безразмерная функция, определяющая закон изменения амплитуды колебания во времени; r(t) - некоторая функция, определяющая закон изменения фазы, с размерностью времени; со - постоянная с размерностью рад/сек.

В приведенных отсчетах колебание (1) имеет вид гармонического колебания:

"(0 = = и0е"соТ, (2)

где t = т(/), 1/ Л({) соответственно приведенные шкалы времени и величин.

Известно, что колебания вида (2) являются собственными функциями стационарной динамической системы, поведение которой описывается дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами вида

f еГжоё*, ¿"g(0

Z-lOrn f?m

(3)

4.0 ¿Г" ¿Г"

В реальных координатах времени и величин уравнение (3) преобразуется к виду:

у MQd"

¿Л

ко я(0.

м

= Hbm

m=О

«со

Я(0.

(4)

где г(/) = с1т(() I (¡1 — т, у({) - реакция системы на входное воздействие.

Из сравнения уравнений (3) и (4) видно, что уравнение, описывающее поведение динамической системы с переменными параметрами (4) получено заменой в линейном дифференциальном уравнении с постоянными коэффициентами (3) оператора дифференцирования й / 3.1 на линейный оператор:

v=

Л(0 d

1

.МО.

z(t) dt

для которого собственными функциями являются колебания вида (1). Можно сказать, что данная динамическая система с переменными параметрами является адекватной заданному колебанию.

Система собственных функций оператора V, определяемых как:

Sin = МО cos[nfi>r(f)], Sm = МО s'm[ncoT(t)],

является полной. Она ортогональна с весом pit) = / )} (/)] • ((У / и) на интервале jV2 ~ ?i], определяемом из условий:

¿yr(fi) = с - л, сот02) = с + п. В частности, операторное уравнение, описывающее поведение колебательной системы с переменными параметрами, для колебания (1) имеет вид:

V2y + 2aoVy + coly = colu. (5)

После несложных преобразований уравнение (5) преобразуется к виду:

(б)

2— -- + — .L Л2 Л Л х'

2t2ofJ =

2 .2 ■0)оТ

где ао определяет затухание колебаний в системе, X = с/Л(/) /

Законы изменения коэффициентов в (6) учитывают структурные свойства заданного колебания (1),

В диссертации получены уравнения, описывающее свойства СПВП, которые адекватны колебанию в виде суммы двух произвольных колебаний.

Адекватность параметрических систем сложно модулированным колебаниям позволяет использовать последние как для оптимального выделения электрофизиологических сигналов на фоне помех, так и для генерации сложных колебаний заданной формы. Это создает предпосылки для формирования базовых элементов, необходимых для синтеза СПВП.

Соотношения для расчёта передаточной функции и импульсной характеристики СПВП, оптимальной по критерию максимума отношения сигнал/помеха на выходе, определялись для аддитивной смеси входного сигнала вида (1) и помехи. Все ее статистические характеристики в приведенной системе отсчетов, совпадают с соответствующими характеристиками белого шума (приведенный белый шум).

Приведенная импульсная характеристика СПВП связана с входным сигналом соотношением:

-*■(*)] = %(/)].

где Т - задержка, необходимая для обеспечения ее физической реализуемости.

Приведённая передаточная функция оптимальной СПВП равна

где 5* - функция, комплексно-сопряженная спектральной плотности колебания (1) в приведенных координатах, А - постоянный коэффициент.

Для случая, когда приведенная стационарная помеха имеет неравномерный энергетический спектр, приведенная передаточная функция определяется как:

Кп исо) = (-4/^(4 ^ ' где " приведенный неравномерный спектр входной помехи.

С помощью метода приведенных отсчетов, примененного для приводимых нестационарных процессов, получены характеристики системы этого типа, обеспечивающие минимизацию среднеквадратической ошибки воспроизведения сигнала на выходе. Метод позволил при определении импульсной характеристики использовать готовые решения, полученные для оптимальных систем с постоянными параметрами и стационарных процессов.

Определены также условия устойчивости и физической реализуемости СПВП. Для устойчивости СПВП необходимо, чтобы вещественная часть корней характеристического уравнения системы в приведённых отсчётах бы-

ла бы отрицательной. Кроме того, здесь накладываются дополнительные требования на функции огибающей амплитуды 1(1) и времени т(£), а именно, чтобы функция Я(0 была ограниченной функцией времени |Я(?)| < М, а функция <г(/) - возрастающей функцией времени Ит[г(/)]—

Проведено аналитическое исследование устойчивости системы в случае, когда параметры системы и воздействия являются периодическими функциями времени. При этом построены методические схемы и алгоритмы исследования неустойчивости системы для собственного и вынужденного параметрических резонансов. Разработана блок-схема управления функциональным состоянием абстрактной биосистемы.

В работе получены также выражения для построения алгоритма приведенного быстрого преобразования Фурье и расчета цифровых систем обработки сигналов для случая, когда в качестве ортогонального базиса использованы сложно модулируемые колебания вида (1).

В СПВП при обеспечении компенсаций потерь возникают и поддерживаются собственные колебания, определяемые однородным уравнением системы без потерь. Это открывает возможность использования параметрических колебательных систем в устройствах для генерации колебаний заданной формы, что также нашло отражение в материалах второй главы.

Методы аналитического описания СПВП, получившие развитие в данной главе могут стать базой для представления БО и ТС в виде систем-объектов, а МО - в виде системы-процесса с переменными во времени параметрами.

Третья глава посвящена представлению моделей биологических объектов (БО) как систем с переменными во времени параметрами.

В основу моделирования БО положено несколько принципов :

1. Динамичность модели БО, отражающаяся во временных изменениях его параметров, которые характеризуют реальную жизнедеятельность.

2. Оптимальность, означающая, что уровень адекватности модели биосистемы, прежде всего, следует оценивать по показателю его экономичности, так как этот показатель в любой биосистеме высокий, близкий к предельно возможному.

3. Выборность определяющих параметров биосистемы, которые должны в достаточной мере характеризовать закономерности её функционирования, иметь способ конкретного определения и использование в разрабатываемых моделях.

4. Ограниченность набора регистрируемых параметров, характеризующих БО, связанная, с одной стороны, с необходимостью экспериментального подтверждения адекватности модели, а с другой - широчайшим спектром параметров, характеризующих БО и его модель.

В качестве объектов моделирования выбраны такие участки организма, на которых не сложно провести медико-биологические исследования. Это нервная клетка, участок живой ткани, а также некоторые физиологические системы.

Параметрическая модель нейрона, имитирующая механизм управления потоками информации, представлена на рис. 1.

1 - сумматор возбуждающих постсинаптиче-ских потенциалов (ВПСП), тормозных пост-синацтических потенциалов (ТПСП) и тормозных пресинаптических (ТПрСП); 2 - выпрямитель; 3 - формирователь

управляющего напряжения; 4 - инвертор; 5 - 1-^

параметрический резистивный элемент; 6- ге- ТПц ^

зй с—И

_^ Вых

iflT-

потенциалов

1

2

JS. -з V 3

^ВыХ

1

C(t)

df7

R<

Rit1)

нератор потенциалов действия с управляемой частотой следования импульсов.

Рис. 1. Модель нейрона с параметрическим управлением. Отличием данной модели является включение в нее двух параметрических узлов - резистивного элемента 5 и генератора управляемых импульсов 6. Оба элемента управляются суммарным потенциалом с сумматора 1 через блоки формирования управляющего напряжения 2,3. Модель позволяет иначе представить механизм управления, через взаимодействие параметрических узлов. Она может быть использована в качестве основного структурного элемента при проектировании нейронных сетей.

Модель замещения участка живой ткани при изменении кровенаполнения сосудов в виде СПВП представлена на рис. 2. Здесь присутствуют два параметрических элемента: C(t) отражает изменение кровенаполнения сосудов, a R(t) - изменения периферического сопротивления.

При моделировании системы кровообращения использован универсальный метод электромеханических аналогий, позволивший заменить гидродинамическое уравнение, описывающее поведение механической системы, уравнением электрической цепи с переменными коэффициентами

y + 2a(t)y + r(t)y = C(t), (7) а механическую модель сердечно-сосудистой системы (ССС) - параметрическим контуром (рис. 3).

Здесь, Ro - характеризует постоянные потери энергии в системе на трение, эквивалентные введённая индуктивность L(t), а

Рис.2. Модель замещения участка живой ткани

Рис. 3. Макромодель участка ССС

также емкость С(7) и сопротивления Я/(1) связаны с параметрами сосудистой системы выражениями:

= С(0 =

<Q{t)-uy

где р - плотность крови, S(t) - площадь поперечного сечения сосуда, / - длина сосуда, ¿i(t) - вязкость крови, линейно зависящая от скорости потока на исследуемом участке, / - длина сосуда, г- радиус сосуда, к- коэффициент пропорциональности, е - средняя жесткость сосуда по участку, Q(t) - объем крови в сосуде, U - объем крови, расправляющий, но не растягивающий сосудистый участок.

Введение индуктивности L(t) отражает динамику гидродинамической составляющей системы сосудов, по которым пульсирует кровь.

В наиболее общем случае, когда сердечный выброс крови одним из желудочков во время систолы описывается сложно модулированным колебанием вида (1), для обеспечения согласованной работы сердца и сосудистой системы должно выполняться требование, чтобы коэффициенты уравнения (7) изменялись в соответствии с законами:

/А О VA

где а о - постоянный коэффициент, характеризующий потери энергии в контуре.

Данная модель объясняет условия возникновения "третьего" переходного режима движения крови по сосудам, отличающегося от двух других (ламинарного и турбулентного) существенно меньшими потерями на трение. Модель подтверждает известный факт, что система кровообращения является системой с переменными во времени параметрами, а взаимозависимая и согласованная деятельность сердца и сосудов обеспечивает непрерывную компенсацию потерь на трение. Эффективность компенсации обеспечивается специфическими функциональными и морфологическими свойствами сердца, сосудов и крови.

На основе макромодели участка ССС в диссертации предложена обобщенная модель артериальной части всей ССС, состоящая из эквивалентных электрических схем замещения, в которых для отражения динамики происходящих в системе процессов включены элементы с переменными во времени параметрами (параметрические сопротивления, индуктивности, ёмкости).

Четвертая глава посвящена выбору направлений, разработке принципов и методик синтеза технических средств (ТС) и методического обеспече-

ния медико-биологических исследований на основе представлений о системах с переменными во времени параметрами.

Решаемые технические проблемы во многом совпадают с аналогичными проблемами, возникающими при традиционном подходе к медико-биологическим исследованиям. Однако они несут на себе "отпечаток" того, что БО рассматривается как динамический объект с изменяющимися во времени параметрами, и специфика проявлений этих свойств при исследовании биообъектов заставляет решать вопросы по организации исследований иными способами.

На основе результатов второй главы и анализа особенностей технического и методического обеспечения МБИ сделано предположение о формировании набора базовых элементов-узлов, которые могли бы стать основой для разработки новых видов биомедицинской техники. В этот набор вошли:

1. Параметрический измерительный преобразователь (ПИП), обеспечивающий равенство величины сопротивления (импеданса) своего входного параметрического элемента текущему значению выходного сопротивления участка биоткани в процессе измерения электрических параметров этого участка (режим согласования по максимуму выходной активной мощности, рассеиваемой на рассматриваемом участке). В ПИП используются параметрические элементы (ПЭ), чувствительные к разнообразным динамическим порождающим полям, поступающим от объекта исследования. В случае, когда порождающее поле является электрическим, на вход преобразователя (между электродами съема информации), включается параметрический элемент (импеданс), сопротивление которого подстраивается к текущему значению сопротивления биообъекта и становятся ему равным в моменты измерения параметров БО.

2. Параметрический усилитель с преобразованием спектра (ПУПС), в котором одновременно использованы преимущества цепей с переменными параметрами (низкий уровень собственных шумов) и стационарных цепей (высокое устойчивое значение коэффициента усиления). Слабый электрофизиологический сигнал обрабатывается в параметрической колебательной системе (усиление и перенос спектра в область высоких частот), затем усиливается традиционным ВЧ усилителем (это позволяет избавиться от низкочастотных составляющих собственного шума используемых активных элементов усилителя) и далее восстанавливается на выходе демодулятора.

3. Усилитель с переменным коэффициентом усиления (УПКУ), построенный на основе операционного усилителя с высоким коэффициентом усиления, в цепь обратной связи которого включено параметрическое сопротивление с управляемым законом изменения параметра. Может быть использован для компенсации различных физиологических и артефактных помех, аддитивно взаимодействующих с полезным сигналом, а также для компенсации изменений амплитуды сигнала в процессе его дальнейшей обработки.

4. Параметрические системы обработки сигналов (ПСО) на фоне помех с известными статистическими характеристиками. В зависимости от критерия оптимальности ПСО подразделяются на:

- ПСО, минимизирующие квадратическую ошибку воспроизведения всего полезного сигнала на выходе;

- ПСО, максимизирующие отношение сигнал/помеха на выходе; предназначены для выделения не всего сигнала в целом, а одного или несколько его параметров, несущих полезную информацию.

5. Квазиоптимальные цепи (фильтры) (КОЦ) с переменной шириной полосы пропускания. Они оптимальны по полосе пропускания и легче реализуются по сравнению с ПСО при сравнительно небольшом проигрыше превышения отношения сигнал/помеха на выходе - порядка 1 дБ. По принципу реализации они различаются:

- фильтр на основе колебательной системы, шунтируемой сопротивлением параметрического элемента по заданному закону управления;

- фильтр на основе связанных контуров, емкость связи которого является параметрическим;

- фильтр с переключающими конденсаторами.

6. Линия задержки с переменной во времени задержкой (ЛЗПЗ). Они построены на основе гираторных линий задержек, время задержки которых зависит от величины управляющего напряжения.

7. Параметрические генераторы (ПГ):

- ЛС - генератор для низких частот, сопротивление И. и/или емкость С которых являются параметрическими;

- ЬС - генератор для высоких частот, реализованный на основе параметрического колебательного контура.

8 Параметрические и амплитудные частотные модуляторы ((ПАМ) и (ПЧМ)).

9 Параметрические синхронные амплитудные и частотные демодуляторы ((ЛАД) и (ПЧД)).

Таким образом, в наборе представлено 12 узлов, достаточных для построения широкого класса диагностической и терапевтической техники.

