автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Алгоритмизация управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда на основе математической модели кровообращения

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ У БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.13.01 — Системный анализ, управление и

обработка информации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск - 2006 % и и 4 - Г

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет» Федерального агентства по образованию Российской Федерации

' Научный руководитель: доктор физико-математических наук, . 1 , профессор Нечаев Юрий Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Филист Сергей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент Горбатенко Светлана Александровна

Ведущая организация: Воронежский государственный технический университет

Защита состоится « 26 » июня 2006 г. в Лев конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.105.03 при Курском государственном техническом университете Федерального агентства по образованию РФ по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета

Автореферат разослан « 25 » мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Существующие системы наблюдения и контроля за состоянием пациентов в палатах интенсивной терапии базируются на сложных инвазивных методиках, что ограничивает их применение в рядовых лечебных учреждениях. Имеющиеся программные средства используются в небольшой группе специализированных клиник, прежде всего, в столичных кардиохирургических центрах.

Таким образом, разработка алгоритмов управления характеристиками состояния больных сердечно-сосудистыми заболеваниями и комплекса компьютерных программ, обеспечивающих классификацию острых гемодинамических расстройств на основе небольшого числа косвенных измерений, а также реализующих поддержку принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда (ИМ), представляется актуальной.

Актуальность исследований в области использования неинвазивных методов и компьютерных технологий для решения медицинских задач, и в частности, диагностики и оптимизации лечения сердечно-сосудистых заболеваний, подтверждается большим числом публикаций как ¿' Российской Федерации, так и за рубежом. '

Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного .университета — «Математическое моделирование, программное и информационное обеспечение, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным исследованиям в естественных науках».

Целью диссертационной работы является создание методики выбора тактики лечения больных инфарктом миокарда на основе предложенной индивидуализированной математической модели кровообращения, разработка алгоритмов управления гемодинамическими характеристиками для повышения эффективности лечения и реализация этих алгоритмов с помощью комплекса программ для ЭВМ.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

• провести анализ результатов использования компьютерных технологий, базирующихся на неинвазивных методах обследования и используемых при лечении больных сердечно-сосудистыми заболеваниями;

• на основе проведенного анализа сформировать требования к методам моделирования и принятия решений при интеллектуальной поддержке врача на базе автоматизированной системы;

• осуществить выбор и обоснование математических методов, моделей, требуемых в задачах поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями;.

• разработать индивидуализированную математическую модель кровообращения, отличающуюся направленностью на использование принципов теории нелинейного программирования и являющуюся основой автоматизированной системы поддержки принятия решений;

• разработать методику идентификации внутренних (управляемых) параметров математической модели, базирующуюся на исходных данных, измеряемых неинвазивными инструментальными методами, а также на аналитических зависимостях, подтверждаемых физиологическими и клиническими исследованиями;

• разработать, реализовать и внедрить в терапевтическую практику комплекс компьютерных программ поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда.

Методы исследования. В работе использованы основные положения теории системного анализа, управления и обработки информации, методы математического моделирования, матричные методы, методы алгебры логики, методы теории чувствительности.

Научная новизна. Модель управления гемодинамическими характеристиками, отличающаяся учетом индивидуальных характеристик организма, позволяющая обеспечить высокую эффективность лечения' больных инфарктом миокарда;

четырехрезервуарная динамическая математическая модель кровообращения, обладающая нейтральной устойчивостью, позволяющая исследовать динамику кровотока по параметрам ее выходных сигналов;

статическая модель кровообращения, отличающаяся равенством объемных скоростей движения • крови в соответствующих резервуарах,

являющаяся основой для построения алгоритмов управления гемодинамическими характеристиками;

алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда, базирующиеся на принципе адаптивной нормализации управляемых параметров модели, то есть, приведении этих параметров к значениям, присущим пациентам, находящимся в стабильном (без осложнений) состоянии или к значениям, задаваемым врачом-экспертом. Включение в контур управления врача-эксперта позволяет организовать работу автоматизированной системы в широком диапазоне режимов управления, включая и режим аварийного регулирования;

Практическая значимость работы. Разработана методика, позволяющая индивидуализировать лечение больных инфарктом миокарда при проведении соответствующей программной терапии. Предложены алгоритмы лечения ургентных (неотложных) состояний, основывающиеся на методах коррекции гемодинамических сдвигов у больных инфарктом миокарда с учетом фармакокинетических свойств применяемых лекарственных препаратов.

Реализованные программные средства ориентированы на практическое здравоохранение и предлагают алгоритмы лечения, способствующие улучшению прогноза у больных инфарктом миокарда. Они также могут быть использованы в качестве тренажера для подготовки специалистов, работающих в режиме оказания неотложной помощи пациентам, перенесшим инфаркт миокарда.

Реализаиия и внедрение результатов работы. Методика и алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками использованы при лечении больных, перенесших инфаркт миокарда, в отделениях муниципального учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница №10 «Электроника» (г. Воронеж).

Программа автоматизации принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных ИМ ( АПРОВиТ-ИМ ) используется на кафедре «Терапия №1 с кардиологией и гастроэнтерологией с диетологией» института последипломного медицинского образования Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко при обучении врачей-кардиологов на циклах тематического усовершенствования.

Отдельные результаты диссертационной работы использовались при чтении лекций для студентов факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета по курсу «Концепции современного естествознания», а также по специальным курсам «Математическое моделирование в технике и медицине», «Кибернетические системы в медицине» и при выполнении курсовых и дипломных работ студентами кафедры технической кибернетики и автоматического регулирования.

Апробаиия работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на восьми научных конференциях: -Республиканской ( 1997 г. ) и 3-ей международной ( 1998 г. ) электронной конференции «Современные проблемы информатизации», г. Воронеж; - 2-ой международной научно-производственной конференции «Прогрессивные технологии в медицине», г. Пенза, 1999 г.; - международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», г. Воронеж, 2000 г.; - 1-ом съезде терапевтов Юга России, г. Ростов-на-Дону, 2000 г.; - 6-ой и 8-ой международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь», г. Воронеж, 2000 г., 2002 г.; - Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения», г. Воронеж, 2002 г., а также на научных сессиях профессорско-преподавательского состава и научных работников Воронежского государственного университета.

Публикации и личный вклад соискателя. Результаты исследований нашли отражение в пятнадцати опубликованных в печати научных и научно-методических работах. В работах, опубликованных в соавторстве, приведенных в конце автореферата, лично автором предложена методика оценки параметров гемодинамики у больных ишемической болезнью сердца [2]; разработан алгоритм и структура программы поддержки принятия решений врачом-кардиологом [3]; разработана система идентификации управляемых параметров математической модели кровообращения [7]; осуществлено математическое моделирование гемодинамических характеристик у больных инфарктом миокарда [8]; проведен сравнительный анализ использования неинвазивных методов и компьютерных технологий в задачах диагностики нарушений гемодинамики [9]; разработан алгоритм принятия решений в задаче коррекции расстройств гемодинамики [10]; обоснована необходимость использования неинвазивных методов и

компьютерных технологий в задаче математического моделирования характеристик системы кровообращения [11]; сформулирована задача и осуществлено проектирование интерфейса программы анализа медицинских данных нейронной сетью [12]; проведен анализ динамической терапевтически-ориентированной математической модели кровообращения [14].

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика построения автоматизированной системы поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда, базирующаяся на модели управления гемодинамическими характеристиками, отличающейся учетом индивидуальных характеристик человеческого организма.

2. Результаты анализа терапевтически-ориентированной математической модели кровообращения, отличающейся направленностью на использование принципов нелинейного программирования и являющейся основой автоматизированной системы поддержки принятия решений.

3. Доказательство нейтральной (неасимптотической) устойчивости динамической четырехрезервуарной математической модели кровообращения, позволившее получить корректную статическую нелинейную математическую модель системы кровообращения, обеспечивающую эффективное функционирование системы управления гемодинамическими характеристиками.

4. Алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда, базирующиеся на принципе адаптивной нормализации внутренних параметров модели, то есть, приведении этих параметров к значениям, характерным для пациентов, находящихся в стабильном (без осложнений) состоянии или — к значениям, задаваемым врачом-экспертом.

5. Программное обеспечение автоматизированной системы поддержки принятия решений врачом-кардиологом по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда с апробацией в клинической практике.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 148 наименований, содержит 123 страницы машинописного текста, 7 таблиц, 32 рисунка, два приложения на 8 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цели и задачи работы, методы решения сформулированных задач, отмечены основные результаты исследования; определена их научная новизна и практическая значимость; приведены сведения об апробации и клиническом внедрении результатов работы.

