автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Биотехническая система электромагнитной терапии нарушений кровообращения нижних конечностей

На правах рукописи

О 3 СЕН 2009

Шамкина Людмила Андреевна

БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕРАПИИ НАРУШЕНИЙ КРОВООБРАЩЕНИЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Специальность 05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

003475874

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Щукин Сергей Игоревич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

с.н.с. Белов Сергей Владимирович

кандидат технических наук, доцент Орлов Юрий Николаевич

Ведущая организация: НЛП "Исток-Система"

Защита состоится " 2<Р " -1В 2009 г. в часов

на заседании диссертационного совета Д212.141.14 при МГТУ им. Н.Э.Баумана по адресу: 105005 г.Москва, 2-ая Бауманская улица, д.5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.Баумана

Автореферат разослан "

2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Самородов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В связи с широким распространением хронических заболеваний сосудов нижних конечностей, характеризующихся прогрессирующим течением и высоким процентом инвалидизации лиц трудоспособного возраста, проблемы диагностики, лечения и реабилитации больных с данными патологиями являются актуальными и имеющими важное социальное значение. По наибольшей распространенности среди заболеваний сосудов нижних конечностей выделяют хроническую венозную недостаточность, хронические облитерирующие заболевания артерий нижних конечностей, а также диабетические микроангнопатии, при которых характерны нарушения регионарной гемодинамики и микроциркуляции. Улучшению показателей регионарной гемодинамики способствует биоадекватная электромагнитная терапия (ЭМТ) - воздействие на конечности низкоинтснсивным электромагнитным полем (ЭМП) с определенными амплитудно-частотными характеристиками (Воробьев А.Г., Щукин С.И., 1989).

Данная работа является продолжением исследований, направленных на разработку, исследование и внедрение в клиническую практику аппаратно-программных средств биоадекватной ЭМТ заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС). В работе представлено направление индивидуально-оптимального биоадекватаого электромагнитного воздействия (ЭМВ), сформированное трудами научной школы МГТУ им. Н.Э.Баумана (Лощилов В.И.,1982; Герцик ГЛ.,1982; Щукин С.И.,1984; Краснов С.В.,1988; Воробьев А.Г.,1989; Семикии Г.И.,1990; Морозов А.А.,1994; Зубенко В.Г.,1995; Беляев К.Р.,1996; Мерлеев А.А.,1997; Кастров А.Ю.,2003; Лужков П.В.,2005).

Одним из необходимых параметров биоадекватного ЭМВ, нацеленного на восстановление кровотока в пораженных конечностях, является синхронизация импульсов воздействия с пульсовым кровенаполнением (Воробьев А.Г.,1989; Беляев К.Р.,1996). Поэтому применительно к сосудистым заболеваниям говорят о биосинхронизированном ЭМВ, результаты исследования эффективности которого (Лужков П.В., 2005) свидетельствуют о перспективности осуществления синхронизации воздействия также и с фазами дыхания.

Наиболее значимой задачей при лечении хронических заболеваний сосудов является восстановление микроциркуляторного кровотока, который обуславливает конечные метаболические реакции в органах и тканях. Однако в настоящий момент отсутствуют диагностические алгоритмы количественной оценки состояния микроциркуляторного русла, позволяющие производить оценку эффективности и определять параметры биоадекватного ЭМВ индивидуально для каждого пациента

непосредственно в процессе воздействия. Актуальной научной и технической задачей в этой связи является создание систем биоадекватного ЭМВ, предназначенных для диагностики и лечения хронических заболеваний сосудов нижних конечностей, с возможностью оценки состояния различных отделов ССС, в том числе показателей микроциркуляции, для определения наиболее эффективных параметров воздействия.

Цель и задачи диссертации

Целью диссертационной работы является разработка биотехнической системы (БТС) биоадекватного электромагнитного воздействия, синхронизированного с пульсом и дыханием, а также возможностью оценки эффективности воздействия по показателям микроциркуляции.

Задачами работы являются:

1. Формирование биотехнической системы биоадекватного электромагнитного воздействия с возможностью анализа параметров регионарной гемодинамики и микрециркуляции для оценки эффективности сеансов терапии.

2. Разработка и создание аппаратных и программно-алгоритмических средств компьютерной системы биоадекватного электромагнитного воздействия, синхронизированного с фазами дыхания и одновременно с пульсовым кровенаполнением.