В основу построения ПИП лежит принцип динамической подстройки его параметров к изменяющимся параметрам БО (в том числе согласованное изменение его параметров в соответствии с динамикой процессов, отражающих жизнедеятельность организма (с биоритмами)). К ним предъявляются общепринятые требования, предъявляемые к традиционным измерительным преобразователям: минимальность вмешательства в жизнедеятельность организма; выбор таких геометрических форм, габаритов, веса и материалов, исключающих травматические и токсические реакции организма; высокая надежность, простота в обращении, экономичность и взаимозаменяемость.

Вопросам разработки и реализации параметрических усилителей по-

священо достаточное количество литературы, в том числе и работы автора. При разработке высокочувствительных усилителей электрофизиологических сигналов использован принцип комбинирования, заключающийся в рациональном сочетании линейных параметрических и стационарных цепей, с целью использования преимуществ каждого из них для улучшения качественных показателей разработки: низкий уровень собственных шумов и высокое устойчивое значение коэффициента усиления.

В ПСО для обеспечения их помехоустойчивости приняты два наиболее часто встречающихся на практике критерия оптимальности: минимум сред-неквадратической ошибки воспроизведения на выходе всего полезного сигнала и максимум отношения сигнал/помеха на выходе (наилучшее выделение на фоне помех не всего сигнала, а лишь носимой им релевантной информации, являющейся параметром этого сигнала).

Методика синтеза оптимальных ПСО заключается в следующем:

- по заданной корреляционной функции (априори) нестационарного процесса определяется условие его приводимости к стационарному в приведенных отсчетах величин и времени;

- по требуемому критерию оптимальности определяется приведенная передаточная функция или импульсная характеристика параметрической системы;

- по приведенной передаточной функции или импульсной характеристике известными правилами синтезируется цепь с постоянными параметрами;

- в синтезированной цепи активные (резистивные) сопротивления оставляются без изменения, а все реактивные элементы заменяются на эквивалентные индуктивности и эквивалентные емкости (рис. 4).

!............"уС©"

....... 4

Ф

а)

-Гуу-Ч

цо

ф-

-н»

МГ

-4>

Рис. 4. Электрические схемы эквивалентной индуктивности (а) и эквивалентной ёмкости (б)

Д1(0 =

т мо

т мо.

т

КО МО

ДО; С(0 =

Со ,

т'

(8)

Методика синтеза ТС формирования адекватных воздействий в виде заданных сложно модулированных колебаний типа (1) заключается в следующем:

а) для колебаний высоких частот:

- строится параметрический колебательный контур, параметры которого изменяются по законам, учитывающим структурные свойства требуемого колебания;

- проводится компенсация потерь в параметрическом контуре за счет введения положительной обратной связи.

б) для колебаний низких частот:

- по известной методике строится КС-генератор с постоянными параметрами для колебания, которые мо1уг быть представлены как гармонические в приведенной системе отсчетов времени и амплитуд;

- в синтезированной цепи активные сопротивления оставляются без изменения, а ёмкости заменяются на эквивалентные в соответствии с рис. 4, изменяющиеся во времени по законам (8), которые учитывают структурные свойства адекватного воздействия.

При формировании воздействия с использованием биообратной связи (биорегулируемая стимуляция), в одном случае в качестве своеобразного параметрического элемента может быть использован участок биоткани в зоне наложения электродов воздействия, в другом - электрические сигналы, отражающие динамику эндогенных ритмов организма, управляют законами изменения параметров ПЭ, входящих в устройства формирования.

Диагностические методы, используемые в диссертационной работе,

Первая группа (группа "пассивных физиологических методов") объединяет такие методы, которые направлены на установление собственных характеристик биологическойсистемы-объекта, являющегося СПВП, в виде параметров и сигналов, отражающих его ритмы жизнедеятельности. Методическая схема (МС) исследования (рис. 5) включает БО как источник диагностической информации и параметрический аппаратный комплекс (ПАК). Отличительной особенностью МС является то, что в ПАК входит параметрический измерительный преобразователь (ПИП), параметры которого подстраиваются к текущим значениям параметров БО, блоки усиления и обработки сигнала (БУиО) и блоки регистрации и отображения (БРиО). На ПИП может подаваться управляющий сигнал с БУиО для управления величиной сопротивления входного ПЭ (импеданса) с целью его согласования с выходным сопротивлением БО (режим согласования в случае, когда порождающее поле является электрическим),

В зависимости от конкретной задачи исследования в БУиО могут вхо-

включает две группы методов.

И

Рис. 5. Методическая схема пассивных физиологических исследований

дить один или несколько параметрических базовых блоков - усилитель с преобразованием спектра, усилитель с переменным коэффициентом усиления, параметрическая система обработки сигналов и другие из базового набора.

Вторая группа методов - группа "функциональных исследований" связана с организацией дозированных физических воздействий (электрического тока,

магнитного поля, механических воздей- Обратная связь./,,

ствий и др.) на БО с контролем реакции на эти воздействия. Методическая схема Рис- 6. Методическая схема такого типа исследования имеет вид, функционального исследования представленный на рис. 6. Здесь ГАФВ - генератор адекватного фактора воздействия, /-в - физический фактор воздействия, Я - порождающее поле, \э -управляющий электрический сигнал. Исследования, выполняемые по этой схеме, могут быть организованы по новому принципу - использование параметрического регулирования во времени воздействующего поля в соответствии с эндогенными ритмами организма и/или по законам, учитывающим изменения его электрических параметров в процессе воздействия (в динамике).

Аналогичную методическую схему имеют методы терапевтического воздействия, реализующие управление лечебным воздействием по принципу обратной связи в зависимости от состояния организма больного.

Глава пять посвящена синтезу и лабораторным исследованиям аппаратуры для МБИ на основе систем с переменными во времени параметрами.

В соответствии с выбранными направлениями синтеза ТС разработаны обобщенные схемы биомедицинской аппаратуры для:

- диагностики состояния организма или органа (рис. 7,а);

- лечебного воздействия (рис. 7,6).

Аппаратура отличается от традиционной тем, что в нее входят один или несколько параметрических базовых блоков (ПББ) различного назначения. Схема (рис. 7,а) содержит параметрический измерительный преобразователь ПИП, параметрический усилитель с преобразованием спектра ПУПС, параметрическая система обработки сигналов ПСО, блок модуляции параметра БМП, а также блок обработки и регистрации БОиР.

Процесс передвижения информации от БО можно отобразить с помощью операторного уравнения:

у = Ей = ЕОи = ЕПСи = ЕЮСВу

где операторы: В - преобразует множество проявлений физиологических функций V в первичный электрический сигнал и; С - реализует малошумя-щее усиление первичного сигнала и; В - оператор оптимальной обработки сигнала в соответствии с заданным критерием оптимальности; Е - оператор, осуществляющий регистрацию и обработку поступающей информации.

В уравнении не учтены формирователи законов управления параметрических базовых блоков, источники различного рода помех: физиологических ФП, артефактов АФ, внешних помех ВнП, а также внутренних шумов и искажений ВШиИ.

В

в

БО

ПИП БМПГ

*

<- УВ ПГФВ

б)

К

Рис. 7. Обобщенные схемы параметрических аппаратов для диагностики (а) и для воздействий (б).

Обобщенная схема (рис. 7,6) включает в себя параметрический измерительный преобразователь ПИП, блок модуляции параметров (одного или нескольких) генератора БМПГ, параметрический генератор физических воздействий ПГФВ, устройство воздействия УВ на биообъект БО.

Процесс формирования адекватного воздействия можно представить в

виде:

У-Ки , и ^Си^СВу , где операторы: В- преобразует множество проявлений физиологических функций V в первичные электрические сигналы и, О -реализует преобразования сигналов •и в напряжение модуляции параметрами генератора, К ~ преобразует напряжение с генератора ПГФВ - и в адекватное воздействие в соответствии с заданной программой.

Вид операторов, входящих в уравнения, в зависимости от объекта измерений и воздействий, задач и программ эксперимента может быть различным. В реализации конкретных разработок по этим обобщенным схемам могут использоваться элементы-блоки из рассмотренного выше набора базовых элементов.

На основе анализа моделей БО, выбранных направлений и принципов синтеза ТС, а также обобщенных схем разработана параметрическая аппаратура биомедицинского назначения. Приведём основные результаты разработок.

1. Устройство для регистрации биопотенциалов содержит усилитель ПУПС (см. набор базовых элементов). Это позволило одновременно иметь низкий уровень собственных шумов и высокое устойчивое значение коэффициента усиления. Лабораторные исследования показали, что при этом дости-

жимы следующие характеристики: Лвх ■ Кус = (50 + фБ, ЕШсобст<1 Ю-6 В

МО ом; Сех & МО пф;

и

2. Аппарат для регистрации изменений импеданса участка живой ткани при изменении кровонаполнения (реограф). Здесь использован резонансный параметрический контур, параметрическим элементом которого является участок исследуемой ткани, подключенный традиционным способом. Результаты моделирования на ЭВМ свидетельствуют, что данный метод позволяет выявить более тонкие изменения в сосудах, и тем самым повысить диагностическую ценность регистрируемых колебаний.

3. Аппарат для выделения и регистрации сердцебиения плода разработан на основе комбинирования параметрической системы обработки сигнала, входящего в его состав в качестве ПББ, и устройства усреднения. Лабораторные исследования показали, что при этом уровень помех (сигнал материнской ЭКГ) снижается на 20 дБ, а регистрация проводится в реальном масштабе времени.

4. Прибор для измерения активной мощности, рассеиваемой в биологически активной точке (БАТ). Входное сопротивление параметрического измерительного преобразователя непрерывно подстраивается к сопротивлению биоткани, обеспечивая их согласование, что повышает точность и достоверность измерений.

5. Устройство для обработки (по критерию максимума отношения сигнал/помеха на выходе) сигнала апекс-кардиограммы. В состав устройства в качестве ПББ входят линии задержек с переменными во времени параметрами, что позволяет устранить в процессе обработки неопределённости по моменту начала "пачки" импульсных сигналов. Проверка эффективности обработки апекс-кардиограммы путём моделирования алгоритма обработки сигнала на персональном компьютере ЮМ PS/AT показал, что относительная погрешность измерения периода сердечных сокращений при неконтактном съёме сигнала составляет не более 0,05.

6. Устройство для оптимального выделения сигналов физиологических ритмов из спектра ЭЭГ. В нем использован ПББ являющийся следящей параметрической колебательной системой, позволяющей минимизировать отношение сигнал/помеха на выходе.

7. Оптимальные и квазиоптимальные параметрические системы (фильтры) на базе параметрических блоков для биотелеметрии. Разработано несколько вариантов:

- оптимальная параметрическая система, минимизирующая средне-квадратическую ошибку воспроизведения на выходе для колоколообразного сигнала;

- квазиоптимальный фильтр для повышения помехоустойчивости автоматического радиопеленгатора телепрослеживания биообъектов;

- квазиоптимальный фильтр с переменной шириной пропускания для повышения помехоустойчивости приема фазоманипулированного сигнала;

8. Аппарат для воздействия бегущим магнитным полем (МП) последо-

№ п/п Опытные образцы диагностической аппаратуры Параметрический базовый блок Динамический диапазон измеряемых параметров. Площадь рабочей поверхности ахтшшого электрода Площадь индифферен тного электрода

1 2 3 4 5 6

1 Прибор для измерения активной мощности, рассеиваемой в биоткани ПИП (2-500) кОм 44,35 мм2 1500 мм2

2 Устройство для регистрации биопотенциалов ПУПС (5-100) мкВ (0,1-1) мВ (1-100) мВ (ступечатая. регулировка в пределах полосы от 0,3Гц до ЗкГц) стандартная стандартная

вательно на ряд биологически активных точек (БАТ) с помощью индукторов-электромагнитов. Аппарат отличается тем, что в его состав входят параметрические КС-генератор и амплитудный модулятор, обеспечивающие адекватность электромагнитного воздействия на БАТ.

9. Аппарат для воздействия бегущим магнитным полем на конечность пациента. В его структуру включен параметрический колебательный контур. Используется для магнитной стимуляции кровоснабжения, причем адекватное воздействие формируется путём синхронизации ударного возбуждения этого контура с началом кровенаполнения конечности. На выходе контура формируется сигнал с формой огибающей, близкой к форме сигнала пульсовой волны.

10. Аппарат для адекватной чрескожной электронейростимуляции. Он содержит параметрические генератор для формирования длительности стимула и амплитудный модулятор. Воздействующий фактор - пачка коротких импульсов - подвергается амплитудной модуляции сигналами от ритма дыхания пациента. Длительность стимула зависит от текущего значения импеданса участка живой ткани в зоне наложения электродов.

11. Аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева. В него включен параметрический генератор управляющего напряжения, обеспечивающий плавное нарастание частоты вибраций бронхотрахеального дерева. Используется для выведения мокроты.

В табл. 1 и 2 приведены основные технические характеристики некоторых образцов рассмотренной аппаратуры.

№ п/п Основные технические данные Аппаратура для адекватных воздействий

Аппарат адекватной чрез-кожной элек-тронейрости муляции Аппарат для лечения бегущим импульсом ЭМ-полей Аппарат дая ЭМ-стимуля-ции кровоснабжения конечности Аппарат для вибрации бропхотра- хеального дерева

1. Используемый параметрический базовый блок Парам етричес-кий модулятор, параметрический гепера-тор-формирователь длительности Параметрический ПС-генератор Параметрический амплитудный модулятор Параметрический RC-генератор

2. Частота следования стимула, Гц 5... 100 (плавная регулировка) 1 1

3. Длительность стимула, диапазон установки, МКС 50... 400 (зависит от текущих параметров биоткани у электродов) 106 106 5*106, 1*107 2*107(регулировка ступенчатая)

4. Частота следования импульсов заполнения стимула ,кГц 50

5. Закон изменения частоты заполнения стимула Линейная частотная модуляция Линейная частотная модуляция

6. Диапазон изменения частоты заполнения стимула, кГц 0,01...1 0,2...4

7. Форма огибающей стимула амшштудно-модулированная ритмом дыхания прямоугольная амплитудно-модулированная сигналом пульсовой волны прямоугольная

8. Питание: -напряжение, В -частота,Гц 220(±10%) 50 220(±10%) 50 220(±10%) 50 220(±10%) 50

9. Потребляемая мощность, ВА 12 20 150 20

10 Габариты, мм 250x230x100 300x220x125 420x340x158 350x280x125

И Масса, кг 5 4 10 5

В шестой главе приведены результаты практической реализации и экспериментального исследования биомедицинской аппаратуры на основе СГ1ВП, подтверждающие эффективность нового подхода к проведению МБИ.

Программа исследования включала изучение технических характеристик и клинических возможностей двух групп аппаратуры: аппаратуры диагностического назначения и аппаратуры лечебного воздействия. При определении технических характеристик использовались стандартные методы и средства поверки, клиническая апробация проводилась в ряде клинических стационаров г. Махачкалы (Дагестан).