В первой главе рассмотрены пути повышения эффективности автоматизированных систем моделирования и принятия решений при лечении больных инфарктом миокарда. Проведен анализ использования и рассмотрены тенденции развития неинвазивных методов обследования и компьютерных технологий в терапии данной категории пациентов. Отмечается, что при разработке аппаратных средств и программного обеспечения систем диагностики и лечения должны быть соблюдены принципы интегрированности, гибкости и интерактивности, положенные в основу компьютерных технологий.

Существующий разрыв между достигнутым уровнем новых информационных технологий и их широким практическим применением остается весьма значительным. Сокращению этого разрыва может способствовать совершенствование неинвазивных инструментальных методов обследования пациентов, и прежде всего ультразвуковых методов, а также появление методик их использования для высокоточной оценки наиболее информативных характеристик центральной и внутрисердечной гемодинамики и разработка программных средств с «дружественным» интерфейсом, ориентированных на обработку информации о состоянии больного ИМ, получаемой неинвазивными способами.

Определены требования к методам моделирования и принятия решений при интеллектуальной поддержке врача на базе автоматизированной системы. Обоснована необходимость использования математических моделей сердечнососудистой системы кровообращения, отражающих характеристики кровотока в установившихся режимах.

Во второй главе описывается процесс формирования математической модели кровообращения, ориентированной на выбор тактики лечения больных ИМ. Сравнительный анализ существующих гемодинамических моделей показал, что, несмотря на их многочисленность и разнообразие, только для

моделей статики кровообращения накоплен наиболее достоверный экспериментальный и клинический материал. Следовательно, учитывая интересы и возможности практического здравоохранения, следует предположить, что наибольшее применение в диагностике, прогнозе и лечении сердечно-сосудистых заболеваний могут найти математические модели, ориентированные на атравматичные инструментальные методы обследования пациентов и анализ статических (установившихся) режимов кровообращения.

Обосновывается выбор четырехрезервуарной модели кровообращения и модели сердца в виде двухкамерного насоса непрерывного действия.

Динамическая четырехрезервуарная математическая модель кровообращения может быть представлена в виде совокупности четырех обыкновенных дифференциальных уравнений ( 1 ) при начальных условиях = УХ^, Г = 0) и четырех функциональных зависимостей, моделирующих движение крови в сосудистых резервуарах и зависящих от решений системы дифференциальных уравнений.

(8 5 )""'[« -(Е4)'1У4 +<* -(8лУ1)У1}>

ш

= (я 6 )-1 [^1 + сс -(8 2)~1(Уз - У 2>] . ~а-= и7 Г1 [а •(8гУ1У2 - (а 4*2 Г1 + 8з)Уз],

от

' (Я8)_,[ог -(^Г'СЛ - У 4)+ 83 Уз], (О

ш

= 81У1 , 123 = а • (.82 (У 2 -Уз)> Я 34 = 8зУз »

.941 = « ■(84У1(У4 - У О-

Здесь: у, — .У, 0 - давления в резервуарах системы кровообращения

(»' = 1,4 ); I - время; х ={-*-1 >х2 >•••»•"•10} - вектор входных переменных модели кровообращения: ^[мл/мин] — минутный объем кровообращения; [уд/мин] — частота сердечных сокращений; Х3 - систолическое давление в артериальном резервуаре; х4 - диастолическое давление в артериальном резервуаре; х5 -венозное давление; - систолическое давление в легочных артериях; х7 -

диастолическое давление в легочных артериях; - легочное венозное давление (единицы измерения давления - мм рт. ст.); хд [см] - рост; х10[кг] -

масса тела; К} ~ (-*•) - управляемые (внутренние) параметры модели

кровообращения (] = 1,8 ); а »1333,2 — числовой коэффициент, обеспечивающий согласование размерностей;

Яп =<?12(')> Яп =Я2з(0> Яи =?34(0. Ялх ~Яа\({) - объемные скорости движения крови в сосудах между соответствующими резервуарами;

Использование данной динамической модели в задаче принятия решений врачом-кардиологом вызывает существенные затруднения. Аналитическое решение системы уравнений ( 1 ) чрезвычайно громоздко, а численные результаты для восьми функций времени, даже представленные в графическом виде, не могут быть оперативно проанализированы лицом, принимающим решение (ЛПР). Кроме того, управление в модели осуществляется целенаправленным выбором параметров, поэтому система ( 1 ) должна решаться заново при каждом изменении вектора входных переменных 5 и вектора управляемых параметров 8 , что также затрудняет обработку информации.

Задача моделирования кровообращения и, следовательно, задача выбора тактики лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями может быть значительно упрощена, если рассмотреть установившийся (статический) режим работы математической модели кровообращения.

Анализ системы (1) показал, что совокупность четырех дифференциальных уравнений представляет собой нейтрально (неасимптотически) устойчивую систему. То есть, среди корней ее характеристического уравнения один нулевой, а у остальных отрицательные вещественные части. Таким образом, в такой системе свободная составляющая переходного процесса стремится не к нулю, а к некоторой постоянной величине, зависящей от начальных условий. В установившемся режиме имеет место равенство объемных скоростей движения крови в сосудах между

резервуарами С}\2 ~ ЧгЪ = 434 ~ #41 = #0 ■

Переход в динамической системе ( 1 ) к установившемуся режиму позволяет получить статическую нелинейную математическую модель четырехрезервуарной системы кровообращения (2), где 8 — площадь поверхности тела человека; 0,06 — числовой коэффициент, обеспечивающий согласование размерностей; СИ — сердечный индекс; ВД — венозное давление; ЛАД — среднее легочное артериальное давление; ЛВД - легочное венозное давление; АД — среднее артериальное давление; Ун - напряженный (растягивающий) объем кровеносной системы;

ft U3 "J Ui a У

y0(s,vH,s) = °-06/(V" , - c//

s-/(g)

Уiig.V„,S) = --V" . , БД

•s • Si - fig)

yz(g,V„,S)= v" -f + —1 ,- ЛДЛГ (2)

•S • / (g ) I a S3 J

^ 3 ( ^ . Г „ . ^ ) = --V" . _ , - У75Д

S -S3 -/(g)

= _ F" „ ■ • { + —1 .- /W 5 • / (g ) I. a g, J

Данная индивидуализированная математическая модель сердечнососудистой системы (ССС) конкретного пациента отображает зависимости функций кровообращения от свойств системы гемодинамики на момент времени измерения характеристик х при учете влияния внутренних

(управляемых) параметров § ,

Даже после столь значительных упрощений математическая модель не является тривиальной, так как представляет собой совокупность пяти взаимосвязанных нелинейных, многомерных функций, а задача управления гемодинамическими характеристиками может быть сведена к задаче поиска

таких значений параметров £ , которые перевели бы исходный вектор состояния больного в область, наиболее близкую к значениям нозологически-нормальных гемодинамических показателей. При этом на вектор управляемых параметров и вектор выходных переменных накладываются ограничения в виде неравенств, которые могут изменяться при каждом измерении значений вектора входных переменных модели X или в соответствии с рекомендациями врача-эксперта.

Таким образом, разработана новая терапевтически-ориентированная математическая модель кровообращения, базирующаяся на принципах нелинейного программирования и обеспечивающая эффективное функционирование системы управления гемодинамическими характеристиками (рис. 1) и, на основе этого, - выбор, в последующем, рациональной

тактики лечения, улучшающей прогноз гемодинамического состояния больных инфарктом миокарда.

На рис. 1: БПД1 — блок преобразования данных, обеспечивающий обработку входных данных х и преобразование их в форму, наиболее приемлемую для анализа лицом, принимающим решение;

БПД2 — блок преобразования данных, обеспечивающий решение обратной задачи оценки (восстановления) исходных данных о гемодинамическом

состоянии пациента (х ) на основе выходных переменных объекта

управления (у ) и выходных переменных математической модели ( Ут).

Рис. 1. Структурная схема управления гемодинамическими характеристиками

На основе соотношений (2) проведен анализ чувствительности выходных сигналов модели гемодинамики к изменению ее параметров, что позволило

получить алгоритмы расчета коэффициентов регулирования и коэффициентов чувствительности, являющихся основой для выбора стратегии и тактики лечения больных инфарктом миокарда.

Получены формулы для нормализации функций системы кровообращения (то есть, выходных, контролируемых при лечении, переменных модели), что обеспечивает возможность выделения патологически измененных гемодинамических показателей и разработку алгоритмов управления характеристиками кровообращения, оптимальных по критерию близости этих характеристик к нозологически-нормальным, при которых больной находится в стабильном (без осложнений) состоянии.