3. Исследование алгоритмов и разработка программно-методического обеспечения электромагнитного воздействия, синхронизированного с различными фазами дыхания.

4. Разработка методических аспектов биоадекватного электромагнитного воздействия для пациентов с хронической венозной недостаточностью (ХВН), облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей (ОААНК) IIA стадии и выше, микроангаопатиями при сахарном диабете (СД) II типа, а также для случаев сочеганных заболеваний.

5. Медико-биологические исследования эффективности разработанных программно-алгоритмических и методических средств.

Научная новизна

При решении поставленных задач получены следующие новые научные результаты:

1. Разработан алгоритм синхронизации ЭМВ с пульсовым кровенаполнением и фазами дыхания, основанный на предсказании положения текущего реоцикла на реовазографическом сигнале по положению двух предыдущих реоциклов относительно фазы дыхания.

2. На основании исследования эффективности ЭМВ у пациентов с сочетанными заболеваниями сосудов нижних конечностей разработан и апробирован новый вид биоадекватного ЭМВ, заключающийся в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в пораженной конечности.

3. На основании исследований групп пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями установлен и апробирован критерий оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микропиркуляции.

4. Совместно с врачами хирургического отделения ГКБ№1 им.Н.И.Пирогова разработаны методические аспекты биосинхронизировакной ЭМТ пациентов с ОААНК IIA стадии и выше, а также пациентов с микроангиопатиями и нейропатиями при сахарном диабете II типа, включающие в себя критерий назначения вида воздействия и критерий окончания курса биоадекватного ЭМВ.

Практическая значимость

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке программно-аппаратных средств компьютерной системы для биоадекватного ЭМВ с оценкой эффективности по показателям регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

-Разработана структура компьютерной системы биоадекватного ЭМВ, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамических процессов, с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

-Разработан алгоритм расчета и оптимизации характеристик аппаратных средств биоадекватного ЭМВ.

- Разработаны программно-алгоритмические средства компьютерной системы, позволяющие производить синхронизированное с пульсовым кровенаполнением и в различные фазы дыхания электромагнитное воздействие.

Положения, выносимые иа защиту

1. Структура БТС биоадекватного ЭМВ с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

2. Алгоритм синхронизации импульсов ЭМВ с фазами дыхания, осуществляемой в режиме реального времени при анализе реовазографического сигнала.

3. Параметры нового вида биоадекватного ЭМВ, заключающегося в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в конечности.

4. Критерий для оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микроциркуляции, для пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями.

Апробация работы и публикация

Апробация работы проведена на научном семинаре факультета "Биомедицинская техника" МГГУ им. Н.Э.Баумаиа. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научных конференциях: "Измерительные и информационные технологии на страже здоровья" в 2006-2008 годах, "Российско-Баварская конференция по биомедицянской инженерии" в 2006 году (г.Москва) и 2008 году (г.Зеленоград), "Регионарная гемодинамика и микроциркуляцик" в 2005 году (г.Санкгг-Петербург), симпозиуме "Регионарная гемодинамика и микроциркуляция" в 2009 году (г.Москва).

По теме диссертации опубликованы 12 научных работ в виде статей и тезисов докладов международных научных конференций, из них четыре - в списках, рекомендованных ВАК, и восемь работ - в других научных изданиях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. В приложения включены результаты экспериментальных исследований и сведения сппавочно-сопроводительного характера. Основное содержание работы: изложено на 136 страницах, содержит 66 рисунков, 8 таблиц, 109 источников, из них 7 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, описаны основные преимущества разрабатываемой системы по сравнению с предшествующими аналогами. Приводятся технические характеристики системы, позволяющие проводить диагностику состояния биообъекта по параметрам регионарной гемодинамики и микроциркуляции во время сеанса ЭМВ, а также осуществлять синхронизацию импульсов ЭМВ с пульсовым кровенаполнением и с фазами дыхания.

Сформулированы научная новизна и практическая значимость работы, цель и задачи диссертационного исследования.

В первой главе описываются виды биоадекватных электромагнитных воздействий и их влияние на сердечно-сосудистую систему. Проводится анализ существующих методов и средств неинвазивной диагностики состояния периферической гемодинамики. Показаны методы контроля состояния сосудистого русла на различных уровнях его организации. Проведено сравнение возможностей методов диагностики ССС в мониторном режиме. Определено место выбранных методов в составе разработанной биотехнической системы биоадекватной электромагнитной терапии.