1. Аппаратура диагностического назначения.

Для этого класса аппаратуры были выбраны: устройство для регистрации биопотенциалов и система биотелеметрической передачи данных. Каждое аппаратное средство подвергнуто техническим испытаниям в лабораторных условиях, а затем образец средства передавался в клинику.

Уже было отмечено выше, что для биотелеметрической системы разработана схема выделения импульсного сигнала колоколообразной формы. Лабораторные исследования подтвердили теоретические предположения о возможности оптимальной обработки аддитивной смеси полезного сигнала и приводимой к стационарной (в базисной системе собственных функций СПВП) нестационарной помехи, а также его эффективность для борьбы с помехами в виде задержанных копий сигналов. Оптимизированная система как система с переменными во времени параметрами обеспечивает подавление задержанной помехи в 5 раз при а=3010"6 сек, длительности задержки равной 30-10'6 сек и добротности параметрического контура равной 200. Причём зависимость амплитуды выходного сигнала от задержки, начиная с некоторого малого значения, становится линейной, что показывает перспективность использования параметрических систем для регистрации динамики изменений разнообразных биологических ритмов.

II. Аппаратура воздействия на биообъект и управления его состоянием

1. Аппарат для лечебного воздействия бегущим импульсным магнитным полем (МП) оказывает воздействие последовательно на ряд биологически активных точек (БАТ) с помощью индукторов- электромагнитов. Всего таких индукторов восемь штук. Импульсный сигнал воздействия представляет собой последовательность импульсов с линейной частотной модуляцией заполнения в пределах от 10 Гц до 1 кГц и дополнительной амплитудной модуляцией огибающей сигналом ПВ пациента. Магнитная индукция регулируется в пределах (0,1-1) мТл. Аппарат прошел испытание в Центральной клинической больнице республики Дагестан. Под наблюдением находились 65 больных: 38 женщин и 27 мужчин. Было выделено несколько групп боль-

ных по возрасту, запущенности заболевания и различным патологиям, (см. табл.3)

Результаты клинического применения аппарата представлены в табл. 4. _Таблица 3

№ Патология 1 группа 2 группа 3 группа

жен муж жен муж жен муж Итого

1. Артриты 15 5 - - - - 20

2. Астения ЦНС - - 15 5 - - 20

3. Травматические оте- 5 10 - - - - 15

ки

4. Синуситы (гаймори- - - - - 3 7 10

ты, этмоидиты,

фронтиты)

Итого: 20 15 15 5 3 7 65

Результаты проведения лечебных, процедур свидетельствуют, что аппарат оказывает противовоспалительные действия, улучшает трофику тканей, особенно в рефлексотерапии, оказывает положительное действие при неврологических синдромах. Практически во всех случаях отмечаются положительные сдвиги по лечению.

В отзыве клинической организации отмечены следующие положительные качества аппарата: удобство в эксплуатации, исключение возможности привыкания БАТ к воздействию; сочетание воздействующих факторов: магнитного поля, вибрации и тепла.

Таблица 4

П/п Патология Улучшение Ухудшение Без изменения

1. Артриты 20 - -

2. Астения ЦНС 13 - 7

3. Травматич. отеки 15 - -

4. Синуситы 8 - 2

Итого 56 - 9

2. Аппарат магнитной стимуляции кровоснабжения предназначен для воздействия на конечность пациента бегущим импульсным МП (пять секций) с регулируемой интенсивностью от 1 до 5 мТл и частотой от 0,1 до 1 кГц (пять диапазонов). Аппарат прошел клинические испытания в Дагестанском республиканском ортопедо-травматологическом центре в 1996-1997гг. Под наблюдением находились 137 больных обоего пола и разных возрастов (см. табл. 5), результаты после лечения сведены в табл. 6. Они свидетельствуют, что применение электромагнитной терапии в значительной степени сокращает реабилитационный период, снижает боль и улучшает трофику

тканей при лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата человека, а также при повреждениях мышц, сухожилий, связок и костей.

__Таблица 5_

N 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа

п/г Патология возраст до 20 лет возраст от 20 до 50 возраст от 50 до 65 возраст старше 65

жен муж жен муж жен муж жен муж

1 Артрозы 6 4 16 10 1 - - -

2 Переломы 2 8 4 22 - 1 - -

3 Спондилез

(остеохондроз) - - 15 13 6 8 3 4

4 Дегенеративно-дистрофические заболевания - - - - 2 2 3 7

Таблица 6

п/п Патология улучшение ухудшение без изменен!«

1 Артрозы 37 - -

2 Переломы 37 - -

3 Спондилез (остеохондроз) 39 10

4 Дегенеративно-дистро фические заболевания 11 3

3. Аппарат адекватной чрезкожной электронейростимуляции. Результаты экспериментальных исследований, сведенные в табл. 7 и 8, показывают, что адекватная противоболевая электронейростимуляция является перспективным путём повышения эффективности электронейростимуляции.

Таблица 7

№ п/п Показатели Перед стимуляцией После стимуляции % изменения

1 Ритм дыхания (1/мин) 16,8 14,7 -12,5

2 Ритм сокращения сердца (мин) 73,6 73,4 -0,2

3 Амплитуда пневмограммы (отн. ед.) 12,4 20,3 + 63,7

4 Выраженность кожно-гальваничес-кого рефлекса с правой руки (отн. ед.). 9,4 5,6 -40,4

№ и/г Патология Эффективность лечения Число больных

Виды заболеваний хорошо удов-лет не-удовл Итого

1 Поясничный остеохондроз 48 7 2 57

2 Невриты, плекситы, невралгии. 7 3 1 11

3 Облитирующие заболевания артерий конечностей 14 13 2 29

4 Фантомные боли 4 1 0 5

4. Аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева с целью выведения мокроты (бропховибратор) прошел клинические испытания, защищен патентом на изобретение и в настоящее время применяется в отделении пульманологии Дагестанской республиканской центральной клинической больницы.

Основные результаты работы:

В работе сформулирован новый подход к проведению МБИ, основанный на представлении трех основных составляющих исследования: биологического объекта, технических средств и методического обеспечения как систем с переменными во времени параметрами. Такое представление обеспечивает взаимную адаптацию ТС и МО к параметрам БО, их гибкое взаимодействие во времени в процессе выполнения поставленной медико-биологической задачи. Достигаемые при этом повышение точности оценки диагностических параметров и адекватность лечебного воздействия текущему состоянию БО позволяет считать выполненное исследование как крупное достижение в развитии научного направления, связанного с разработкой адаптивных биотехнических систем медицинского назначения и имеющего важное народнохозяйственное и социальное значение. В работе получены новые результаты, подтверждающие этот выводВ теоретической части:

- выполнено теоретическое исследование систем с переменными во времени параметрами (СПВП), в результате которого получены уравнения, описывающие такие системы, адекватные сложно модулированному колебанию произвольной формы, а также колебаниям в виде суммы произвольных колебаний;

- получены основные соотношения для синтеза СПВП, оптимальных по критериям минимума среднеквадратической ошибки или максимума отношения сигнал/помеха на выходе;

- определены условия устойчивости и физической реализуемости

СПВП; получены соотношения для расчёта параметрических генераторов колебаний адекватных воздействий высокой и низкой частот;

- развиты методы анализа нестационарных физиологических процессов и систем, основанные на их представлении стационарными и нормальными в так называемой "приведенной" системе отсчетов времени и величин; это позволяет для их изучения применять хорошо разработанный аппарат случайных стационарных процессов;

- проведен анализ моделей биологических объектов разного типа как СПВП, разработаны принципы обеспечения их адекватности БО;

- впервые показано, что принцип обобщенного резонанса СПВП может стать основой для изучения и моделирования волновых процессов, происходящих в живой системе;

- разработаны принципы синтеза ТС и МО как СПВП и определены те узлы ТС и операции МО, которые целесообразно выполнять на принципах систем с переменными во времени параметрами.

В практической части:

- предложены модели биологических объектов в виде систем с переменными во времени параметрами, которые отражают динамику происходящих в биообъекте процессов путем изменений определяющих параметров СПВП; эти модели служат надежной основой для изучения явлений жизнедеятельности биологических систем;

- построены обобщенные схемы и алгоритмы процессов измерения диагностических показателей и управления состоянием организма, которые легли в основу синтеза конкретной медицинской аппаратуры;

- разработан набор базовых параметрических узлов-элементов, которые использованы при синтезе новых образцов медицинской техники, предназначенной для: регистрации изменений импеданса биоткани при изменении кровенаполнения сосудов; чрезкожного измерения импеданса биологической ткани; лечения бегущим импульсным МП; магнитной стимуляции кровообращения конечности; чрезкожной электронейростимуляции; аппарата для вибрации бронхотрахеального дерева; оптимальной системы обработки импульсного биотелеметрического сигнала колоколообразной формы и

др;

- апробированы и внедрены в клиническую практику основные разработки в виде информационного, математического, аппаратно-методического обеспечения медико-биологических исследований в лечебно-диагностических и учебных заведениях республики Дагестан.

Основные результаты опубликованы в следующих работах 1. Гаджиев М.И., Магомедов Д. А., Алиев Э.А., Абдулмуталимов А.Г. Модели параметрических цепей в прикладных задачах радиоэлектроники и медицины. Махачкала, Изд-во АО ДЭАД999. - 252 с.

2. Алиев Э.А., Исмаилов Ш.-М.А., Магомедов Д.А., Хачумов В.М. Микропроцессор 80x86: Архитектура, система команд, программирование. -ДПТИ, Махачкала, 1984, 231 с.

3. Магомедов Г.О., Магомедов И.А., Магомедов Д.А. Микропроцессорные устройства и системы (Учебное пособие). Махачкала, РИО ДГТУ, 1996, -60 с.

4. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Методы и средства оптимальной линейной фильтрации сигналов (Учебное пособие). - Махачкала: Даг-книгоиздат, 1991. - 84 с.

5. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Гасангаджиев М.М. К исследованию новых видов модуляции колебаний сложной формы.// Доклады Республиканской НТК "Радиоэлектроника народному хозяйству", - Махачкала, 1983.-с. 7.

6. Магомедов Д.А., Алиев Э.А., Магомедов К.А. О возможности генерации и фильтрации широкополосных колебаний произвольной формы с помощью структурно-сигнальных параметрических фильтров.// Доклады Республиканской НТК "Радиотехника народному хозяйству", - Махачкала, 1983,с. 9.

7. Магомедов Д.А. Оптимальная фильтрация нестационарных процессов фильтрами с переменными параметрами.// Материалы YI Респ. НТК- Махачкала, 1984 -с. 88

8. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Синтез согласованных фильтров с переменными параметрами. - М,: ВИНИТИ, № 811-85, 1985. - 8 с.

9. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. О возможности сжатия сигналов с помощью фильтров с переменными параметрами. - М,: ВИНИТИ, № 15-85,1985.-9.с.

Ю.Магомедов Д.А. Применение метода приведенных координат к задачам оптимальной фильтрации нестационарных процессов. - М,: ВИНИТИ, № 16-85, 1985.- 9 с.

П.Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Применение средств вычислительной техники для реализации согласованного параметрического фильтра.// Мат-лы YIII Респ. НТК "Автоматизация производства и использование средств вычислительной техники в народном хозяйстве". -Махачкала, 1985. - с 19-22.

12.Магомедов Д.А. О реализации фильтра с переменными параметрами, минимизирующего среднеквадратическую ошибку.// Мат-лы YIII Респ. НТК "Авт. произв. и исп. средств выч. техники в народном хозяйстве". - Махачкала, 1985. - с. 22-25.

1 З.Магомедов Д.А. Разработка оптимальных фильтров для радиосигналов с детерминированной модуляцией. - Кандидатская диссертация. МИЭМ, 1986.- 184 с.

М.Магомедов Д.А. Расчет функций чувствительности согласованного пара-

метрического фильтра с использованием ЭВМ.// Материалы Республиканской НТК "Научно-технический прогресс и ЭВМ". - Махачкала: 1987. - с. 38-41.

15.Магомедов Д.А. О практической реализации цифрового параметрического фильтра второго порядка.// Материалы Республиканской НТК "Научно-технический прогресс и ЭВМ". - Махачкала: 1987. - с. 63-66.

16.Магомедов Д.А. Системы АРУ на основе оптимальных фильтров.// Межвузовский научно-технический сборник "Теория и практика проектирования РЭА". - Махачкала: 1987. 3-10 с.

П.Магомедов Д.А. Реализация фильтров с переменными параметрами с помощью устройств на ПАВ.// Межвузовский научно-технический сборник "Теория и практика проектирования РЭА". - Махачкала: 1987. 11-14 с.

18.Магомедов Д.А. Об устойчивости оптимальных фильтров с переменными параметрами.//Доклады. Респ. НТК "Молодежь и н.-техн. прогресс"- Махачкала: 1988, с.41

19.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А., Магомедов Х.Д. Об одном способе реализации системы АРУ на основе оптимального фильтра. // Мат-лы респ. НТК "Молодежь и научно-технический прогресс". - Махачкала: 1988, с. 42.

20.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Особенности конструкторско-технологического характера в практической реализации устройства на ПАВ для оптимальной обработки фазоманипулированного псевдослучайного сигнала.// Межвузовский сборник научных трудов. - Махачкала: 1990, с. 32-36.

21.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Вопросы дальнейшего временного сжатия сигналов оптимальными фильтрами с переменными параметрами.// Мат-лы Всероссийской НТК "Сист. анализ и принятие реш. в задачах автоматиз. обесп. качества и надежн. изделий приборостр. и радиоэлектроники". -Махачкала: 1991, с. 37-42.

22.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Согласованный параметрический фильтр на основе устройств на ПАВ.// Мат-лы Всероссийской НТК "Системный анализ и принятие решений в задачах автоматизации обеспечения качества и надежности изделий приборостроения и радиоэлектроники". -Махачкала: 1991, с.42-46.

23.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Магомедов К.А. Исследование влияния разброса параметров согласованного параметрического фильтра на его характеристики.//Там же с. 121-125.

24.Алиев Э.А., Магомедов Д.А. Различные физические эффекты и их применение в средствах прогноза землетрясений.// Изв. СК НЦ Высшей школы, Ростов-на-Дону, 1992, с. 15-18.

25.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Использование ЧМ- и относи-

тельной ФМ- колебаний в системах временного уплотнения каналов связи для снижения уровня межсимвольных помех.// Изв. Высших Уч. Зав. Северо-Кавказского региона. - Ростов-на-Дону, 1994, с. 25-27.