Рассмотрены возможности применения нейросетевых технологий в задачах диагностики и прогноза осложнений у больных инфарктом миокарда.

В третьей главе разработаны процедуры классификации гемодинамических расстройств у пациентов с хроническими формами ишемической болезни сердца (ИБС), а также у пациентов, перенесших ИМ. Сформулированные диагностические процедуры могут служить основой при принятии решения врачом-кардиологом по выбору тактики лечения больных ИМ. Приводятся сведения о разработанном алгоритмическом и программном обеспечении пользовательского интерфейса к базе данных о больных инфарктом миокарда. Реализованный в среде визуального программирования Delphi программный продукт не только позволяет обеспечить функционирование баз данных различных форматов, но и дает возможность фиксировать информацию о течении заболевания в специальных файлах, пригодных для обработки нейронными сетями с целью прогнозирования возможных осложнений у больных инфарктом миокарда.

На основе общей схемы алгоритма деятельности лица, принимающего решение, при управлении объектом (в частности, сердечно-сосудистой системой человека) в условиях неопределенности, и учитывая результаты анализа параметров центральной гемодинамики, построены алгоритмы автоматизированного принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда. В качестве примера, подробно рассмотрена процедура принятия решения для гемодинамического состояния пациента, соответствующего инфаркту миокарда левого желудочка сердца с угрозой развития отека легких.

В четвертой главе описана реализованная автоматизированная система принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных инфарктом миокарда в условиях стационара.

При описании структуры комплекса программных средств (Рис. 2) приводятся общие сведения о программе; функциональное назначение; логическая структура комплекса; блок-схема программного продукта; используемые технические средства.

Тестовые файлы

Ввод исходных данных

Расчет текущих гем о динамических показателей

Нахождение показателя, наиболее отклонившегося от нозологической нормы

Переход к БД

Таблицы коэффициентов регулирования и чувствительности

Диагноз

Модельные гемодинамические показатели

Выбор лекарственных средств

Нормальные показатели

Нормализация свойств

Последовательная нормализация

Графические представле н ия

Ожидаемый терапевтический эффект

Рис. 2. Блок-схема комплекса программ автоматизации принятия решений врачом-кардиологом

Анализ эффективности автоматизированной системы проводится на примере исследования характеристик кровообращения у больных инфарктом миокарда в сочетании с умеренной артериальной гипертензией. Показано, что математическое моделирование кровообращения позволяет количественно оценить ожидаемый гемодинамический эффект лекарственного средства, уточнить его дозу и показания к применению. Учитывая индивидуальные

особенности гемодинамических расстройств у конкретного пациента, моделирующая система дает возможность по ходу введения препарата, используя механизм обратной связи, сопоставить прогнозируемый и реальный эффекты, провести коррекцию дозы медикамента и, следовательно, реализовать адаптивное управление терапией.

В заключении приводятся основные результаты диссертационного исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана методика построения автоматизированной системы поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда, базирующаяся на модели управления гемодинамическими характеристиками, отличающейся учетом индивидуальных характеристик человеческого организма, обеспечивающая выбор тактики лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, более эффективной, чем традиционные.

2. Проведенный анализ чувствительности выходных сигналов модели гемодинамики к изменению ее управляемых параметров и полученные формулы для расчета индивидуализированных матриц коэффициентов чувствительности и регулирования позволяют обоснованно выбирать значения параметров модели, обеспечивающих перевод гемодинамического состояния больного в область, близкую к нозологической норме. Рассчитываемые для каждого конкретного пациента коэффициенты чувствительности и коэффициенты регулирования являются основой для принятия решения о стратегии и тактике при выборе нужного лекарственного препарата, дозы, времени и периодичности приема лекарств.

3. Разработаны алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками, позволяющие целенаправленно выбирать тактику лечения больных инфарктом миокарда и достигать наибольшей эффективности терапии.

4. Создан комплекс программ для прогнозирования осложнений у больных инфарктом миокарда, базирующийся на использовании нейроподобных сетей с близкими нелокальными связями и латеральным торможением, при ориентации их на задачи распознавания двумерных изображений.

5. На базе анализа результатов исследования гемодинамических характеристик 87 больных с хроническими формами ишемической болезни сердца и 415 пациентов, перенесших инфаркт миокарда, с помощью предложенной математической модели разработаны процедуры классификации расстройств кровообращения у больных данной группы. Найденные интервалы значений выходных переменных и ограничения на изменение управляемых параметров

модели могут быть положены в основу при принятии решения по выбору тактики лечения.

6. Разработаны алгоритмы выбора комплекса лечебных воздействий, базирующиеся на использовании математических методов и современных информационных технологий и позволяющие повысить эффективность терапии больных инфарктом миокарда. Выбранные, на основе предложенных алгоритмов, дифференциальные схемы лечения позволили, в большинстве случаев, достичь стабильного, без ярко выраженных нарушений гемодинамики, состояния больных инфарктом миокарда.

7. Разработан комплекс программ автоматизации принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных ИМ (АПРОВиТ-ИМ), который позволяет- рекомендовать как возможный диагноз, так и наиболее целесообразный лекарственный препарат, а также его дозу. Программное средство рассчитывает ожидаемый гемодинамический эффект от вводимого лекарства, отображает сведения о противопоказанных в данной ситуации препаратах, позволяет проводить анализ состояния больного в процессе моделирования, а также осуществлять синтез новых моделей в интерактивном и автоматическом режимах.

9. Разработанное программное обеспечение автоматизированной системы принятия решений врачом-кардиологом используется при лечении больных, перенесших инфаркт миокарда, в кардиологическом отделении городской клинической больницы №10 «Электроника» (г. Воронеж)} а также на кафедре «Терапия №1 с кардиологией и гастроэнтерологией с диетологией» института последипломного медицинского образования Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко при обучении врачей-кардиологов.на циклах тематического усовершенствования.

, Список работ по теме диссертации .

1. Воронков Б.Н. Математическое моделирование • гемодинамических процессов / Б.Н. Воронков // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: межвузовский сборник научных трудов, часть 3.- Воронеж: ВГТУ, 1997.-С.66-71.

2. Бала М.Ю. Экспертная оценка и оптимизация параметров гемодинамики у больных ишемической болезнью сердца / М.Ю. Бала, Б.Н. Воронков, Г.С. Дементьева. // Современные проблемы информатизации: Тезисы докладов 2-ой Республиканской электронной научной конференции,-Воронеж: ВГПУ, 1997,- С.149 - 150.

3. Алгоритм и программа поддержки решений врача / М.Ю Бала, Б.Н. Воронков, Г.С. Дементьева и др. // Образовательные технологии: межвузовский сборник научных трудов,- Воронеж: ВГПУ, 1997.- С.202 - 205.

4. Воронков Б.Н. Нейросетевое моделирование в задаче распознавания острых гемодинамических расстройств / Б.Н. Воронков // Нейроинформатика и ее приложения: Тезисы докладов 5-го Всероссийского семинара (3-5 октября 1997г.) / Под ред. А.Н. Горбаня.- Красноярск: КГТУ, 1997,- С.41.

5. Воронков Б.Н. Анализ чувствительности выходных сигналов модели гемодинамики к изменению ее параметров / Б.Н. Воронков // Современные проблемы информатизации: Тезисы докладов 3-ей международной электронной научной конференции.- Воронеж: ВГПУ, 1998.- С.103 - 104.

6. Воронков Б.Н. Некоторые результаты моделирования гемодинамики у больных инфарктом миокарда и гипотонией / Б.Н. Воронков // 3-ий Сибирский конгресс по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-98), посвященный памяти С.Л. Соболева (1908-1989): Тезисы докладов,-Новосибирск: ИМ СО РАН, 1998, ч.4,- С. 133 - 134.

7. Разработка автоматизированной системы идентификации, прогнозирования и лечения расстройств кровообращения у больных инфарктом миокарда / М.Ю. Бала, Ю.М. Бала, Б.Н. Воронков и др. // Прикладные информационные аспекты медицины: Сб. научн. трудов,-Воронеж: ВГМА, ВГУ, 1998,- Т.1, №2. - С.83 - 88.

8. Бала М.Ю. Математическое моделирование и прогноз гемодинамических сдвигов у больных инфарктом миокарда / М.Ю. Бала, Б.Н. Воронков. Г.С. Дементьева // Прикладные информационные аспекты медицины: Сб. научн. трудов,- Воронеж: ВГМА, ВГУ, 1998.- Т.2, №1.- С.67 - 72.