По результатам литературного анализа и собственным исследованиям предложена классификация видов биоадекватных электромагнитных воздействий, среди которых выделены несинхронное ЭМВ и синхронизированное с различными физиологическими ритмами человека ЭМВ.

В главе приведена структура БТС биоадекватного ЭМВ, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамическкх процессов, с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и микроциркуляции в области воздействия. Определен ряд гемодинамкческих показателей, необходимых для контроля состояния ССС на различных уровнях.

Вторая глава посвящена разработке аппаратных средств для осуществления биоадекватного ЭМВ, синхронизированного с пульсом и дыханием.

Проводится анализ структурных схем существующих аппаратов и систем ЭМТ. На основании проведенного анализа схемотехнических решений и требований, предъявляемых к аппаратуре для ЭМВ, сформулирован алгоритм расчета и оптимизации характеристик аппаратных средств биоадекватного ЭМВ. Этапы алгоритма включают в себя расчет технических характеристик рабочей части, усилителя мощности и генератора импульсов ЭМВ по заданному виду воздействия.

Задачи проведения биоадекватного ЭМВ в первую очередь приводят к необходимости формирования в рабочей части ЭМП с требуемыми амплитудно-частотными и пространственными характеристиками. В работе Морозова A.A. (1994) показано, что точность формирования импульса ЭМВ определяется линейностью характеристик усилителя мощности, поэтому для использования в аппаратных средствах могут рассматриваться только низкочастотные усилители. В качестве возможной реализации предложена схема мостового транзисторного усилителя. Однако высокие уровни выходной мощности являются причиной существенной электрической и тепловой нагрузки транзисторов выходного каскада. Чтобы обеспечить достаточный уровень надежности такой схемы, в ее состав должна быть введена быстродействующая защита выходного каскада от

5

перегрузок, а также цепь автоматического симметрирования режимов выходных транзисторов, обеспечивающая равномерное распределение тепловой нагрузки на всех плечах выходного моста (Морозов A.A., 1994).

В данной работе предложен и разработан новый блок усилителя мощности аппарата биоадекватаого ЭМВ. Основным элементом усилителя мощности выбрана интегральная микросхема мощного операционного усилителя РА04 фирмы Apex Microtechnology. Этот операционный усилитель предназначен для работы с выходным током до 20 А и мощностью до 200 Вт при габаритных размерах 59x42x19 мм. Его амплитудно-частотная (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристики имеют линейный вид в области низких частот вплоть до 20 кГц. Моделирование работы усилителя мощности при работе на индуктивную нагрузку приведено на рис.1. Передний и задний фронты импульса биоадекватного ЭМВ представляются экспоненциальными кривыми. Амплитуда индукции магнитного поля в области воздействия составляет 3,5 мТл при неоднородности не более 25%. Длительность импульса ЭМВ в несинхронном режиме может меняться в пределах от 0,08 до 1,25 с, а при синхронизированном режиме воздействия она соответствует длительности кардиоцикла с погрешностью не более 7%. За счет линейности АЧХ и ФЧХ операционного усилителя РА04 в области низких частот импульсы сложной формы могут подаваться на рабочую часть аппарата ЭМТ без искажений.

Рис. 1. Моделирование импульса биоадекватного ЭМВ на выходе усилителя мощности с операционным усилителем РА04 в среде МгсгоСар 7.0

Использование такого схемотехнического решения позволяет уменьшить габаритные размеры усилителя мощности в восемь раз по сравнению с конструкцией, реализуемой в настоящее время в серийно выпускаемых аппаратах для биоадекватаого ЭМВ.

Третья глава посвящена разработке и исследованию алгоритмов синхронизации импульсов ЭМВ с фазами дыхания и одновременно с пульсовым кровенаполнением.

В работе Лужнова П.В. (2005) было отмечено, что оказание биоадекватного ЭМВ в разные фазы дыхания имеет различную реакцию со стороны сосудистой системы. В данной диссертационной работе был проведен анализ характерных видов реовазографических сигналов при хронических заболеваниях сосудов нижних конечностей. В качестве классификации типов реографических циклов взята классификация, предложенная Мерлесвым А.А. (1997). По этой классификации выделяют артериальный и венозный типы реографических циклов. Первый характеризуется слабо выраженной диастолической волной, второй -существенно выраженной, свидетельствующей о затруднении венозного оттока.