26.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Вопросы практической реализации согласованных фильтров с переменными параметрами.// Изв. Высших Уч. Зав. Северо-кавказского региона. - Ростов-на-Дону, 1994, с. 27-31.

27.Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Базисные функции для построения радиосис-тем.//Сб. Научн. Тр. ДПТЙ, - Махачкала, 1995, с. 130-138.

28.Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Фильтры на поверхностных акустических волнах для оптимальной обработки псевдослучайного фазоманипулиро-ванного сигнала.//Сб. Научн. Тр. ДПТИ, - Махачкала, 1995, с. 139-148.

29. Алиев Э.А., Магомедов Д.А. Радиоизлучения с негармоническими несущими и их применение в средствах прогноза землетрясений.// Материалы докл. Международного симпозиума "Каспий-Балтика-95". -С.-П., 1995, с. 20-21.

30. Алиев Э.А., Магомедов Д.А., Шарапудинов М.Р. Геликонный, полевой и Ганна-эффекты в задачах прогноза землетрясений.//Мат. докл. Межд. симп. -С.-Пб., 1995, с. 18-19.

31. Алиев Э.А., Ахлаков М.К., Магомедов Д.А. Комплекс адекватной элек-тромагнитотерапии.// Известия ТЭТУ. Сб. научн. трудов Санкт-Петербург, 1996, вып. 491, с. 21-24.

32. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Фильтры с переменными параметрами в системах оперативной обработки электрокардиосигнала.// Мат-лы Всероссийской НТК "Информационно-управляющие системы и специализированные вычислительные устройства для обработки и передачи данных". -Махачкала, 1996, с. 63-66.

33. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Автоматизированный комплекс электромагнитных воздействий с обратной связью.// Мат-лы Всероссийской НТК "Информационно-управляющие, системы и специализир. выч. устр. для обр. и передачи данных". - Махачкала, 1996, с. 49-51.

34. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Электромагнитный вибромассажер.// Мат. Всероссийской. НТК "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения". - Махачкала, 1996, с 48-51.

35. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Регистрация реографического сигнала с помощью цепей с переменными параметрами.// Мат-лы Всерос. НТК "Сост. и перспективы развития медицинского приборостроения". - Махачкала, 1996, с. 51-53.

36.Магомедов Д.А., Гаджиев М.И. Параметрические фильтры в задачах обработки и анализа электроэнцефалограмм.//Мат-лы Всерос. НТК "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения". - Махачкала, 1996, с. 53-56.

37.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Параметрические фильтры в задачах прогноза землетрясений.// Мат-лы Междунар. симпозиума "Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций". - Махачкала, 1997, с. 41-45.

38.Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Нетрадиционные методы радиотехники в задачах прогноза землетрясений.// Сб. научн. трудов ДГТУ, - Махачкала, ДГТУ, 1996, с. 84-90.

39.Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Применение активного фильтра с переменными параметрами в системах оперативной обработки электрокардиосиг-нала.// Сб. научн. трудов ДГТУ, - Махачкала, ДГТУ, 1996, с. 54-56.

40. Магомедов Д.А., Омочев Г.М., Алиев Э.А. Аппарат для лечения бегущим импульсным магнитным полем.// Доклады Междун. НТК по биомед. приборостроению "Биоприбор-96". - М.: ВНИИ Мед. приборостр. РАМН,

1996, с. 86.

41. Магомедов Д.А., Алиев Э.А., Омочев Г.М. Аппарат для вибрации бронхо-трахеального дерева.// Труды Международного семинара "Инновации в здравоохранении". -С.-Петербург, 1997, с. 98-99.

42. Магомедов Д.А. Цифровые фильтры с переменными во времени параметрами.// Тез. докл. Межд. НТК "Конв. Приборостр. Рынок" - Владимир.

1997. С. 27.

43. Магомедов Д.А. Аппарат для адекватной электромагнитной терапии на основе фильтров с переменными параметрами.// Мат. XXI НТК ДГТУ. -Махачкала, 1997, с. 66-70.

44. Магомедов Д.А. Разработка аппарата для электромагнитной стимуляции кровеснабжения конечности.// Мат. XXI НТК ДГТУ. - Махачкала, 1997, с 71-74..

45. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Методы синтеза цифровых параметрических фильтров.// Вест. ДГТУ. Технические, науки. Вып,1.-Махачкала, 1997, с.88-90

46. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Применение метода приведенных координат в теории цифровых параметрических фильтров.// Вестник ДГТУ. Технические науки. Вып. 1. - Махачкала, 1997, с. 91-93.

47.Магомедов Д.А. Основные принципы построения биомедицинской аппаратуры на основе структур с переменными параметрами.// Тезисы Всероссийской НТК "Медицинские информационные системы- МИС 98". - Таганрог, 1998, с. 99.

48.Магомедов Д.А. Генераторы адекватных воздействий для электромагнитной терапии.// Известия ГЭТУ. Сб. научн. трудов. - С.-Петербург, 1998, Вып.518, с. 23-27.

49.Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Об одном способе реализации фильтров с переменными параметрами ВЧ и СВЧ диапазонов.// Вестник

ДГТУ. Технические науки. Вып. 2. - Махачкала, 1998. - с. 80-84.

50.Исмаилов Э.Ш., Григорьев Ю.Г., Магомедов Д.А., и др. Механизмы избирательного действия микроволн.// Мат-лы 2 междунар. конф. "Электромагнитные поля и здоровье человека". - М.: 1999. С. 39.

51.Магомедов Д.А. Синтез оптимальной параметрической системы минимизирующей среднеквадратическую ошибку для биотелеметрического импульсного сигнала.// Вестник ДГТУ, Технические науки. Вып. 3. - Махачкала, 1999, с. 167-171.

52.Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Оптимальная обработка сигнала апекскар-диограммы.// Вестник ДГТУ, Технические науки. Вып. 3. - Махачкала, 1999, с. 171-174.

53.Магомедов Д.А. Математическое моделирование системы кровообращения человека.// II Матем. чтения, поев, памяти проф. Мухтарова Х.Ш., Махачкала, 1999, с. 45-47.

54.Магомедов Д.А., Исмаилов Э.Ш., Алиев Э.А. Аппарат для адекватной электромагнитной терапии.// Сб. докладов XXII НТК ДГТУ, Махачкала,

1999, с. 124.

55.Магомедов Д.А. О возможности управления физиологическим состоянием биологических систем организма.// Сб. докладов XXII НТК ДГТУ, Махачкала, 1999, с.125,

56.Ахлаков М.К., Магомедов Д.А., Попечителев Е.П. Электрические аналогии системы кровообращения человека// Тез. II Междунар. симпозиума «Электроника в медицине», Вестник аритмологии № 15. С.-Петербург,

2000, с. 161.

57.Магомедов Д.А., Омочев Г.М., Махмудов К.Г. и др. Бронховибратор. Патент № 2077304. Россия, МКИ Д 61Н23/02 (Россия) - 4950125/14; заявл. 29.03.91; опубл. 20.04.97, бюл. № 11.- 1997.

58.Алиев Э.А., Магомедов Д.А. Способ поиска электромагнитных предвестников землетрясения. Патент № 2109311 RU 660189/00, 3/12 (RU) -96101093/25 (001106), заявл. 10.01.96, опубл. 20.04.98, бюл. № П.- 1998.

59. Алиев Э.А., Магомедов Д.А., Карагишиев У.Д. Радиосистема охраны на щумоподобных сигналах. Патент № 2103742, RU 660108 В 13/10 (RU), № 95116506/09 (028505), заявлено 22.09.95, опубликовано 27.01.98., Бюл. № 3.- 1998.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Современное состояние проблем организации и проведения медико-биологических исследований и оценка возможности их решения с помощью систем с переменными во времени параметрами.

§1.1. Биотехнический системный подход к организации и проведению медико-биологических исследований.

§ 1.2. Особенности биообъектов как объектов исследования.

§1.3. Методическое обеспечение медико-биологических исследований.

§1.4. Технические средства проведения медико-биологических исследований.

§1.5. Перспективы применения технических средств на основе систем с переменными во времени параметрами в медико-биологических исследованиях.

§ 1.6. Системы с переменными во времени параметрами.

§ 1.7. Метод приведённых отсчётов времени и величин.

§ 1.8. Помехи и искажения, приведённые помехи.

§ 1.9. Основные задачи исследования.

Выводы.

ГЛАВА II. Теоретические исследования свойств и характеристик систем с переменными во времени параметрами.

§2.1. Импульсная характеристика и передаточная функция оптимальной системы с переменными параметрами, максимизирующей отношение сигнал/помеха на выходе.

§2.2. Импульсная характеристика и передаточная функция параметрической системы, минимизирующей среднеквадратическую ошибку.

§2.3. Вопросы устойчивости и физической реализуемости параметрических систем обработки сигналов.\.

§2.4. Адекватность входных сигналов и параметрических цепей.

§2.5. Модели дискретных параметрических элементов цепей с переменными параметрами.

§2.6. Дискретизация сложных сигналов в приведённой системе отсчётов.

§2.7. Приведённые быстрое преобразование Фурье и дискретная свёртка.

§2.8. Цифровые параметрические системы обработки сигналов.

§2.8.1. Частотный коэффициент передачи цифровой параметрической системы.

§2.8.2. Системная функция цифровой параметрической системы.

§2.9. Параметрические генераторы адекватных воздействий в медицине.

Выводы.

ГЛАВА III. Построение моделей биологических объектов как систем с переменными во времени параметрами.

§3.1. Основные принципы математического моделирования биообъектов как систем с переменными параметрами.

§3.2. Модель нейрона с параметрическим управлением.

§3.3. Модели замещения участка живой ткани и сосудистого русла как канала распространения сигнала пульсовой волны.

§3.4. Математическое моделирование биосистемы с переменными во времени параметрами.

§3.5. Моделирование сердечно-сосудистой системы человека.

§3.6. Модели физиологических процессов и полей.

§3.6.1. Электрофизиологические процессы.

§3.6.2. Электрофизиологические поля.

§3.6.3. Модели неэлектрофизиологических процессов.

§3.7. Модели биологической среды.

§3.8. Приведённые стационарные модели нестационарных процессов.

§3.9. Влияние моделей на требования, предъявляемые к биомедицинской аппаратуре.

Выводы.

ГЛАВА IY. Принципы синтеза технических средств и методическое обеспечение медико-биологических исследований на основе представлений о системах с переменными параметрами.

§4.1. Принципы синтеза параметрических измерительных преобразователей.

§4.2. Принципы построения параметрических усилителей электрофизиологических сигналов.

§4.3. Методика синтеза оптимальных систем с переменными во времени параметрами.

§4.4. Синтез согласованной параметрической системы для .обработки сигнала вызванного потенциала мозга.

§4.5. Синтез оптимальной параметрической системы для биотелеметрического сигнала, минимизирующей среднеквадратическую ошибку

§4.6. Синтез цифровых параметрических систем обработки сигналов.

§4.6.1. Метод инвариантных импульсных характеристик.

§4.6.2. Синтез цифровой параметрической системы на основе дискретизации дифференциального уравнения аналоговой цепи.

§4.6.3. Метод инвариантных частотных характеристик.

§4.7. Методика синтеза цифровой параметрической системы обработки сигнала.

§4.8. Методика синтеза параметрических генераторов адекватных воздействий.

§4.9. Квазиоптимальные системы с переменными параметрами для шумоподобных сигналов.

§4.10. Анализ переходных процессов в цепях с переменными параметрами.

§4.10.1. Определение реакции параметрической цепи на произвольное внешнее воздействие по её переходной характеристике.

§4.10.2. Определение реакции параметрической цепи на произвольное внешнее воздействие по её импульсной характеристике.

§4.11. Методическое обеспечение медико-биологических исследований на основе представлений о системах с переменными параметрами.

Выводы.

ГЛАВА У. Синтез и лабораторные исследования биомедицинской аппаратуры на основе систем с переменнми параметрами.

§5.1. Обобщённые схемы и алгоритмы продвижения информации параметрической аппаратуры медицинского назначения.

§5.2. Прибор для измерения активной мощности, рассеиваемой на участке биологической ткани.219!

§5.3. Аппарат для регистрации изменения импеданса биоткани при изменении кровенаполнения сосудов.

§5.4. Оптимальная обработка сигнала апекс-кардиограммы.

§5.5. Параметрические системы обработки сигналов в аппаратуре медико-биологических исследований.

§5.5.1. Приёмник биотелеметрической системы со следящей параметрической системой.

§5.5.2. Выделение сигналов физиологических ритмов из спектра ЭЭГ.

§5.5.3. Цифровая параметрическая система на основе процессора обработки сигналов.

§5.5.4 Регистрация сердцебиения плода.

§5.6. Параметрическое устройство для регистрации биопотенциалов.

§5.7. Квазиоптимальная параметрическая цепь для повышения помехоустойчивости радиопеленгатора телепрослеживания биообъекта.

§5.8. Аппаратура для адекватного воздействия на биообъект и управления его состоянием.

§5.8.1. Аппарат для адекватной чрескожной электростимуляции.

§5.8.2. Аппарат для лечения бегущим импульсным электромагнитным полем.

§5.8.3. Аппарат для электромагнитной стимуляции кровоснабжения конечности.

§5.8.4. Аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева.

§5.9. Повышение эффективности обработки и анализа электроэнцефалограмм.

Выводы.

ГЛАВА У1. Практическая реализация и экспериментальное исследование биомедицинской аппаратуры на основе систем с переменными параметрами.

§6.1. Практическая реализация и исследование аппарата адекватной чрескожной электростимуляции.

§6.2. Реализация и исследование аппарата для лечения бегущим электромагнитным полем.

§6.3. Реализация и исследование аппарата для электромагнитной стимуляции кровоснабжения конечности.

§6.4. Реализация аппарата для вибрации бронхотрахеального дерева и результаты клинических испытаний.

§6.5. Реализация оптимальной параметрической системы для импульсного сигнала колоколообразной формы.

§6.6. Экспериментальное исследование оптимальной параметрической системы.

§6.7. Разработка и экспериментальное исследование квазиоптимальной параметрической цепи для широкополосного сигнала биотелеметрической системы.

Выводы.

Актуальность работы. Задача синтеза новой биомедицинской техники должна опираться, с одной стороны, на возможности современной техники и технологии, а с другой - на достаточно полное, глубокое знание строения и функций биосистемы и правильное понимание явлений, происходящих при взаимодействии технических средств и живого организма. Изучение данного взаимодействия требует применения системного подхода, в соответствии с которым технические и биологические звенья, связанные для достижения поставленной цели, рассматриваются в рамках единой биотехнической системы - БТС [1,2].