9. Неинвазивные методы и компьютерные технологии в диагностике и лечении гемодинамических расстройств/ М.Ю. Бала, Ю.М. Бала, Б.Н. Воронков и др. // Прогрессивные технологии в медицине: Материалы 2-ой международной научно-производственной конференции,- Пенза: ПГИУВ, СП «МТ-центр», 1999,- С.76 - 77.

10. Автоматизация принятия решений в задаче выявления и коррекции расстройств гемодинамики у больных инфарктом миокарда и сопутствующей артериальной гипертензией / М.Ю. Бала, Б.Н. Воронков. Г.С. Дементьева и др.

// Прикладные информационные аспекты медицины: Сб. науч. трудов.-Воронеж: ВГМА, ВГУ, 1999.- Т.2, №4,- С.49 - 52.

11. Воронков Б.Н. Неинвазивный подход, компьютерные технологии и недостаточность кровообращения / Б.Н. Воронков, А.С. Щеголеватых И Радиолокация, навигация, связь: Материалы 6-ой .международной научно-технической конференции, 25-27 апреля 2000г.- Воронеж: ВНИИС, 2000.- Т.З.-С.1697 - 1706.

12. Воронков Б.Н. Пользовательский интерфейс для анализа медицинских данных нейронной сетью / Б.Н. Воронков, С.А. Раков. // Кибернетика и технологии XXI века: Материалы международной научно-технической конференции, 24-25 октября 2000г.- Воронеж: ВГУ, ВНИИС, 2000,- С.89 - 95.

13. Воронков Б.Н. Алгоритмизация управления гемодинамическими характеристиками / Б.Н. Воронков // Радиолокация, навигация, связь: материалы 8-ой международной научно-технической конференции в 3-х томах, (23-25 апреля 2002г.).- Воронеж: ВГУ, ВНИИС, 2002.- Т. 1.- С. 648 -660.

14. Математическое моделирование гемодинамики у больных инфарктом миокарда / М.Ю. Бала, Б.Н. Воронков. Ю.Б. Нечаев и др. // Вестник новых медицинских технологий, 2002.-Т. IX, № 4.- С. 84 — 87. , ,

15. Воронков Б.Н. Кибернетические системы в медицине. Практическое пособие/ Б.Н. Воронков.- Воронеж: ВГУ, 2005.- 32 с.и I/

Сдано в набор 15.05.2006. Подписано в печать 15.05.2006. Бумага офсетная 70г/м2. Формат 60x84/16. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная. Усл. п. л. 1,25. Тираж 100.

Номер заказа 313.

Отпечатано в лаборатории оперативной полиграфии Издательско-полиграфического центра ВГУ

г. Воронеж, Университетская площадь, 1, ком.43, тел.208-853.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ. 1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАН-• НЫХ СИСТЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА.

1.1. Анализ использования и тенденции развития неинвазивных методов обследования и компьютерных технологий при лечении больных инфарктом миокарда.

1.2. Требования к методам моделирования и принятия решений при интеллектуальной поддержке врача на базе автоматизированной системы.

1.3. Особенности использования математических методов в управлении процессом лечения.

2. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КРОВООБРА-/ ЩЕНИЯ, ОРИЕНТИРОВАННОЙ НА ВЫБОР ТАКТИКИ ЛЕЧЕНИЯ

БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА.

2.1. Сравнительный анализ моделей кровообращения.

2.2. Разработка математической терапевтически-ориентированной четырехрезервуарной модели кровообращения.

2.3. Анализ чувствительности выходных сигналов модели гемодинамики к изменению ее параметров.

2.4. Нормализация параметров модели.

2.5. Нейросетевые технологии в задачах диагностики и прогноза осложнений инфаркта миокарда.

ВЫВОДЫ ВТОРОЙ ГЛАВЫ.

3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫБОРЕ ТАКТИКИ ЛЕЧЕНИЯ.

3.1. Процедуры классификации гемодинамических расстройств. ш. 3.2. Алгоритмическое и программное обеспечение пользовательского интерфейса к базе данных о больных инфарктом миокарда.

3.3. Алгоритм выбора лечебных воздействий.

• ВЫВОДЫ ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЫ.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ВЫБОРУ И ОПТИМИЗАЦИИ ТАКТИКИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА В КЛИНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

4.1. Организация информационного обеспечения.

4.2. Структура комплекса программных средств.

4.3. Анализ эффективности системы по результатам внедрения в клинике.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существующие системы наблюдения и контроля за состоянием пациентов в палатах интенсивной терапии базируются на сложных инвазивных методиках, что ограничивает их применение в рядовых лечебных учреждениях. Имеющиеся программные средства используются в небольшой группе специализированных клиник, прежде всего, в столичных кардиохирургических центрах.

Таким образом, разработка алгоритмов управления характеристиками состояния больных сердечно-сосудистыми заболеваниями и комплекса компьютерных программ, обеспечивающих классификацию острых гемодинамических расстройств на основе небольшого числа косвенных измерений, а также реализующих поддержку принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда (ИМ), представляется актуальной.

Актуальность исследований в области использования неинвазивных методов и компьютерных технологий для решения медицинских задач, и в частности, диагностики и оптимизации лечения сердечно-сосудистых заболеваний, подтверждается большим числом публикаций как в Российской Федерации, так и за рубежом.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного университета -«Математическое моделирование, программное и информационное обеспечение, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным исследованиям в естественных науках».

Целью диссертационной работы является создание методики выбора тактики лечения больных инфарктом миокарда на основе предложенной индивидуализированной математической модели кровообращения, разработка алгоритмов управления гемодинамическими характеристиками для повышения эффективности лечения и реализация этих алгоритмов с помощью комплекса программ для ЭВМ.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

• провести анализ результатов использования компьютерных технологий, базирующихся на неинвазивных методах обследования и используемых при лечении больных сердечно-сосудистыми заболеваниями;

• на основе проведенного анализа сформировать требования к методам моделирования и принятия решений при интеллектуальной поддержке врача на базе автоматизированной системы;

• осуществить выбор и обоснование математических методов, моделей, требуемых в задачах поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями;

• разработать индивидуализированную математическую модель кровообращения, отличающуюся направленностью на использование принципов теории нелинейного программирования и являющуюся основой автоматизированной системы поддержки принятия решений;

• разработать методику идентификации внутренних (управляемых) параметров математической модели, базирующуюся на исходных данных, измеряемых неинвазивными инструментальными методами, а также на аналитических зависимостях, подтверждаемых физиологическими и клиническими исследованиями;

• разработать, реализовать и внедрить в терапевтическую практику комплекс компьютерных программ поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда.

Методы исследования. В работе использованы основные положения теории системного анализа, управления и обработки информации, методы математического моделирования, матричные методы, методы алгебры логики, методы теории чувствительности.

Научная новизна. Структурная схема управления гемодинамическими характеристиками, отличающаяся множеством исходных данных и выходных переменных, составом и структурой, а также использованием, при выборе альтернатив, предложенной индивидуализированной математической модели кровообращения. Совокупность оговоренных отличий обеспечивает выбор тактики лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, более эффективной, чем традиционные; нейтральная устойчивость четырехрезервуарной динамической математической модели кровообращения, позволившая объяснить особенности динамики выходных сигналов модели; равенство (в установившемся режиме) объемных скоростей движения крови в соответствующих элементах модели кровеносной системы, позволившее сформировать корректную статическую математическую модель кровообращения, являющуюся основой для разработки алгоритмов управления гемодинамическими характеристиками; формализованные алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда, базирующиеся на принципе адаптивной нормализации управляемых параметров модели, то есть, приведении этих параметров к значениям, присущим пациентам, находящимся в стабильном (без осложнений) состоянии или к значениям, задаваемым врачом-экспертом. Включение в контур управления врача-эксперта позволяет организовать работу автоматизированной системы в широком диапазоне режимов управления, включая и режим аварийного регулирования;

Практическая значимость работы. Разработана методика, позволяющая индивидуализировать лечение больных инфарктом миокарда при проведении соответствующей программной терапии. Предложены алгоритмы лечения ургентных (неотложных) состояний, основывающиеся на методах коррекции гемодинамических сдвигов у больных инфарктом миокарда с учетом фармакокинетических свойств применяемых лекарственных препаратов.

Реализованные программные средства ориентированы на практическое здравоохранение и предлагают алгоритмы лечения, способствующие улучшению прогноза у больных инфарктом миокарда. Они также могут быть использованы в качестве тренажера для подготовки специалистов, работающих в режиме оказания неотложной помощи пациентам, перенесшим инфаркт миокарда.