Системный подход давно уже стал методологической основой создания новых высокоэффективных методов и аппаратного обеспечения, необходимых для решения задач в медицине, биологии и экологии. При этом учитываются особенности взаимодействия трех взаимосвязанных элементов: биологического объекта (БО), технических средств (ТС) и методического обеспечения (МО) [3]. Только одновременный анализ этих составляющих в их органическом сочетании позволяет рассчитывать на продвижение и новые идеи в этой области знаний и человеческой деятельности.

Тенденции развития БТС связаны с разработкой адаптивных систем, т.е. таких, которые способны изменять режим работы в зависимости от состояния включенного в их структуру биологического объекта. Эти тенденции должны учитываться и при синтезе БТС медицинского назначения (БТС-МН). Отличие БТС-МН от других типов БТС состоит в том, что в качестве биообъекта выступает организм человека, на который направлено воздействие технических средств, будь то диагностическая задача, связанная с оценкой состояния, или же корректирующее воздействие в ходе лечения. Поэтому особое значение приобретает изучение тех изменений в режимах использования ТС, которые связаны с изменением состояния организма. Так как состояние организма и эффект воздействия оцениваются по изменениям значений набора специально выбираемых параметров, то БТС должна оптимизировать свое взаимодействие с БО, реагируя на эти изменения.

Хорошо известно, что БО не является стационарным. Взаимодействие с внешними факторами запускает механизм адаптации и даже более глубокой перестройки (самоорганизации) биологических систем. Такое взаимодействие происходит постоянно, оно связано со многими, часто неконтролируемыми, факторами [7, 26-31]. Следовательно, сам биообъект должен быть отнесен к классу динамических систем с переменными во времени параметрами (СПВП), а для его описания необходима разработка таких его моделей, которые отражали бы временные вариации параметров и соответствовали принципам биологической оптимальности. Идея построения таких моделей (параметрических моделей) еще не получила должного развития. Известны работы, где предложены лишь частные модели этого типа - модели нейрона, нейронной сети, участка живой ткани и др. [4, 13-15, 218]. В большинстве же работ этот подход только обсуждается.

Представление биологического объекта в виде СПВП приводит к идее разработки таких адаптивных БТС-МН и таких методик их применения, которые принципиально должны иметь возможность изменить во времени свои существенные параметры в зависимости от текущих параметров биологического объекта. Таким образом, они должны быть системами типа СПВП.

Системы с переменными во времени параметрами хорошо известны в технике. Они нашли применение и при разработке технических и методических средств для медико-биологических исследований. К ним можно отнести параметрические усилители электрофизиологических сигналов [90, 91, 94]; радиокапсулы и длительно необслуживаемые датчики температуры [92, 93] с параметрическим возбуждением чувствительного элемента; схемы автоматического регулирования коэффициента усиления; схемы калибровки; преобразователи частоты и модуляторы для биотелеметрии [5, 6, 32, 177, 181, 185, 190] и т.д. Однако расширение масштабов использования принципов синтеза СПВП (особенно в контексте организации методов исследований и таких ТС, которые подстраивались бы к изменениям параметров БО в реальном масштабе времени) связано с преодолением трудностей принципиального характера. Это, прежде всего, обусловлено отсутствием общих принципов построения и аппаратно-методического обеспечения исследований с позиций систем с переменными во времени параметрами.

Цель работы: Разработка принципов построения систем с переменными во времени параметрами и реализация аппаратно-методического обеспечения, основанного на рассмотрении биологического объекта, технических средств и методического обеспечения (включая средства и методы диагностики состояния и лечебных воздействий) в виде подсистем с переменными (изменяющимися) во времени параметрами, которые связаны в единую исследовательскую систему медико-биологического назначения.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ проблем организации медико-биологических исследований и оценка возможности применения для решения этих проблем класса систем с переменными во времени параметрами.

2. Теоретические исследования свойств и характеристик систем с переменными во времени параметрами.

3. Разработка моделей биообъектов как систем с переменными во времени параметрами.

4. Разработка принципов и методик синтеза технических средств и методического обеспечения медико-биологических исследований на основе представлений о них, как о системах с переменными во времени параметрами.

5. Практическая реализация БТС медицинского назначения на принципах синтеза СПВП.

6. Экспериментальное исследование разработок и их внедрение.

Методы исследования. Результаты исследования базируются на системном анализе, теориях синтеза биотехнических систем и систем с переменными во времени параметрами, методах моделирования, теории линейных операторов, случайных процессов, потенциальной помехоустойчивости, оптимальных систем и корреляционной теории.

Научная новизна. В диссертации получили развитие принципы построения систем с переменными во времени параметрами; на их основе предложено аппаратно-методическое обеспечение медико-биологических исследований, совокупность которых можно определить, как новое крупное достижение в развитии научного направления, связанного с разработкой адаптивных биотехнических систем медицинского назначения и имеющего важное народнохозяйственное и социальное значение.

Результаты, подтверждающие научную новизну работы:

- новый подход к анализу структуры медико-биологических исследований, основанный на том, что сам биологический объект, технические и методические средства обеспечения исследований, органически связанные между собой и влияющие друг на друга, представляются в виде подсистем с переменными во времени параметрами, которые включены в единую исследовательскую систему. Это позволяет учитывать законы изменения определяющих параметров биообъекта для регулирования параметров технических и методических средств и подстраивать ТС к параметрам БО в реальном масштабе времени;

- принципы моделирования биологических объектов, основанные на их представлении в виде динамических систем с переменными во времени параметрами. Такое представление позволяет повысить уровень адекватности модели исследуемому биообъекту, что важно, в частности, для изучения динамики функционирования систем организма и управления ими;

- методы анализа нестационарных физиологических процессов и систем, основанные на их представлении стационарными и нормальными в так называемой "приведенной" системе отсчетов времени и величин; это позволяет для их изучения применять хорошо разработанный аппарат случайных стационарных процессов;

- принципы синтеза технических средств как систем-объектов с переменными во времени параметрами, создающих основу для построения диагностических и терапевтических приборов и аппаратов, обеспечивающих взаимное согласование биообъекта и технических средств в реальном масштабе времени;

- принципы создания методического обеспечения медико-биологических исследований как систем-процессов с переменными во времени параметрами, позволяющих осуществлять изменения параметров диагностических процедур и лечебных факторов с учётом текущего (изменяющегося во времени) состояния биообъекта.

На защиту выносится концепция рассмотрения биосистемы, а также технического и методического обеспечения, необходимых для ее исследования, как реализаций СПВП, для чего:

- новые медицинские технологии, а также включаемые в них технические средства и методическое обеспечение целесообразно разрабатывать с учетом временных изменений определяющих параметров биообъекта, что обеспечит более гибкую подстройку ТС и МО к текущим значениям параметров БО в реальном масштабе времени.

- при построении моделей биообъектов и протекающих в них физиологических процессов адекватным является их представление в виде систем с переменными во времени параметрами. Тогда для характеристики временных изменений состояния объекта можно воспользоваться результатами по исследованию этого класса систем.

- ТС и МО, используемые в медико-биологических исследованиях, должны рассматриваться и проектироваться как СПВП. Это позволяет учитывать законы изменения определяющих параметров биосистем и оптимально подстраивать параметры используемых методов и технических средств под текущее состояние биообъекта.

Практическая ценность. Практическую ценность работы составляют:

- модели биологических объектов в виде систем с переменными во времени параметрами; эти модели отражают динамику происходящих в биообъекте процессов путем изменений определяющих параметров СПВП;

- принципы построения ТС медико-биологических исследований как систем с переменными во времени параметрами, в соответствии с которыми обеспечивается согласование параметров ТС и БО в реальном масштабе времени;

- метод представления нестационарных физиологических процессов в виде стационарных в приведенной системе отсчётов, облегчающее задачу их исследования, а также способ перехода к ортогональному базису сложно модулированных функций, позволяющему минимизировать информационное описание сигналов;

- образцы новой медицинской техники, которые показали практическую эффективность при: а) обезболивании с помощью чрескожной электростимуляции; б) лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата (артрозы, переломы, спондилёз, дегенеративно-дистрофические заболевания); в) лечении хронических заболеваний органов дыхания путём адекватной вибрации бронхов и выведения мокроты; г) регистрации изменений импеданса живой ткани при изменении кровенаполнения сосудов; д) съеме, усилении, оптимальной обработке биологических сигналов на фоне различных помех.

Реализация результатов связана с разработкой и внедрением при непосредственном участии автора образцов новой биомедицинской техники. Они внедрены в нескольких организациях.

А. В Институте нетрадиционной медицины (ИНМ) "Гиппократ" при Дагестанской медицинской академии внедрены:

- многофункциональное параметрическое устройство для регистрации биопотенциалов;

- прибор для измерения активной мощности, рассеиваемой в биологически активной точке (БАТ);

- аппарат для лечения бегущим импульсным магнитным полем;

В Дагестанском республиканском центре травматологии и ортопедии внедрены:

- аппарат для электромагнитной стимуляции кровоснабжения конечности;

- аппарат чрезкожной электронейростимуляции.

В Дагестанской центральной клинической больнице внедрен аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева.

Государственное научно-производственное предприятие "Аура-Алиф", (г. Махачкала) приняло к производству параметрические системы для оптимальной обработки сигналов вызванных потенциалов мозга, апекскардио-граммы, биотелеметрического сигнала колоколообразной формы на фоне различных помех.

Результаты работы также внедрены в учебный процесс ДГТУ по дисциплинам "Разработка и проектирование диагностической и терапевтической техники" и "Методы и средства обработки биологических сигналов", включенным в план подготовки специалистов медико-технического профиля.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных симпозиумах: "Проблемы рационального природопользования и обеспечения экологической и экономической безопасности прикаспийского региона" "Каспий-Балтика-95" (С.-Петербург, 1995); «Электроника в медицине» (Санкт-Петербург, 2000); международных НТК: по медицинскому приборостроению "Биомедприбор -96" (Москва, 1996); "Конверсия. Приборостроение. Рынок" (Владимир, Суздаль, 1997); второй международной конференции "Электромагнитные поля и здоровье человека", 1999; международном семинаре "Инновация в здравоохранении" (Санкт-Петербург, 1997); на всероссийских и республиканских НТК: "Системный анализ и принятие решений в задачах автоматизированного обеспечения качества и надежности изделий приборостроения и радиоэлектроники" (Махачкала, 1991); "Информационно-управляющие системы и специализированные вычислительные устройства для обработки и передачи данных" (Махачкала, 1996); "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения" (Махачкала, 1996); "Медицинские информационные системы -МИС-98" (Таганрог, 1998); на республиканских НТК: "Радиотехника народному хозяйству" (Махачкала, 1983); "Автоматизация производства и использование средств вычислительной техники в народном хозяйстве" (Махачкала, 1985); "Научно-технический прогресс и ЭВМ" (Махачкала, 1987).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 59 опубликованных научных работах, из них 2 монографии, 2 учебных пособия, 31 научных статей, 3 авторских свидетельства на изобретение, 21 тезисы докладов на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников, включающего 251 наименование. Основная часть работы изложена на 267 страницах машинописного текста. Работа содержит 82 рисунка и 10 таблиц. Приложение включает акты внедрения работы.

Выводы

1. Проведена практическая реализация и экспериментальное исследование аппарата адекватной чрескожной электростимуляции, показавшее, что адекватная противоболевая электронейростимуляция является перспективным путём повышения эффективности электронейростимуляции.

2. Практически реализован аппарат для лечебного воздействия бегущим импульсным электромагнитным полем на ряд биологически-активных точек. Результаты клинических испытаний свидетельствуют, что аппарат оказывает противовоспалительные действия, улучшает трофику тканей

3. Проведена практическая реализация и экспериментальное исследование аппарата для воздействия бегущим электромагнитным полем на конечность пациента, показавшее, что его применение при заболеваниях опорно-двигательных частей организма, при повреждениях мышц, сухожилий, связок и костей в значительной степени сокращает реабилитационный период, снижает боль и улучшает трофику тканей.

4. Разработан аппарат для вибрации бронхотрахеального дерева, клинические испытания которого показали его эффективность для отслоения от стенок бронхов и выведения мокроты.

5. Разработана схема и конструкция оптимальной параметрической системы для обработки импульсного сигнала колоколообразной формы, используемого в биотелеметрической системе, проведено его экспериментальное исследование, которое подтвердило теоретические предпосылки возможности оптимальной обработки аддитивной смеси полезного сигнала и приводимой к стационарной в базисной системе собственных функций параметрической системы нестационарной помехи, а также эффективность ОПС для борьбы с помехой в виде задержанной во времени копии полезного сигнала. ОПС обеспечивает подавление задержанной помехи в 5 раз при а= 30-10"6 с, длительности задержки равной 30-10"6 с и добротности параметрического контура равной 200.

6. Разработаны схема и конструкция квазиоптимальной цепи с переменными параметрами для фазоманипулированного сигнала, используемого в системах биотелеметрии, позволяющей повысить отношение сигнал/помеха на выходе в 1,7 раз больше, чем полосовой фильтр с постоянными параметрами.

316

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проведении диссертационной работы были разработаны основные принципы построение систем с переменными во времени параметрами и реализовано аппаратно-методическое обеспечение. Сформулирован новый подход к проведению МБИ, основанный на представлении трех основных составляющих исследования: биологического объекта, технических средств и методического обеспечения как систем с переменными во времени параметрами. Такое представление обеспечивает взаимную адаптацию ТС и МО к параметрам БО, их гибкое взаимодействие во времени в процессе выполнения поставленной медико-биологической задачи. Достигаемые при этом повышение точности оценки диагностических параметров и адекватность лечебного воздействия текущему состоянию БО позволяет считать выполненное исследование как крупное достижение в развитии научного направления, связанного с разработкой адаптивных биотехнических систем медицинского назначения и имеющего важное народнохозяйственное и социальное значение. В работе получены новые результаты, подтверждающие этот вывод.