Реализация и внедрение результатов работы. Методика и алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками использованы при лечении больных, перенесших инфаркт миокарда, в отделениях муниципального учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница №10 «Электроника» (г. Воронеж).

Программа автоматизации принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных ИМ ( АПРОВиТ-ИМ ) используется на кафедре «Терапия №1 с кардиологией и гастроэнтерологией с диетологией» факультета повышения квалификации и последипломной переподготовки специалистов Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко при обучении врачей-кардиологов на циклах тематического усовершенствования.

Отдельные результаты диссертационной работы использовались при чтении лекций для студентов факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета по курсу «Концепции современного естествознания», а также по специальным курсам «Математическое моделирование в технике и медицине», «Кибернетические системы в медицине» и при выполнении курсовых и дипломных работ студентами кафедры технической кибернетики и автоматического регулирования.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на восьми научных конференциях: -Республиканской ( 1997 г. ) и 3-ей международной ( 1998 г. ) электронной конференции «Современные проблемы информатизации», г. Воронеж; - 2-ой международной научно-производственной конференции «Прогрессивные технологии в медицине», г. Пенза, 1999 г.; - международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», г. Воронеж, 2000 г.; - 1-ом съезде терапевтов Юга России, г. Ростов-на-Дону, 2000 г.; - 6-ой и 8-ой международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь», г. Воронеж, 2000 г., 2002 г.; -Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения», г. Воронеж, 2002 г., а также на научных сессиях профессорско-преподавательского состава и научных работников Воронежского государственного университета.

Публикации и личный вклад соискателя. Результаты исследований нашли отражение в пятнадцати опубликованных в печати научных и научно-методических работах. Вклад автора настоящей диссертации в работы, написанные в соавторстве, отражен в пояснениях к списку работ по теме диссертации.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика построения автоматизированной системы поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда, базирующаяся на модели управления гемодинамическими характеристиками, отличающейся множеством исходных данных и выходных переменных, составом и структурой, а также использованием индивидуализированной математической модели кровообращения.

2. Результаты анализа терапевтически-ориентированной математической модели кровообращения, отличающейся направленностью на использование принципов нелинейного программирования и являющейся основой автоматизированной системы поддержки принятия решений.

3. Нейтральная (неасимптотическая) устойчивость динамической четырехрезервуарной математической модели кровообращения, позволившая получить корректную статическую нелинейную математическую модель системы кровообращения, обеспечивающую эффективное функционирование системы управления гемодинамическими характеристиками.

4. Формализованные алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками у больных инфарктом миокарда, базирующиеся на принципе адаптивной нормализации внутренних параметров модели, то есть, приведении этих параметров к значениям, характерным для пациентов, находящихся в стабильном (без осложнений) состоянии или - к значениям, задаваемым врачом-экспертом.

5. Программное обеспечение автоматизированной системы поддержки принятия решений врачом-кардиологом по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда с апробацией в клинической практике.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 148 наименований, содержит 123 страницы машинописного текста, 7 таблиц, 32 рисунка, два приложения на 6 страницах.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Проведенный анализ использования и выявленные тенденции развития неинвазивных методов обследования и компьютерных технологий подтверждают необходимость дальнейшего совершенствования концепции построения индивидуализированных параметрических математических моделей в задаче выбора тактики лечения больных инфарктом миокарда.

2. Сравнительный анализ существующих математических моделей кровообращения позволяет сделать вывод о том, что для решения поставленной задачи управления гемодинамическими характеристиками в наибольшей степени подходят модели, ориентированные на использование исходных данных о состоянии пациентов, получаемых неинвазивными методами обследования, и базирующиеся на исследовании установившихся режимов кровообращения.

3. Разработана методика построения автоматизированной системы поддержки принятия решений по выбору тактики лечения больных инфарктом миокарда, базирующаяся на схеме управления гемодинамическими характеристиками, отличающейся множеством исходных данных и выходных переменных, составом и структурой, а также использованием, при выборе альтернатив, индивидуализированной математической модели кровообращения. Совокупность оговоренных отличий обеспечивает выбор тактики лечения больных сердечнососудистыми заболеваниями, более эффективной, чем традиционные.

4. Разработана индивидуализированная (терапевтически-ориентированная) четырехрезервуарная математическая модель кровообращения, отличающаяся направленностью на использование принципов нелинейного программирования и являющаяся основой автоматизированной системы поддержки принятия решений.

5. Проведенный анализ чувствительности выходных сигналов модели гемодинамики к изменению ее управляемых параметров и полученные формулы для расчета индивидуализированных матриц коэффициентов чувствительности и регулирования позволили обоснованно выбирать значения параметров модели, обеспечивающие перевод гемодинамического состояния больного в область, близкую к нозологической норме. Рассчитываемые для каждого конкретного пациента коэффициенты чувствительности и коэффициенты регулирования являются основой для принятия решения врачом о стратегии и тактике при выборе нужного лекарственного препарата, дозы, времени и периодичности приема лекарств.

6. Разработаны формализованные алгоритмы управления гемодинамическими характеристиками, позволяющие целенаправленно выбирать тактику лечения больных инфарктом миокарда и достичь наибольшей эффективности терапии.

7. Предложено использование нейроподобных активных сред, моделируемых на персональных компьютерах, для решения задачи автоматизированной диагностики и прогноза осложнений у больных инфарктом миокарда.

8. Спроектирован и реализован комплекс программ для прогнозирования осложнений и летального исхода у больных ИМ, базирующийся на использовании нейроподобных сетей с близкими нелокальными связями и латеральным торможением, при ориентации их на задачи распознавания двумерных изображений.

9. На базе результатов проведенного математического моделирования гемодинамических характеристик 87 больных с хроническими формами ишемической болезни сердца и 415 пациентов, перенесших инфаркт миокарда, разработаны процедуры классификации расстройств кровообращения у больных ИМ. Найденные интервальные значения выходных переменных и ограничения на изменение управляемых параметров модели являются основой при принятии решения врачом-кардиологом по выбору тактики лечения.

10.Разработан комплекс алгоритмов выбора лечебных воздействий, базирующихся на использовании математических методов и современных информационных технологий, и позволяющих повысить эффективность терапии у больных ИМ. Выбранные на основе предложенных алгоритмов дифференциальные схемы лечения позволили, в большинстве случаев, достичь стабильного, без ярко выраженных нарушений гемодинамики, состояния больных инфарктом миокарда.

11 .Разработан комплекс программ автоматизации принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных ИМ (АПРОВиТ-ИМ), который рекомендует как возможный диагноз, так и наиболее целесообразный лекарственный препарат и его дозу. Программное средство рассчитывает ожидаемый гемодинамический эффект от вводимого средства, отображает сведения о противопоказанных в данной ситуации препаратах, позволяет проводить анализ состояния больного в процессе моделирования, а также осуществлять синтез новых моделей в интерактивном и автоматическом режимах.

12. Разработанное программное обеспечение автоматизированной системы принятия решений врачом-кардиологом используется при лечении больных, перенесших инфаркт миокарда, в кардиологических отделениях муниципального учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница №10 «Электроника» (г.Воронеж).

Программа автоматизации принятия решений по выбору и оптимизации тактики лечения больных инфарктом миокарда ( АПРОВиТ-ИМ ) используется на кафедре «Терапия №1 с кардиологией и гастроэнтерологией с диетологией» института последипломного медицинского образования ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко» при обучении врачей-кардиологов на циклах тематического усовершенствования.

Отдельные результаты диссертационной работы использовались при чтении лекций для студентов факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета по курсу «Концепции современного естествознания», а также по специальным курсам «Математическое моделирование в технике и медицине», «Кибернетические системы в медицине» и при выполнении курсовых и дипломных работ студентами кафедры технической кибернетики и автоматического регулирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Адылова Ф.Т. Математическое моделирование системы кровообращения / Ф.Т. Адылова.- Ташкент: Издательство «Фан», 1984.- 112с.

2. Алгоритм и программа поддержки решений врача / Бала М.Ю., Воронков Б.Н., Дементьева Г.С., Мирошниченко С.А., Потапов В.В. // Образовательные технологии: Межвузовский сборник научных трудов,-Воронеж: ВГПУ, 1997.- С. 202 205.

3. Алперт И.С. Лечение инфаркта миокарда / И.С. Алперт, Дж.С. Френсис: Пер. с англ.-М.: Медицина, 1994.- 255 с.

4. Артериальная гипертензия и сопутствующие заболевания; Под ред. Lennart Hansson (Швеция).- М.: Фармацевтическая фирма Сервье (Франция),1998.- 59 с.

5. Ашмарин И.Ю. Состояние гемодинамики и сократительной функции сердечной мышцы в остром периоде инфаркта миокарда по данным эхокардиографии и ультразвукового сканирования сердца: Автореф. дис. . канд. мед. наук / И.Ю. Ашмарин.- М., 1978.- 16 с.

6. Бабенко Н.И. Индивидуализация с помощью математических методов лечения сердечной недостаточности при ишемической болезни сердца: Автореф. дис. канд. мед. наук / Н.И. Бабенко.- Свердловск, 1987.- 23 с.

7. Бабков В.К. Дифференцированное лечение неосложненных гипертонических кризов у больных гипертонической болезнью с учетом особенностей показателей центральной гемодинамики: Автореф. дис. канд. мед. наук / В.К. Бабков.- М., 1979.- 17 с.

8. Бала М.Ю. Моделирование, прогнозирование и рациональный выбор тактики лечения сердечной декомпенсации у больных инфарктом миокарда: Дисс. докт. мед. наук / М.Ю. Бала.- Воронеж, 1998.- 315 с.

9. Белый Е.К. Математическое модели, алгоритмы и программные системы для поддержки принятия решений в клинической практике врача-радиолога: Автореф. Дис. . канд. техн. наук / Е.К. Белый,- Петрозаводск,1999.- 18 с.

10. Бала М.Ю. Экспертная оценка и оптимизация параметров гемодинамики у больных ишемической болезнью сердца / М.Ю. Бала., Б.Н. Воронков, Г.С. Дементьева // Современные проблемы информатизации:

11. Тезисы докладов 2-ой Республиканской электронной научной конференции.-Воронеж: ВГТТУ, 1997.- С. 149 150.

12. Бала Ю.М., Бабенко Н.И., Гусев Ю.Н. Измерение давления впериферических венах с использованием ультразвукового допплеровского метода / Ю.М. Бала, Н.И. Бабенко, Ю.Н. Гусев // Кардиология, 1983, № 10.- С. 61-62.

13. Биологическая и медицинская кибернетика: справочник / О.П. Минцер, В.Н. Молотков, Б.Л. Палец и др.; Отв. ред. Ю.И. Журавлев.- Киев: Наукова думка, 1986.- 376 с.

14. Биофизика / Антонов В.Ф., Черныш А.И., Пасечник В.И. и др.; Под ред. проф. В.Ф. Антонова; Учеб. для студ. высш. учеб. заведений.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999.- 288 с.

15. Болезни сердца и сосудов. Руководство для врачей / И.И. Алмазов, Д.М. Аронов, О.Ю. Атьков: В 4 т.: Под ред. Е.И. Чазова. М.: Медицина. -Т.1, 1992.-496 с.• »

16. Болезни сердца и сосудов. Руководство для врачей / Р.С. Акчурин,

17. A.П. Борисенко, В.И. Бураковский: В 4 т.: Под ред. Е.И. Чазова. М.: Медицина.-Т.2, 1992.-512 с.

18. Бураковский В.И. Острые расстройства кровообращения и сердечная недостаточность после операции на открытом сердце / В.И. Бураковский,

19. B.А. Лищук, В.И. Керцман // Вестник АМН СССР, 1989, №10.- С. 3-14.

20. Бураковский В.И. Основные итоги изучения острых расстройств кровообращения и дальнейшие шаги в исследовании сердечнойнедостаточности / В.И. Бураковский, В.А. Лищук, В.И. Керцман // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия, 1991, №7.- С. 3-12.

21. Бураковский В.И. "Айболит" новая технология для классификации, диагностики и индивидуального лечения / В.И. Бураковский, В.А. Лищук, Д.Ш. Газизова.-М.: Изд-во НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 1991.- 59 с.

22. Быховский М.Л. Кибернетические системы в медицине / М.Л. Быховский, А.А. Вишневский.-М.: Наука, 1971.-407 с.

23. Влияние обзидана на состояние коронарного кровотока у больных с • » гиперкинетическим типом гемодинамики в остром периоде инфарктамиокарда / Богатырев И.В., Вахляев В.Д., Маколкин В.И., Сыркин А.Л. //

24. Кардиология, 1988, № 8,- С. 52-55.

25. Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 5: Болезни сердечнососудистой системы / Пер. с англ. под ред. Е. Браунвальда, К. Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфа и др.- М.: Медицина, 1997.- 448 с.

26. Вопросы кибернетики: Математические модели механизмов патологических процессов / Науч. ред. д.т.н. М.А. Ханин, к.т.н. И.Б. Бухаров. М.: АН СССР, 1979, вып.49.- 136 с.

27. Вопросы кибернетики: Применение математических методов и вычислительной техники в кардиологии и хирургии / Под ред. О.М. Белоцерковского.- М.: АН СССР, 1983, вып.85.- 178 с.

28. Вопросы кибернетики: Задачи медицинской диагностики и прогнозирования с точки зрения математика / Под ред. И.М.Гельфанда.- М.: АН СССР, 1985, вып. 112.- 195 с.

29. Вопросы кибернетики: Биомединформатика и ее приложения / Под ред. А.В. Виноградова, А.С. Глазунова, В.И. Шумакова.- М.: АН СССР, 1988, вып.132.- 176 с.

30. Воронков Б.Н. Математическое моделирование гемодинамических процессов / Б.Н. Воронков // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвузовский сборник научных трудов, часть 3.- Воронеж: ВГТУ, 1997.- С. 66-71.

31. Вычислительные сети и средства их защиты: Учеб. пособие / В.Г. Герасименко, И.П. Нестеровский, В.В. Пентюхов и др.- Воронеж: ВГТУ, 1998.- 128 с.

32. Гватуа Н.А. Гемодинамические варианты острого инфаркта миокарда / Н.А. Гватуа, B.JI. Кравцов, С.И. Толстопятов // Кардиология, 1979, № 1.- С. 24-30.

33. Гемодинамические эффекты ряда новых гипотензивных препаратов / С.Г. Иванова, В.В. Смирнов, М.И. Боторина, JI.C. Пастушенко // Тер. архив, 1990, № 1.-С. 29-32.

34. Голиков А.П. Значение неинвазивных методов исследования сердечно-сосудистой системы при неотложных состояниях в кардиологии /

35. A.П. Голиков, Н.И. Майоров // Тер. архив, 1980, №7.- С. 3 7.

36. Голиков А.П. Инфаркт миокарда / А.П. Голиков // Клиническая медицина, 1991, №1.-С. 112-120.

37. Гораздовский Т.Я. Открытия в области физики одного автора: Монография / Т.Я. Гораздовский.- Луганск: Видавництво Схшоукрашського державного ушвератету, 2000.- 364 с.

38. Горбань А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере / А.Н. Горбань, Д.А. Россиев.- Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996.- 276 с.

39. Епанешников А. Программирование в среде Delphi: Учебное пособие / А. Епанешников, В. Епанешников: В 4-х ч. М.: ДИАЛОГ-МИФИ- Ч. 4. Работа с базами данных. Организация справочной системы.-1998.-400 с.

40. Зацепина Н.А. Теория управления / Н.А. Зацепина, Я.Е. Львович,

41. B.Н. Фролов. -Воронеж: Изд. ВГУ, 1989.-197с.

42. Знаменский В.А. Течения неньютоновских жидкостей: Учеб. пособие / В.А. Знаменский. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1980.- 56 с.

43. Золотарев А.И. Исследование аппарата кровообращения человека как кибернетической системы: Автореф. дис. . докт. мед. наук / А.И. Золотарев.- Воронеж, 1967.- 33с.

44. Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы: Справочник / Под ред. Т.С. Виноградовой.- М.: Медицина, 1986.416 с.

45. Кардиология в таблицах и схемах / Под ред. М.Фрида, С.Грайнса.-М.: Практика, 1996.- 733 с.

46. Кардиология, основанная на доказательствах (специальный выпуск) // Клиническая фармакология и терапия, 2000, № 3.- С. 5 30.

47. Карпман B.JI. Фазовый анализ сердечной деятельности / B.JI. Карпман.- М.: Медицина, 1965.- 275 с.

48. Кобалава Ж.Д. Мониторирование артериального давления: методические аспекты и клиническое значение / Ж.Д. Кобалава, Ю.В. Котовская.- М.: Сервье, 1999.- 234 с.

49. Количественная морфология и математическое моделирование инфаркта миокарда / Г.Г. Автандилов, Н.И. Яблучанский, К.Д. Салбиев, JI.M. Непомнящих; Отв. ред. Ю.И. Бородин.- Новосибирск: Наука, 1984.- 288с.