В теоретической части:

- выполнено теоретическое исследование систем с переменными во времени параметрами (СПВП), в результате которого получены уравнения, описывающие такие системы, адекватные сложно модулированному колебанию произвольной формы, а также колебаниям в виде суммы произвольных колебаний;

- получены основные соотношения для синтеза СПВП, оптимальных по критериям минимума среднеквадратической ошибки или максимума отношения сигнал/помеха на выходе;

- определены условия устойчивости и физической реализуемости СПВП; получены соотношения для расчёта параметрических генераторов колебаний адекватных воздействий высокой и низкой частот;

- развиты методы анализа нестационарных физиологических процессов и систем, основанные на их представлении стационарными и нормальными в так называемой "приведенной" системе отсчетов времени и величин; это позволяет для их изучения применять хорошо разработанный аппарат случайных стационарных процессов;

- проведен анализ моделей биологических объектов разного типа как СПВГТ, разработаны принципы обеспечения их адекватности БО;

- впервые показано, что принцип обобщенного резонанса СПВП может стать основой для изучения и моделирования волновых процессов, происходящих в живой системе;

- разработаны принципы синтеза ТС и МО как СПВП и определены те узлы ТС и операции МО, которые целесообразно выполнять на принципах систем с переменными во времени параметрами.

В практической части:

- предложены модели биологических объектов в виде систем с переменными во времени параметрами, которые отражают динамику происходящих в БО процессов путем изменений определяющих параметров СПВП; эти модели служат надежной основой для изучения явлений жизнедеятельности биологических систем;

- построены обобщенные схемы и алгоритмы процессов измерения диагностических показателей и управления состоянием организма, которые легли в основу синтеза конкретной медицинской аппаратуры;

- разработан набор базовых параметрических узлов-элементов, которые использованы при синтезе новых образцов медицинской техники, предназначенной для: регистрации изменений импеданса биоткани при изменении кровенаполнения сосудов; чрескожного измерения импеданса биологической ткани; лечения бегущим импульсным МП; магнитной стимуляции кровообращения конечности; чрескожной электронейростимуляции; аппарата для вибрации бронхотрахеального дерева; оптимальной системы обработки импульсного биотелеметрического сигнала колоколообразной формы и

318 др;

- апробированы и внедрены в клиническую практику основные разработки в виде информационного, математического, аппаратно-методического обеспечения медико-биологических исследований в лечебно-диагностических и учебных заведениях республики Дагестан.

1. Теория и проектирование диагностической электро-медицинской аппаратуры. Уч. пособие/Ахутин В.М., Лурье О.Б., Нимирко А.П., Попечитедев Е.П. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1980 - 198 с.

2. Биотехнические системы: Теория и проектирование./Под ред. В.М.Ахутина. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. 220 с.

3. Попечителев Е.П. Методы медико-биологических исследований. Системные аспекты. Уч. пособие. Житомир: ЖИТИ, 1997. - 186 с.

4. Кореневский H.A., Попечителев Е.П., Гадалов В.Н. Проектирование электронной медицинской аппаратуры, основанной на электрическом взаимодействии биообъектов: Уч. шкгобя5еЖурск. Гос. Тех. ун-т, 1997, 212 с.

5. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ/ Под ред. А.Л. Барановского, А.П. Г о. М.: Радио и связь, 1993.

6. Кромвел Л., Ардитт , 1едицинская электронная аппаратура для здравоохранения: Пер. с англ./Под ред. Р.И. Утямышева. М.: Радио и связь, 1981.-334 с.

7. Брин В.Б., Вартанян И.А., Данияров С.Б. и др. Основы физиологии. Учебн. для высш. уч. зав. в 2-х томах. СПб., 1994. - Т. 1. - 567 с.

8. Полищук В.И., Терехова Л.Г. Техника и методика реографии и реоплетиз-мографии. М.: Медицина, 1983. - 176 с.

9. Миролюбов С.Г., Ильин A.B. Численный анализ плетизмографического исследования сосудистого ложа конечности.//Медицинская биомеханика. //Тез. докл. Междун. Конф., Т. 4. Рига, 1986, с. 279-284

10. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефаллография (с элементами эпилептологии). Таганрог: Изд-во ТРТУ. - 1996. - 358 с.

11. Экклс Дж. Физиология синапсов.-М., 1966. 336 с.

12. Мещерский P.M. Анализ нейронной активности. М., 1972. 222 с.

13. Дудкин К.Н., Гаузельман В.Е. Модель нейрона A.C. 453710(SU), МКИ2 G06G7/60.

14. Дудкин К. Н. Модели нейронных механизмов анализа изображений. В кн.: Средства автоматизации физиологических исследований. Л.: Наука, 1988.-С. 134-149.

15. Дудкин К.Н., Гаузельман В.Е. Устройство для моделирования нейронных структур. A.C. 561199(SU), МКИ2 G06G 7/60

16. Пятигорский Б .Я. Спонтанная активность первых центральных нейронов восходящих путей кожной чувствительности.//Биофизики, 1967, т. 12, вып.З. С. 516-523.

17. Супин А.Я., Попов В.В. Определение разрешающей способности слухадельфина методом вызванных потенциалов. В книге.: Электрофизиология сенсорных систем морских млекопитающих. - М., Наука, 1986, с. 106-130.

18. Regan D. Human brain electrophysiology. Evoked Potentiales and Evoked Magnetic Fields in sciense and Medicine./Champan and Hall; New York, Wiley, 1989. 679 p.

19. Гнездицкий B.B. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. -Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1997. - 252 с.

20. Гнездицкий В.В. Методика регистрации ВП и их применение в клинической практике. В кн.: Нейрофизиологические исследования в нейрохирургической клинике. /Под ред. Гриндель О.М. - М., 1990, с. 99-107.

21. Achim А. Обнаружение сигналов при усреднении ВП; метод Монте-Карло, сравнение по чувствительности с другими методами./EEG and chen. Neurophys. Evoked potentials, sect., 1995, 96, N 6. P. 574-584.

22. Теоретические основы электрокардиологии. M. 1979, 470 с.

23. Калиниченко А. Н., Левашов С.Ю. Оперативная обработка многоканальной ЭКГ.//Биомедицинские измерительные системы и приборы, С.-П.: Изв. ГЭТУ, 1994, вып. 468. - с. 26-31.

24. Гехт Б.М., Касаткина Л.Ф., Самойлов М.И., Санадзе А.Г. Электромиография в диагностике нервно-мышечных заболеваний. Таганрог: Изд-во ТРТУ.- 1997.-370 с.

25. Персон P.C. Электромиография в исследованиях человека.-М. 1969, 232 с.

26. Глаас Л., Мэки М. От часов к хаосу: Ритмы жизни.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991.-248 с.

27. Первушин Ю.В. Перспективы использования периодических функциональных воздействий в диагностике./ В сб.: Медицинские информационные системы. Таганрог, 1993, вып. 4 (XI). - С. 49-55.

28. Первушин Ю.В. Резонансные механизмы смены биологических состоя-ний.//Биофизика, 1991, Т. 36, № 5, с. 534-536.

29. Уинфри А.Т. Время по биологическим часам. М.: Мир, 1990. - 208 с.

30. Загускин С.А., Никитенко A.A., Овчинников Ю.А. и др. О динамике периодов колебаний микроструктур живой клетки./Докл. АН СССР, 1984, Т. 277, №6, с. 1468-1471.

31. Иващенко Б.А., Богатырь А.И. К понятию времени в биологии./В сб.: Медицинские информационные системы. -Таганрог, 1988, вып. 1 (YIII). -С. 148-151.

32. Бакалов В.П. Методы биотелеметрии. Л.: Наука, 1983. - 175 с.

33. Бакалов В.П., Миррахимов М.М. Теоретические проблемы биотелеметрии. Фрунзе, 1978. - 309 с.

34. Бакалов В.П., Миррахимов М.М. Прикладные аспекты биотелеметрии. -Фрунзе, 1979. 272 с.

35. Бакалов В.П. Синтез оптимальных импульсных сигналов конечной энергии с ограниченным спектром.// Отбор и передача информации., 1979, вып. 57, с. 32-36.

36. Бакалов В.П., Абдулина Г.А., Чирков В.Д. Об оптимальной форме сигналов при время-импульсной модуляции.//Радиотехника, 1975, Т. 30, № 7,с. 98-100.

37. Баевский P.M. Физиологические методы в космонавтике.-М., 1965, 175 с.

38. Бабский Е.Б., Баевский P.M., Геллер Е.С. и др. Биологическая телемет-рия./Под ред. В.В.Парина. М.: Медицина, 1971. - 166 с.

39. Тихомиров В.В. Биотелеметрические системы. М., 1974. - 232 с.

40. Фрейдин Я.В. Помехоустойчивость биорадиотелеметрических систем./В кн.: Биорадиотелеметрия. Свердловск, 1976. С. 69-80.

41. Титчмарш Э.Ч. Разложения по собственным функциям, связанные с дифференциальными уравнениями второго порядка.: Пер. с англ./ Под ред. В.М. Левитана. М.: ИЛ, 1961. - 555 с.

42. Бренерман Г. Распределения, комплексные переменные и преобразования Фурье: Пер. с англ./Под ред. B.C. Владимирова. М.: Мир, 1968.

43. Рашевски Н. Некоторые медицинские аспекты математической биологии: Пер. с англ. М.: Медицина, 1966. - 243 с.

44. Чигирев Б.И. Построение устройств математической обработки биологических сигналов: Учебное пособие. Л.: ЛЭТИ, 1987. - 62 с.

45. Афромеев В.И., Протопопов A.A., Фильчакова В.П., Яшин A.A. Математические методы современной биомедицины и экологии./Под ред. Е.И.Нефедова, А.А.Хадарцева, А.А.Яшина. Тула: ТулГУ, 1997. - 223 с.

46. Инженерная физиология и моделирование систем организма./В.М. Аху-тин, В.П. Нефедов, М.П. Сахаров и др.-Новосибирск.: Наука, 1987.-236 с.

47. Кузнецов Г.В., Яшин A.A. Уравнение гемодинамики и дифференциальные формы. Ч. 1. Введение в теорию моделирования сердечно-сосудистой системы человека.//Вестник новых медицинских технологий. 1996. T.III. №1.- С. 10-16.

48. Кузнецов Г.В., Яшин A.A. Уравнение гемодинамики и дифференциальные формы. 4.II. Поверхности "постоянной энергии" в гемодинами-ке.//Вестник новых медицинских технологий. 1996, Т. II. № 3. С. 13-17.

49. Бакусов Л.М. Некоторые модели и методы волновой гемодинамики. -Уфа: Изд-во Уфимск. Авиац. Ин-та, 1992. 50 с.

50. Никифоров П.Л., Ларионов Л.В. Представление электрокардиологического сигнала с помощью модели на основе совокупности колокольных им-пульсов.//Изв. ГЭТУ. Сб. научн. тр. С.Пб., 1998, вып. 518. С.90-95.

51. Методы математического моделирования и вычислительной диагностики. Сб.: Под ред. А.Н.Тихонова, A.A.Самарского. М.: Изд-во Моск. Унта, 1990. - 290 с.

52. Поединцев Г.М. О режиме движения крови по кровеносным сосудам./В сб.: Развитие новых неинвазивных методов исследования в кардиологии. -Воронеж, 1983.-С. 17-35.

53. Поединцев Г.М., Воронова O.K. Гемобионика новейшее научное направление. /В сб.: Актуальные проблемы фундаментальных наук. -М.: Изд-во МГТУ, 1991, Т. 1, с. 31-34.

54. Поединцев Г.М., Воронова O.K. Пределы нормальных колебаний параметров центральной гемодинамики человека./В сб.: Медицинские информационные системы. Таганрог, 1993. - Вып. 4(Х1). - С. 137-143.

55. Струмските O.K. Математические способы определения минутного, ударного и фазовых объемов сердца по длительностям фаз сердечного цикла./В сб.: Развитие новых неинвазивных методов исследования в кардиологии. Воронеж, 1983. - С. 36-48.

56. Педли Дж. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов./ Пер. с англ. -М.: Мир, 1986. 280 с.

57. Корелюк B.C., Костюк П.Г., Пятигорский Б.Я., Ткаченко Э.П. Математическая модель спонтанной активности некоторых нейронов и ЦНС.//Биофизика, 1967, Т. 12, вып. 5, с. 885-899.

58. Математические методы анализа сердечного ритма. М., 1968, 174 с.

59. Тихомир Л.И. Электрический генератор сердца. М., 1980, 371 с.

60. ГутманА. К интерпретации профилей потенциалов.//Биофизика, 1970, Т. 15, вып 5, с. 888-893.

61. Гутман А. Биофизика внеклеточных токов мозга. М., 1980, 184 с.

62. Гутман А., Телькенис Л., Шимолюнас А. Теория потенциала ЭЭГ в модели тонких оболочек мозга.//Биофизика, 1979, Т. 24, вып. 2, с. 299-305.

63. Behrer M.R.,Quantification of the fetal electrocardiogram through Ling Computer processing. -Am.J.Obst.,Gyneac., 1968, vol. 102, p/ 537-548.

64. Семенченко Л.В. Методы выделения фетальной ЭКГ при абдоминальном отведении. В. Кн.: Вопросы медицинской электроники. - Таганрог: ТРТИ, 1986, вып. 7. С. 107-111.

65. Баум О.В. Моделирование электрической активности сердца. В кн.: Биофизика сложных систем и радиационных нарушений.-М., 1977, с. 119-129.

66. Гусев В.М., Орлов Н.В. Определение импульсных весовых функций первичных афферентов полукружного канала лягушки.// Биофизика, 1977, Т.22, вып. 4, с. 711-714

67. Лукьянов Л.П. Фролов М.В. Сигналы состояния человека-оператора. М., 1969, -248 с.

68. Naughton I., Halder R. Methods of exercise testing/ In: Exercise Testing and exercise training in coronary heart desease/ Ed. I. Naughton,H.K. Hellerstein. New York e.a., 1973, P. 79-91.

69. Филановская T.M., Вайнштейн Г.Б. Частотный анализ передачи артериальной пульсации в полости черепа.//Биофизика, 1975, Т. 20, вып. 3, с.515-518.

70. Соколов М.П. Исследование пассивных электрических свойств многослойных биологических объектов.//Изв. ЛЭТИ. Л., 1990, вып. 428.

71. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. -М.: Физматгиз, 1962. 883 с.

72. Горяинов В.Г., Журавлев А.Г., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника /Под ред. В.И.Тихонова. М.: Сов. радио, 1980. - 544 с.

73. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982.624с.

74. Тихонов В.И., Харисов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991. - 608 с.

75. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

76. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. - 464 с.

77. Балантер Б.И. Вероятностные модели в физиологии. К анализу механизмов функционирования физиологических систем. М., 1977, 251 с.

78. Балантер Б.И. Математические модели синаптических процессов. В кн.: Итоги науки и техники ВИНИТИ. Бионика. Биокибернетика. Биоинженерия. М., 1979, Т. 3, с. 5-51.

79. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. М. 1976, 4.1. Случайные процессы. - 496 с.