50. Коллективная динамика возбуждения и структурообразование в биологических тканях: Сб. науч. тр./ Под ред. В.Г.Яхно.- Горький: ИПФ АН СССР, 1988.- 225 с.

51. Компьютерная технология интенсивного лечения: контроль, анализ, диагностика, лечение, обучение / В.И. Бураковский, JI.A. Бокерия, Д.Ш. Газизова и др.- М.: Изд-во НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 1995.- 85 с.

52. Компьютерные технологии в медицине: Тема номера кардиология.-М.: Русское слово, 1996, №1.- 56 с.

53. Компьютерные технологии в медицине: Тема номера -ультразвуковая диагностика.- М.: Русское слово, 1997, №1.- 96 с.

54. Компьютерные технологии в медицине: Тема номера телемедицина.- М.: Русское слово, 1996, №2.- 96 с.

55. Компьютерные технологии обработки информации: Учеб. пособие/ С.В. Назаров, В.И. Першиков, В.А. Тафинцев и др.; Под ред. С.В. Назарова.-М.: Финансы и статистика, 1995.- 248 с.

56. Лайфут Э. Явление переноса в живых системах / Э. Лайфут.- М.: Мир, 1977.- 520 с.

57. Лищук В.А. Математическая теория кровообращения / В.А. Лищук.-М.: Медицина, 1991.- 254 с.

58. Лищук В.А. Компьютерная технология исследования сердечнососудистой системы / В.А.Лищук, Б.Лорд, В.Павлович-Кентера и др // Гомеостаз и регуляция физиологических систем организма.- Новосибирск: Наука, 1992.- С. 8 28.

59. Лищук В.А. Идентификация системы кровообращения / В.А. Лищук, В.Л. Столяр // Автоматика, 1979, № 1.- С. 17 24.

60. Мареев В.Ю. Рекомендации по рациональному лечению больных с сердечной недостаточностью / В.Ю. Мареев // Консилиум: журнал доказательной медицины для практикующих врачей.- М.: MEDIA MEDICA, 1999, т.1, № 3.- С. 109- 146.

61. Мареев В.Ю. Алгоритм лечения больных с сердечной недостаточностью / В.Ю. Мареев // Консилиум: журнал доказательной медицины для практикующих врачей, .- М.: MEDIA MEDICA, 2000, т. 2, № 1.-С. 46-50.

62. Медицинский словарь ( большой толковый, Oxford) в 2-х томах: пер. с англ. Под ред. проф. Г.Л. Билича.- М.: Вече, ACT, 1999.- Т.1 (А-М).- 592 с.-Т.2 (Н-Я).- 608 с.

63. Международное руководство по инфаркту миокарда / Под общей ред. Рональда В.Ф. Кэмпбелла; пер. с англ. В.М. Руда.- М.: Информполиграф, 1997.- 87 с.

64. Международное руководство по сердечной недостаточности / Под ред. С.Дж. Болла, Р.В.Ф. Кэмпбелла, Г.С. Френсиса; пер. с англ. Д.В. Преображенского.- М.: МЕДИА СФЕРА, 1995.- 90 с.

65. Мелентьев А.С. Неинвазивный комплексный метод исследования функционального состояния сердца и его применение в изучении ИБС: Дис. . д-ра мед. наук / А.С. Мелентьев.-М., 1979.-253 с.

66. Мёрта Дж. Справочник врача общей практики / Дж. Мёрта: Пер. с англ.- М.: Практика, 1998.- 1230 с.

67. Методы теории чувствительности в автоматическом управлении / Е.Н. Городецкий, Ф.М. Захарин, Е.Н. Розенвассер, P.M. Юсупов; Под ред. Е.Н. Розенвассера и P.M. Юсупова.- Л.: Энергия, 1971.- 341 с.

68. Милованов А.В. Программный имитатор возбудимой нейроподобной среды для распознавания образов / А.В. Милованов, А.В. Воронин // Нейрокомпьютер, 1997, №№ 3-4.- С. 25- 30.

69. Мироненко В.И. Системный анализ состояния кровообращения с помощью математической модели на основе мониторно-компьютерного контроля: Автореф. дис. . канд. биол. наук / В.И. Мироненко,- М., 1981.-24с.

70. Мироненко В.И. Математическая модель сердца, ориентированная на клинику / В.И. Мироненко, Е.В. Мосткова // Применение математических моделей в клинике сердечно-сосудистой хирургии.- М.: Машиностроение, 1980.-С. 30-40.

71. Моделирование физиологических систем организма / В.И. Шумаков, В.Н. Новосельцев, М.П. Сахаров, Е.Ш. Штенгольд; Под ред. Б.В. Петровского.- М.: Медицина, 1971.-352 с.

72. Морман Д. Физиология сердечно-сосудистой системы / Д. Морман, Л. Хеллер.- СПб.: Издательство «Питер», 2000.- 256 с.

73. Мосткова Е.В. Математическая модель сердца для применения в кардиохирургической клинике: Дис. . канд. биол. наук / Е.В. Мосткова.- М., 1985.- 171 с.

74. Мюррей Д.М. Краткое руководство по оказанию медицинской помощи при сердечной недостаточности / Д.М. Мюррей // Русский медицинский журнал, 1997, № 12(июнь).-12 с.

75. Неинвазивная оценка центрального венозного давления у больных с недостаточностью кровообращения / А.А. Ачилов, А.Н. Рогоза, Л.Н. Сазинова и др. // Кардиология, 1994, №№5-6.- С. 5 7.

76. Неинвазивные методы исследования сердечно-сосудистой системы: Сб. науч. тр.- Воронеж: ВГУ, 1987.- 96 с.

77. Новосельцев В.Н. Теория управления и биосистемы. Анализ сохранительных свойств / В.Н. Новосельцев.- М.: Наука, 1978.- 320 с.

78. О возможности измерения венозного давления новым косвенным способом / В.А. Дегтярев, А.С. Нехаев, B.C. Бедненко и др. // Кардиология, 1978, №9.-С. 132- 134.

79. Окороков А.Н. Лечение болезней внутренних органов: Практ. Руководство / А.Н. Окороков: В Зт. Мн.: Выш. шк., Витебск: Белмедкшга.-Т.З.Кн.1, 1996.- 464 с.

80. Определение массы некроза миокарда биохимическим методом в реальном масштабе времени / А.В. Виноградов, В.М. Дмитриев, Г.П. Арутюнов и др. // Кардиология, 1988, №9.-С. 48 57.

81. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии и его метрологические возможности / Ю.Т. Пушкарь, В.М. Большов, Н.А. Елизарова и др. // Кардиология, 1977, №7.-С. 85 90.

82. Палец Б.Л. Кровообращение и гомеостатическое управление жизненными функциями / Б.Л. Палец // Гомеостаз на различных уровнях организации биосистем; Отв. ред. д.т.н. В.Н. Новосельцев.- Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991.- С. 98 107.

83. Писаренко Ю.Е. Особенности постинфарктного ремоделирования и возможности его прогнозирования при лечении ингибитором ангиотензинпревращающего фермента каптоприлом: Дис. канд. мед. наук / Ю.Е. Писаренко.- Воронеж, 1998.- 157 с.

84. Померанцев В.П. Основы рациональной диагностики и лечения в клинике внутренних заболеваний / В.П. Померанцев, Ю.И. Цкипури. -Тула:1992,- 508 с.

85. Применение математических моделей в клинике сердечнососудистой хирургии: Сб. науч. работ под ред. В.И. Бураковского.- М.: Машиностроение, 1980.- 192 с.

86. Причины смерти больных инфарктом миокарда и вопросы качества медицинской помощи / В.В. Федоров, В.Ю. Привалов, Х.К. Аминева и др. // Тер. архив.- 1994, №1.- С. 50-53.

87. Прогрессивные технологии в медицине: Материалы 2-ой международной НПК (2-5 июня 1999г.).- Пенза: ЗАО «МТ-центр», ПГИУВ, 1999.-357с.

88. Развитие новых неинвазивных методов исследования в кардиологии: Сб. науч. тр. Воронежск. гос. мед. ин-та.- Воронеж: ВГМИ, 1983.- 120 с.

89. Различные способы определения ударного объема левого желудочка с помощью эхокардиографии / Ю.Н. Беленков, Н.А. Елизарова, С. Битар и др. // Кардиология, 1981, № 9.- С. 57 60.

90. Ревунков Г.И. Базы и банки данных и знаний: Учебник для вузов по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» / Г.И. Ревунков, Э.Н. Самохвалов, В.В. Чистов. М.: Высшая школа, 1992.-367 с.

91. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики / Н.Н. Савицкий.-JL: Медгиз, 1963.-404 с.

92. Сафонов М.Ю. Электрокардиографическая диагностика функционального состояния центральной гемодинамики / М.Ю. Сафонов.-Воронеж: ВГУ, 1998.- 102 с.

93. Соболев Ю.А. Медицинская информационная система выбора тактики лечения сердечно-сосудистых больных: Автореф. дис. . канд. мед. наук / Ю.А. Соболев.- Воронеж, 1993.- 17 с.

94. Современное состояние методов неинвазивной диагностики в медицине: Тезисы докладов 5-ой международной конференции и школы (711 сентября 1998г.).- М.: Российский допплеровский клуб, 1998.- 226 с.

95. Современные методы исследования функций сердечно-сосудистой системы / Под ред. акад. АН УССР Е.Б. Бабского и акад. В.В. Ларина.- М.: Гос. изд. мед. лит., 1963.- 208 с.

96. Солодянников Ю.В. Элементы математического моделирования и идентификация системы кровообращения / Ю.В. Солодянников.- Самара: Изд-во «Самарский университет», 1994.- 316 с.

97. Стенокардия и инфаркт миокарда: Значение гемодинамических и метаболических исследований для выбора врачебной тактики / В.Д. Вахляев, JI.B. Учайкина, И.В. Богатырев, A.J1. Сыркин.- Саранск: Изд-во Сарат. ун-та. Саран, фил., 1989.- 141 с.

98. Сыркин АЛ. Инфаркт миокарда / A.JI. Сыркин.- М.: Медицина,1991.-304 с.

99. Тенденции развития информационных технологий // Мир ПК, 1996, №5.-С. 132- 134.

100. Теоретические исследования физиологических систем. Математическое моделирование / Н.М. Амосов, Б.Л. Палец, Б.Г. Агапов и др.; Под общ. ред. Н.М. Амосова.- Киев: Наукова думка, 1977.- 246 с.

101. Терапевтический справочник Вашингтонского университета / Под ред. М. Вудли, А. Уэлан.- М.: Практика, 1995.- 831 с.

102. Томович Р., Вукобратович М. Общая теория чувствительности / Р. Томович, М. Вукобратович: Пер. с сербск. и с англ.; под ред. Я.3. Цыпкина.-М.: Советское радио, 1972.- 240 с.

103. Усов В.Ю. Значение неинвазивной сцинтиграфической оценки легочного артериального давления у лиц, перенесших острый инфаркт миокарда / В.Ю. Усов, А.А. Гарчанеева, Ю.Б. Лишманов // Кардиология.1992.-Ж7-8.-С. 58-61.

104. Фролов В.Н. Выбор тактики лечения с применением математических методов / В.Н. Фролов.-Воронеж: Изд-во ВГУ, 1977,- 117 с.

105. Халфен Э.Ш. Кардиологический центр с дистанционным и автоматическим наблюдением за больными / Э.Ш. Халфен.- М.: Медицина, 1980.- 192 с.

106. Хейнонен И.М. Изучение гемодинамического эффекта некоторых медикаментозных воздействий у больных острым инфарктом миокарда методами эхокардиографии и интегральной реографии / И.М. Хейнонен, В.А. Серебренников // Тер. архив, 1981, №4,- С. 24 28.

107. Цыпкин Я.З. Информационная теория идентификации / Я.З. Цыпкин,- М.: Наука. Физматлит., 1995.- 336 с.

108. Чазов Е.И. Современные принципы лечения больных инфарктом миокарда / Е.И. Чазов // Тер. архив, 1990, № 8.- С. 3 6.

109. Чазов Е.И. Особенности гемодинамики у больных инфарктом миокарда, развившимся на фоне гипертонической болезни / Е.И. Чазов, Л.Ф. Николаева // Кардиология, 1970, №5 .- С. 11 17.

110. Чазов Е.И. Некоторые новые аспекты лечения больных острым инфарктом миокарда / Е.И. Чазов, Л.Ф. Николаева, М.Я. Руда // Кардиология, 1977, № 2.-С. 5-11.

111. Шевченко Ю.Л. Прогнозирование в кардиохирургии / Ю.Л. Шевченко, Н.Н. Шихвердиев, А.В. Аточкин.- СПб.: Питер Паблишинг, 1998.208 с.

112. Шиллер Н., Осипов М.А. Клиническая эхокардиография / Н. Шиллер, М.А. Осипов.-М.: Практика, 1993.- 348 с.

113. Шумаков П.В. Delphi 3 и разработка приложений баз данных / П.В. Шумаков. М.: «Нолидж», 1999. - 800 с.

114. Эстрин В.А. Экстренная медицинская помощь на догоспитальном этапе / В.А. Эстрин.- Киев: Наукова думка, 1977.- 140 с.

115. Явелов И.С. Алгоритм лечения острой сердечной недостаточности // Консилиум: журнал доказательной медицины для практикующих врачей / И.С. Явелов.- М.: MEDIA MEDICA, 1999, т. 1, № 3.- С. 148 150.

116. Beneken I.E.W. A mathematical approach to cardiovascular function. The uncontrolled human system / I.E.W. Beneken.- Utrecht: Inst. Phys., 1965.-193p.

117. Cardiogenic shock after acute myocardial infarction / Goldberg E., Gore J.V., Alpert J.S. et al. // N. Engl. J. Med, 1991, № 325.- P. 1117 1122.

118. Computer and Control in clinical medicine / Ed. Garson E., Gramp D.-N-Y, London: Plenum Press, 1985.- 263 p.

119. Davies M.J. Plaque fissuring. The couse of acute myocardial infarction, sudden ishemic death and cresendo angina / M.J. Davies, A.S. Thomas // Br. Heart J., 1985, №53.-P. 363.

120. Devereux R.B. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man: Anatomic validation of the method / R.B. Devereux, K.N. Reiche // Jbid, 1977, №55.-P. 613-618.

121. Gaylis H. Some observations on peripheral venous pressure using anoninvasive technique: a preliminery report / H. Gaylis // Brit. J. Surg., 1975, № Ф 62.- P. 259 263.

122. Isobe M. Prediction of pulmonary arterial pressure in adults by Pulsed Doppler echocardiography / M. Isobe., Y. Yasaki, F. Takaku et al. // Am. J. Cardiol.- 1986.-Vol. 1:57, №4.- P. 316 321.

123. Kannel W.B. Epidemiology of heart failure / W.B. Kannel, A.J. Belanger // Am. J. Cardiol., 1991, v. 121.- P. 951 957.

124. Kennedy G.W. Left ventricular volume and mass from single plane cineangiograms. A comparison of anteroposterior and right anterior oblique methods / G.W. Kennedy, S.E. Trenholme, G.S. Kasser // Am. Heart J., 1970.-Vol.80.- P. 343 -351.

125. Ф 139. Killip T. Treatment of myocardial infarction in a coronary care unit / T.

126. Killip, J.T. Kimball // Amer. J. Cardiol., 1977.-Vol. 20.- P. 457.

127. Kubicek W. ^International covference on bioelectrical impedance / W. Kubicek, R. Patterson, D.A. Witsol.-New York, 1970,- P.978 1012.

128. Levy D. The progression from hypertension to congestive heart failure / D. Levy, M.G. Larson, R.S. Vasan // JAMA, 1996, № 275.- P. 1557 1562.

129. Nichols M.G. Hypertension, hypertrophy, heart failure / M.G. Nichols // # Heart, 1996, № J6 (Suppl. 3).- P. 92 97.

130. Noninvasive evaluation of pulmonary hypertension by a pulsed Doppler technique / A. Kitabatake, M.D. Michitochi, M.D. Masato et al. // Circulation, 1983.-Vol.68.- P. 302-309.

131. Pater L. de, Berg I. van den An electrical analogue of the entire human circulatory system / L. de Pater, I. van den Berg // Med. Electron. Biol. Eng., 1964, №2.-P. 161-166.

132. Problems in echocardiographic volume determination: echocardiographic correlation / L.E. Teicholz, T.N. Kreulen, M.V. Herman, R. Bozlin // Circulation, 1972, vol. 46, № 6.- Suppl. 11.- P. 120 220.

133. Schiller N.B. Considerations in the standardization of measurement of left ventricular myocardial mass by two-dimensional echocardiography / N.B. Schiller // Hypertension, 1987, v. 9.- P. 11 13.

134. Schiller N.B. Two-dimensional echocardiographic determination of left ventricular, Systolic function and mass / N.B. Schiller // Circulation, 1991, v. 84 (Suppl. 3).- P. 1 -280.