80. Баев К.В., Дехтяренко A.M. Статистические характеристики импульсной активности нейронов спинальных локомоторных цен-тров.//Нейрофизиология, 1980, Т. 12, с. 192-198.

81. Бернштейн В.М. Статистические параметры электрического сигнала модели мышц.//Биофизика, 1967, т. 12, вып. 4, с. 693-703.

82. Бернштейн В.М. Моделирование электрического сигнала группы мышечных волокон.//Биофизика, 1967, Т. 12, вып. 6, с. 1053-1063.

83. Сергеев Г.А., Павлова Л.П., Романенко А.Ф. Статистические методы исследования ЭЭГ человека. Л., 1968, 208 с.

84. Каплан А.Е. Параметрические генераторы и делители частоты. М.: Сов. Радио, 1966. - 333 с.

85. Тафт В.А. Электрические цепи с переменными параметрами. М.: Энергия, 1968. - 268 с.

86. Полупроводниковые параметрические усилители и преобразователи СВЧ./ Под ред. B.C. Эткина. М.: Радио и связь, 1983. -361 с.

87. Бобров И.Н. Параметрические усилители и преобразователи СВЧ. Киев: Техника, 1968. - 239 с.

88. Комолов В.П. и др. Квантование фазы при обнаружении радиосигналов. -М.: Сов. Радио, 1976. 224 с.

89. Головко Ю.П. и др. Параметрические усилители биоэлектрических сигналов. М.: Энергия, 1971.

90. Копылов К.Ф., Терпугов А.И. Параметрические емкостные усилители низких частот. М.: Энергия, 1973.

91. Лукич Г.С., Сергеевич Л.В., Хорьков Г.И. Параметрический фильтр низких частот.//Изв. ЛЭТИ. Л., 1984, вып. 345. - С. 41.

92. Мухин В.Л., Кабаков М.Ф., Подгайский А.И. Датчик температуры для биомедицинских исследований. В кн.: Вопросы медицинской электроники.- Таганрог: ТРТИ, 1982, вып. 4, с. 92-94.

93. Полонский А.Ф., Мухин В.Л. Параметрическая пьезоэлектрическая колебательная система. В кн.: Радиоприборостроение и микроэлектроника. -Омск, 1975, вып. 4, с. 44-51.

94. Василевский П.И. Особенности построения предварительных усилителей, используемых в нейрохирургии. В кн.: Вопросы медицинской электроники. - Таганрог: ТРТИ, 1982, вып. 4, с. 110-114.

95. Ахутин В.М., Оболонкин В.В. Оценки передаточных характеристик участка сосудного русла.//Биомедицинские измерительные системы и аппараты. Вестник ГЭТУ, вып. 468, 1994, с. 3-7.

96. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. -М.: Гос-энергоиздат, 1956. -152 с.

97. Wiener N. Extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series.- New-Jork: John Wiley, 1949. -102 p.

98. Гуткин Л.С. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуаци-онных помехах. М.: Сов. Радио. 1972. - 447 с.

99. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств. М.: Радио и связь, 1986.-288 с.

100. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов.- М.: Сов. Радио, 1969. 446 с.

101. Обнаружение радиосигналов./ Под ред. А.А.Колосова. М.: Радио и связь, 1989.-288 с.

102. Фалькович С.Е. и др. Оптимальный прием пространственно-временных сигналов в радиопомехах с рассеянием. М.: Радио и связь, 1989. - 293 с.

103. Коростелев A.A. пространственно-временная теория радиосистем. М.: Радио и связь. 1987. 320 с.

104. Видаль Ж.Ж. Обнаружение процессов, происходящих в головном мозге по ЭЭГ в реальном масштабе времени.// ТИИЭР, 1977, Т. 65, № 5, с. 49-58.

105. Белич А.И. Автоматизация анализа суточной динамики сердечного рит-ма./В кн.: Средства автоматизации физиологических исследований.-Л.: Наука, 1988, С. 206-220.

106. Адаптивные фильтры: Пер. с англ./Под ред. К.Ф.Н. Коуэна и П.М. Гранта. М.: Мир, 1988.-388 с.

107. Гаркуша В.Н., Хорьков Г.И. Адаптивная фильтрация с применением цифрового процессора обработки сигналов КМ1867ВМ1 .//Изв. ТЭТУ, -СПБ., 1993, вып. 461. С. 86-94.

108. Волков В.Г., Парамонов A.A. Полосовые фильтры для частотного анализа электроэнцефалограммы./В кн.: Биологическая и медицинская электроника. Свердловск, 1972, Ч. 1, С. 32-34.

109. Волков В.Г., Волынчаков Э.В. Применение автоматической коррекции частоты настройки в активных полосовых RC фильтрах./В кн.: Методические вопросы и техническое обеспечение физиологического эксперимента. - М.: Наука, 1976. С. 72-78.

110. Ш.Жуковский В.Д. Автоматизированная обработка данных клинических функциональных исследований. М.: Медицина, 1982, - 352 с.

111. Галустов Г.Г., Чеботарева JI.A. Обработка сигналов апекс-кардиограммы с использованием оптимального фильтра.//Медицинские информационные системы. Таганрог, 1988, вып. 1 (YIII). - С. 122-127.

112. Аллен Ф., Санчес-Синенсио Э. Электронные схемы с переключающими конденсаторами: Пер. с англ. /под ред. В.И.Капустяна. М.: Радио и связь. 1989. - 573 с.

113. Kurth C.F. and Moshytz G.S. Two-Port Analysis of Switched-Capa citor Networks using Four-Port Equivalent Circuits in the z-Domain//IEEE Trans, on Circuits and Systems, vol. CAS-26,N 3, March 1979, p. 166-179.

114. Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

115. Роудз Дж.Д. Теория электрических фильтров: Пер. с англ./ Под ред. A.M. Трахтмана. М.: Св. радио, 1980. - 202 с.

116. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. М.: Радио и связь, 1983 -752 с.

117. Хьюлсман Л.П., Аллен Ф. Введение в теорию и расчет активных фильтров. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1984. - 384 с.

118. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988.-448 с.

119. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1994. - 480 с.

120. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. М.: Сов. радио, 1972. - 351 с.

121. Кругин Н.Н. Приводимиые системы. //Тр. Матем. Ин-та АН СССР, т. 13Б 1946, с. 128-136.

122. Папалекси Н.Д. Собрание трудов/ Под ред. Проф. С.М.Рытова. Изд-во АН СССР, 1948.

123. Zadeh L.A. Circuit analyses of linear varying parameter nelworks. J. Appl. Phys. 1950, V. 21, N 11, p. 119-138.

124. Zadeh L.A. On stability of linear varying parameters sistems./Я. Appl. Phys.,J appl. Phys., 1951, V. 22, N 4, p. 67-84.

125. Zadeh L.A. Time-varying networks. //Proc. IRE, 1961, V. 49, N 10, p. 134153.

126. Агеев Д.В. Основы теории резонанса в линейных системах, М.: Радио и связь, 1993.-241 с.

127. Ляпунов A.M. Лекции по теоретической механике. Киев: Наукова думка, 1982. - 637 с.

128. Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний.-М.: Наука, 1972.-457 с.

129. Маслов В.П. Операторные методы. М.: Наука, 1973.

130. Функциональный анализ. СМБ. М.: Наука, 1972.

131. Солодов A.B. Линейные системы автоматического управления с переменными параметрами. М.: Физматгиз, 1962. - 322 с.

132. Солодов A.B., Солодова Е.А. Системы с переменным запаздыванием. -М.: Наука, 1990. 384 с.

133. Taylor L.I. Detection of known signals in nonstationary norseV/lEEE Trans, on Aerospace and Electronic sistems, 1966, V. AEC-2, N 2, p. 129-138.

134. Виницкий A.C. Модулированные фильтры и следящий прием 4M. -М.: Сов. Радио, 1969. 547 с.

135. Виницкий A.C. Автономные радиосистемы.-М.:Радио и связь, 1986.-335с.

136. Виницкий A.C. Прием и обработка широкополосных 4M- сигналов и методы следящего приема. -М.: МИРЭА, 1991. 62 с.

137. Золотарев И.Д., Бухарин C.B. Применение модулированных фильтров для приема ФМ и AM сигналов на фоне помех./В кн.: Методы помехоустойчивого приема 4M и ФМ сигналов.-М. :Сов. Радио. 1976, с. 117-119.

138. Заездный A.M., Зайцев Б.А. Структурно-сигнальные параметрические фильтры и их использование для разделения сигналов.//Радиотехника, т. 26, N1, 1971, с. 37-44.

139. Абрамянц O.E. Возможности повышения помехоустойчивости 4M систем при применении фильтров с переменными параметрами./В кн.: Методы помехоустойчивого приема 4M и ФМ сигналов. М.: Сов. Радио, 1976, с. 130-138.

140. Зайцев В.А., Кропивницкий А.Д. Синтез параметрических цепей с заданными избирательными свойствами по отношению к сигналам сложной формы.//Радиотехника и электроника, т XYII, вып. II, 1972,с.2336-2343.

141. Зайцев В.А., Маненков В.И. О представлении флуктуационных помех в приведенных системах координат./В кн.: Методы помехоустойчивого приема ЧМ и ФМ сигналов. М.: Сов. Радио, 1976, с. 109-116.

142. Зайцев В.А., Гаджиев М.И. К реализации параметрических фильтров второго порядка, адекватных колебаниям произвольной формы.// Вопросы радиоэлектроники, сер. ОТ, вып. 3, 1982, с. 126-132.

143. Зайцев В.А. Структурно-сигнальные нестационарные фильтры как основа для построения следящих систем связи./В кн.: Методы помехоустойчивого приема ЧМ и ФМ сигналов. М.: Сов. Радио, 1972, с. 17-27.

144. Гаджиев М.И. Основы синтеза и реализации структурно-сигнальных параметрических фильтров Канд. диссертация, ЛЭИС, 1974.- 148 с.

145. Гаджиев М.И. Об одном способе реализации структурно-сигнальных параметрических фильтров произвольного порядка./В сб.: Методы и устройства передачи, приема и обработки информации. Воронеж, ВПИД985, с. 102-107.

146. Гаджиев М.И. Основы параметрической фильтрации и режекции. Махачкала: РИО ДГУ, 1988. - 80 с.

147. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И, Гасангаджиев М.М. К исследованию новых видов модуляции колебаний сложной формы.//Тезисы докладов Республиканской НТК "Радиоэлектроника народному хозяйству". Махачкала, 1983. - 7 с.

148. Магомедов Д.А. Оптимальная фильтрация нестационарных процессов фильтрами с переменными параметрами./ЛГезисы докл. YI Республиканской НТК "Молодёжь и общественный прогресс".-Махачкала,1984.-с.88.

149. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Синтез согласованных фильтров с переменными параметрами.-М.'ВИНИТИ,N811-85, 1985.-С.8.

150. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. О возможности сжатия сигналов с помощью фильтров с переменными параметрами. М.: ВИНИТИ, N15-85, 1985.-с. 9.

151. Магомедов Д.А. Применение метода приведенных координат к задачам оптимальной фильтрации нестационарных процессов. М.: ВИНИТИ, N 16-85, 1985.-с. 9.

152. Магомедов Д.А. Разработка оптимальных фильтров для радиосигналов с детерминированной модуляцией. Кандидатская диссертация, МИЭМ,1986. 184 с.

153. Магомедов Д.А. Расчет функций чувствительности согласованного параметрического фильтра с использованием ЭВМ. //Тез. Республиканской НТК "Научно-технический прогресс и ЭВМ". Махачкала: 1987. -с.62.

154. Магомедов Д.А. О практической реализации цифрового параметрического фильтра второго порядка./ЛГезисы Республиканской НТК "Научно-технический прогресс и ЭВМ". Махачкала: 1987. - с. 28.

155. Магомедов Д.А. Системы АРУ на основе оптимальных фильтров. //Межвузовский научно-технический сборник "Теория и практика проектирования РЭА". Махачкала: 1987. 3-10 с.

156. Магомедов Д.А. Реализация фильтров с переменными параметрами с помощью устройств на ПАВ .//Межвузовский научно-технический сборник "Теория и практика проектирования РЭА".-Махачкала: 1987. 11-14с.

157. Магомедов Д.А. Об устойчивости оптимальных фильтров с переменными параметрами.//Тезисы Республиканской НТК "Молодёжь и научно-технический прогресс" Махачкала: 1988, с. 41.

158. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А., Магомедов Х.Д. Об одном способе реализации системы АРУ на основе оптимального фильтра.// Тезисы Республиканской НТК "Молодёжь и научно-технический прогресс". Махачкала: 1988, с. 42.

159. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Методы и средства оптимальной линейной фильтрации сигналов. Махачкала: Дагкнигоиздат, 1991.- 60 с.

160. Алиев Э.А., Магомедов Д.А. Различные физические эффекты и их применение в средствах прогноза землетрясений.//Изв. CK НЦ Высшей школы, Ростов-на Дону, 1992, с. 15-18.

161. Алиев Э.А., Исмаилов Ш.-М.А., Магомедов Д.А., Хачумов В.М. Микропроцессор 80x86: Архитектура, система команд, программирование. (Учебное пособие)./ДПТИ, Махачкала, 1994,231 с.

162. Магомедов Д.А., Магомедов И.А., Магомедов Г.О. Микропроцессорные устройства и системы. (Учебное пособие)/ДГТУ, Махачкала, 1996, -72 с.

163. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Вопросы практической реализации согласованных фильтров с переменными параметрами.// Изв. Высших Уч. Зав. Сев.-Кав. региона. Ростов-на-Дону, 1994, с. 27-31

164. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Базисные функции для построения радио-систем.//Сб. Научн. Тр. ДПТИ. Махачкала, 1995, с. 130-138.

165. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Фильтры на поверхностных акустических волнах для оптимальной обработки псевдослучайного фазоманипулиро-ванного сигнала.//Сб. научн. тр. ДПТИ. Махачкала, 1995, с. 139-148.

166. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Радиоизлучения с негармоническими несущими и их применение в средствах прогноза землетрясений. //Тезисы докл. Международного симпозиума "Каспий-Балтика-95- Санкт-Петербург, 1995, с. 19.

167. Алиев Э.А., Ахлаков М.К., Магомедов Д.А., Комплекс адекватной элек-тромагнитотерапии.//Известия ГЭТУ. Сб. научн. трудов. Санкт-Петербург, 1996, вып. 491, с. 21-24.

168. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Электромагнитный вибромассажер. //Тезисы докл. Всероссийской НТК "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения". Махачкала. 1996, с. 101.

169. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Регистрация реографического сигнала с помощью цепей с переменными параметрами./ЛГезисы докл. Всероссийской НТК "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения". Махачкала. 1996, с. 93.

170. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И. Параметрические фильтры в задачах обработки и анализа электроэнцефалограмм.//Тезисы докл. Всероссийской НТК "Состояние и перспективы развития медицинского приборостроения". Махачкала. 1996, с. 74.

171. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Параметрические фильтры взадачах прогноза землетрясений./ Матер, межд. симпозиума "Мониторинг и прогнозирование чрезвыч ситуаций", Махачкала, 1997. С.41-45.

172. Магомедов Д,А„ Омочев Г.М. Махмудов К.Г. и др. Бронховибратор. Патент N 2077304 Россия, МКИ Д 61Н23/02 (Россия) 4950125/14; заявл. 29.03.91; опубл. 20.04.97, бюл-N 11.

173. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Нетрадиционные методы радиотехники в задачах прогноза землетрясений.//Сб. научн. трудов ДГТУ. Махачкала, ДГТУ, 1996, с. 84-90.

174. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Применение активного фильтра с переменными параметрами в системах оперативной обработки электрокардио-сигнала.//Сб. Трудов ДГТУ. Махачкала, ДГТУ, 1996, с. 54-56.

175. Магомедов Д.А., Омочев Г.М., Алиеа Э.А. Аппарат для лечения бегущим импульсным магнитным полем. Тезисы доклада на Международной НТК по биомедицинскому приборостроению "Биомедприбор 96" -М.: ВНИИ Медицинского приборостроения РАМН, 1996, с. 86.

176. Алиев Э.А., Магомедов Д.А., Карагишиев У.Д. Радиосистема охраны на шумоподобных сигналах. Патент № 2103742, RU 6G08B 13/10 (RU) N 95116506/09 (028505), заявл. 22.09.95, опубл. 27.01.98, Бюл. № 3.

177. Магомедов Д.А., Алиев Э.А., Омочев Г.М. Аппарат для вибрации брон-хо-трахеального дерева.//Труды Международного семинара "Инновации в здравоохранении" С.-Петербург, 1997. с. 98-99.

178. Магомедов Д.А. Цифровые фильтры с переменными во времени пара-метрами.//Международная НТК "Конверсия, Приборостроение, Рынок", Владимир, Суздаль, 1997. С. 27.

179. Магомедов Д.А. Аппарат для адекватной электромагнитной терапии на основе фильтров с переменными параметрами.//Тезисы докладов XXI НТК ДГТУ. Махачкала, 1997, с. 189.

180. Магомедов Д.А. Разработка аппарата для электромагнитной стимуляции кровеснабжения конечности.//Материалы XXI НТК ДГТУ . Махачкала, 1997, с. 71-73.

181. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Методы синтеза цифровых параметрических фильтров.//Вестник ДГТУ. Технические науки, вып. 1. Махачкала, 1997, с. 88-90.

182. Магомедов Д.А., Гаджиев М.И., Алиев Э.А. Применение метода приведенных координат в теории цифровых параметрических фильтров. //Вестник ДГТУ. Технические науки, вып. 1. Махачкала, 1997, с. 91-93.

183. Магомедов Д.А. Основные принципы построения биомедицинской аппаратуры на основе структур с переменными параметрам и.//Тезисы всероссийской НТК "Медицинские информационные системы МИС-98". -Таганрог, 1998, с. 99.

184. Магомедов Д.А. Генераторы адекватных воздействий для электромагнитной терапии.//Известия ГЭТУ, Сб. н. тр. -С.-Петербург, 1998, 518, с. 103-108.

185. Гаджиев М.И., Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Об одном способе реализации фильтров с переменными параметрами ВЧ и СВЧ диапазо-нов.//Вестник ДГТУ. Технические науки. Вып. 2. Махачкала, 1998. -с.80-84.

186. Исмаилов Э.Ш., Григорьев Ю.Г., Магомедов Д.А., и др. Механизмы избирательного действия микроволн.//Матер. 2 междунар. конф. "Электромагнитные поля и здоровье человека". М.: 1999. С. 39.

187. Магомедов Д.А. Синтез оптимальной параметрической системы минимизирующей среднеквадратическую ошибку для биотелеметрического импульсного сигнала.//Вестник ДГТУ, Технич. науки, вып. 3. Махачкала, 1999, с. 167-171.

188. Магомедов Д.А., Алиев Э.А. Оптимальная обработка сигнала апекскар-диограммы.// Вестник ДГТУ, Техн. науки, вып. 3. Махачкала, 1999, с.171-174.

189. Магомедов Д.А. Математическое моделирование системы кровообращения человека.//!! Матем. чтения, поев, памяти проф. Мухтарова Х.Ш., Махачкала, 1999, с. 45-47.

190. Магомедов Д.А., Исмаилов Э.Ш., Алиев Э.А. Аппарат для адекватной электромагнитной терапии.// Сборник тезисов докладов XXII НТК ДГТУ, Махачкала, 1999, с.

191. Магомедов Д.А. О возможности управления физиологическим состоянием биологических систем организма.// Сборник тезисов докладов XXII НТК, Махачкала, 1999, с. 125.

192. Bellman R.E. Functional equation in the theory of dynamics programming/ -V. 11: A partial diferencal equation for the fredholm resolvents. Proc. Am. Math., 1968, Soc., N 8, p. 435-440.

193. Kailath I. Fredholm resolvents, Wiener Hopf Equations and Riccati Differential Equation. - Report, Slanford University, 1961, p. 101-118.

194. Schimitzky A. On the Equivalance between Matrix Riccati Equations and Fredholm Resolvent. -D. Computer and Sys., 1968, N 2, p. 75-87.

195. Алиев Э.А., Магомедов Д.А. Способ поиска электромагнитных предвестников землетрясения. Патент №2109311 RU 660189/00, 3/12 (RU)-96101093/25 (001106),заявл. 10.01.96, опубл. 20.04.98, бюл. №11.

196. Побережский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. М.: Радио и связь, 1987.- 183 с.

197. Васильев В.П. Цифровые фильтры в радиоприемных устройствах (Методы расчета). М.: МЭИ, 1990. - 81 с.

198. Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его примене-ние./Под ред. А.А.Ланнэ: Воен. Академия связи. Л. 1990.

199. Диксон Р.К. Широкополосные системы. : Пер. с англ./Под ред. В.И. Журавлева. М.: Связь, 1979. - 304 с.

200. Тузов Г.И. Помехоустойчивость р/систем со сложными сигналами. М.: Радио и связь, 1985. - 261 с.

201. Окунев Ю.Б. и др. Широкополосные системы связи с составными сигналами. М.: Связь, 1968. - 167 с.

202. Функциональные системы организма, под. Ред. К.В. Судакова. М.: Медицина, 1987.

203. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. М.: Медицина, 1981. -344 с.

204. Федотчев А.И. Эндогенные ритмы организма как фактор модуляции параметров стимуляции./Биофизика, т. 41, вып. 3, 1996. С. 718-722.

205. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. С.-Пб., СЛП, 1997. - 480 с.

206. Соловьева Г.Р. Магнитотерапевтическая аппаратура. М.: Медицина, 1991.- 176 с.

207. Лошилов В.И., Калакутский Л.И. Биотехнические системы электростимуляции. Основы теории и проектирования. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, НПО медсистема, 1991. - 170 с.

208. Лощилов В.И. Информационная волновая медицина и биология. -М.: Аллегро-Пресс, 1998. 256 с.

209. Widrow В., Glover J.R. et all. Adaptive Canseling: Principles and Applications Proceedings// IEEE, 1975, V. 63, N 12, pp. 1692-1716.

210. Планси К., Роберт К. Р., Барр Н., Роджер С. Биоэлектричество. Количественный подход.: Пер. с англ./: Под ред. Чайклахяна. Л.: Мир, 1992.

211. Щукин С.И. Аппараты и системы для электромагнитной индивидуальной терапии и активной диагностики.//Вестник МГТУ, сер. Приборостроение. -М.: 1993, N 4, с. 9-23.

212. Райгородский Ю.М., Семенов К.В. Применение исскуственных электромагнитных полей в экспериментальной и клинической медици-не.//Обз. по электронной технике. Сер. 1. СВЧ. М.: ЦНКИ "Электроника", 1989. - 81 с.

213. Самосюк И.З., Лысенюк В.П. и др. Нетрадиционные методы диагностики и терапии. Киев: Здоровья, 1994. - 236 с.

214. Рыболовлев Е.В., Владимирская H.JI. и др. Механизмы гипотензивного действия переменного магнитного поля у больных гипертонической бо-лезнью./УМеханизмы лечебного действия магнитных полей. -Ростов-н/Д., 1987, с. 107-111.

215. Электронная аппаратура для стимуляции органов и ткан ей./Под ред. Р.И.Утямышева. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 384 с.

216. Березовский В.А., Колотилов М.Н. Биофизические характеристики тканей человека: Справочник. Киев: Наукова думка, 1990.

217. Годик Э.Э., Гуляев Ю.В. Человек "глазами радиофизика". //Радиотехника. 1991, № 8, с. 51-62.

218. Холодов Ю.А., Шишло М.А. Электормагнитные поля в нейрофизиологии. М.: Наука, 1979. - 168 с.

219. Воробьев А.Г., Щукин С.И., Прогонный Ю.А. Исследования колебательных процессов в сосудистой стенке.//. Тез. докл. II Всесоюзн. НТК. " Актуальные проблемы современного приборостроения" М.: МГТУ, 1988, с. 146.

220. Креймер А.Я. Электровибромассажный аппарат. A.C. 1296163 (SU), МКИ А61Н39, 1987.

221. Прокушев С.В. и др. Электромассажер. A.C. 1184538 (SU), МКИ А61Н23/02, 1985.

222. Белькович В.И., Берлин Ю.В., Бувин Г.М. Аппаратура для лечения бегущим импульсным магнитным полем.//Электронная промышленность. -1985, N 1, с. 59-62.

223. Цицерошин М.Н., Погосян А.А.//Биофизика, 1993, т. 38, № 2. С. 344.

224. Акоев И.Г. Биофизика познаёт рак. М.: Наука, 1988. 160 с.

225. Philipp М., Sahtibanes G.//Int. J. Psychophysiol. 1991. V. 11, N 5. P. 65.

226. Fried R.//Biofeedback Self-Regual. 1993. V. 18, N 3. P. 161.

227. Reyes del Paso G.A., Godoy I., Vila ¿.//Biofeedback Self-Regual. 1993, Y. 17< N. 17, N4. P.261.

228. Калакутский Л.И. Контроль и управление параметрами стимулов в биотехнической системе подавления боли.//Надёжность и контроль в БТС. -Л.: ЛДИТП. 1985. С. 85-87.

229. Калакутский Л.И., Головкин C.B., Дильдин A.C. Противобелевой электростимулятор "Элиман-401" с автоматической установкой длительности стимула.//Мед. техника. 1986, № 6. С. 50-53.

230. Neuman W, Schmitz N., et. al.//Int. J. Psychophysiol. 1993. V.14, N 2. P.139

231. Контроль и измерение боли человека: Обзор иностр. лит-ры./Р.А.Дуринян, С.М. Зарейская и др.//Мед. реф. ж. 1981, № 1. - С. 13-22.

232. Long D.M.//Stereotact. Funct. Neurosurg. 1991. V. 52, N 1. P 2.

233. Бенинг Ф. Отрицательные сопротивления в электронных схемах: Пер. с англ. / Под ред. Д.П.Динде. М.: Сов. Радио, 1975. - 287 с.

234. Иголкин Ю.М., Петров Е.М. Автоматический радиопеленгатор АРП-75 ./Уч. пособие для Вузов. Рига: РИО РКНИГА, 1985, - 83 с.

235. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. -М., 1976, Ч. 1. Случайные процессы. 496 с.

236. Кузнецов В.В., Пчелкин В.М. О возможности применения низкоразмерных проводников в качестве параметрических элементов.//Изв. ЭТИ. СПБ, 1992. Вып. 448. С. 54-62.

237. Володарский В.Я, Розенберг В.Я, Рубичев H.A. Влияние на точность измерения несоответствия исследуемого объекта приписываемой ему модели.//Измерительная техника, 1969, № 7, с. 18-20.

238. Цветков Э.И. Основы теории статистических измерений.-Л, 1979. -288с.

239. Лотош М.М, Шустер А.Л. Основы теории автоматического управления. -М.: Наука, 1992.-288 с.

240. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений.: Пер. с англ./Под ред. В.Ф.

241. Писаренко, -М.: Мир, 1981. 694 с.

242. XII -150720 s : =20000 R0 =40000 L:= 0.0016t>in -i,c,Rl)x4-L2-c2-R02 + x2 (R1-R0'C + L)2 2 L c R0 (Rl -h RO). + (RI + RO)i :=0. 10

243. M. . : = f(i-s + xn, 0.000000014)i » и

244. M , =f(i-s +xn,0.0000000100132.75) Mi 2 i(i*s •+- xn, 0.0000000100132.15)

245. M. , :=f(i-s + xn, 0.000000010026*51.4)1 » J

246. M. : = i(i-s + xn, 0.0000000100231.25)>

247. M. :=f(i<s + xn, 0.00000001002301.7)1 y J

248. MU6 := f(i-s + xn,0.0000000100182.25) M. :=f(vs -h xn, 0.000000010016£2.4)1 5 '

249. M. : = f(i-s + xn, 0.0000000100182.3)1 »o

250. M. 0 :=fi-s 4-xn,0.00000001001462.6)

251. M. 1П '= f(i'S + xn, 0.00000001001063)1 » 1Uxn := 150720 s -20000 R0 =40000 L : = 0.0016fx,c,Rl) -atan-x-(L+ c-Rl-RO) R1+ RO- x2-L-c-R0i =0. 10 M. n = f(i-s + xn, 0.000000014)

252. M. . :=f(vs + xn,0.0000000100132.75) 1 j 1

253. M. , = f(i s + xn, 0.00000001001$2.15)1 «k ^

254. M. , :=f(i-s + xn,0.000000010026^1.4)

255. M¡ 4 + xn, 0.0000000100231-25) M. , : = fti-s + xn, 0.00000001002301.7)1 s J

256. Mij6=í(i-s + xn,0.0000000100132.25) M. 7 :=f(rs i- xn, 0.000000010016(32.4) M. 8 := f(i*s -h xn, 0.00000001001$2.3)

257. M. := f(i-s xn, 0.00000001001402.6)1 5

258. M. .Q :=f(i-s t-xn,0.00000001001003)3461. К(ш)A-"601. Ф.(а>)