Анализ реовазографических записей сигналов, зарегистрированных в голени у пациентов с хроническими заболеваниями сосудов нижних конечностей, показал, что преобладание артериального типа реоцшслоз характерно для пациентов с ОААНК I и ПА стадии; преобладание венозного типа реоциклов - для пациентов с ХВН. Наиболее же распространенный вид реовазографкческого сигнала у пациентов с хроническими заболеваниями сосудов нижних конечностей характеризуется периодическими изменениями типа сигнала во времени (рис.2). На фазе вдоха он имеет венозный тип, а на фазе выдоха - артериальный.

! !

X 1 1

1\ ......^ 1 1-- V« Выдох; 1 ¡к ! ...............^.....^ Вдох | ; В и ДОХ 1 11........|:

О 1 2 3 4 5 I с 6

Рис.2. Сигнал реовазограммы, зарегистрированной в области голени, с выделенными на нем фазами дыхания

В ходе исследований было экспериментально определено, что если отношение амплитуды дыхательной волны к амплитуде реовазографического сигнала больше единицы, то тип сосудистого тонуса, определяемый по сигналу РВГ, зависит от фазы дыхания. Полученные результаты исследований позволяют сформулировать гипотезу о формировании критерия эффективности применения

7

биоадекватного ЭМВ, синхронизированного с фазами дыхания. Если описанное выше условие не выполняется, осуществлять синхронизацию воздействия с фазами дыхания нецелесообразно.

Для разработки программно-алгоритмических средств синхронизации импульсов ЭМВ с дыханием были исследованы типы дыхания и их характеристики. В физиологии человека помимо нормального выделяют четыре патологических типа дыхания: Куссмауля, Биота, Чейн-Стокса, Гаспинг. В первую очередь интерес представляют первые три типа дыхания, которые могут встречаться при заболеваниях сосудов нижних конечностей. Частотный диапазон дыхания составляет от 0,2 до 0,6 Гц, а возможные соотношения длительности фазы вдоха к длительности фазы выдоха, выраженные в количестве приходящихся на каждую фазу реоциклов, следующие: 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5. Такое соотношение определяет карту дыхания, характерную для каждого пациента.

С учетом результатов проведенных исследований был разработан алгоритм синхронизации с фазами дыхания. При синхронизации импульса воздействия в режиме реального времени необходимо заранее иметь информацию о том, на какую фазу - вдоха или выдоха - будет приходиться текущий реоцикл. Поэтому разработанный алгоритм представляет собой алгоритм с предсказанием. Он состоит из двух этапов: контурного анализа сигнала (рис.3) и непосредственно определения текущей фазы дыхания в режиме on-line.

На этапе контурного анализа по сигналу реограммы, регистрируемому в области воздействия, фильтром нижних частот выделяются дыхательные волны (см. рис.3). Затем определяются точки экстремумов, соответствующие точкам

начала вдоха и выдоха, а также отсеиваются элементы подвздохов. Далее идентифицируются реоциклы, располагающиеся на вдохе и на выдохе.

На основании проведенных исследований реовазографических сигналов были установлены параметры алгоритма синхронизации. Это знаковая величина А1 изменения уровня изолинии двух последовательных реоциклов, а также максимальное изменение уровня изолинии АО и максимальная амплитуда дыхательной волны А2, определяющиеся за десятисекундный интервал времени.

В процессе разработки алгоритма с предсказанием исследовалась его работа с различной длительностью интервала анализа сигнала - от двух до пяти реоциклов. При моделировании работы алгоритма с различными типами дыхания было определено, что анализ двух предшествующих реоциклов достаточен для предсказания принадлежности текущего /-го реоцикла к фазе вдоха или к фазе выдоха. Для этого определяется отношение параметров А\ второго (А 1ц) и третьего (А 1;_г) реоцикла и их сумма в относительных единицах, определяемых по отношению к величине АО (см. рис.4).

Условие предсказания фазы дыхания для текущего реоцикла на реовазографическом сигнале в принятых обозначениях можно записать: > 0 л {Щ < рх.) д (\с12 + <р21)=> -р

¿0а(|^3|< />,,) л (У2 +й3|> р1{) => sign(d¡) - sign(d2) ' ^ 0 Л (ИзI ^ Рп)=> ) = )

1 АО

> 0 А (

< О А (¡¿2| >ри)^> ыяпЩ) Ф

'2| < рп) => = sign(d2)

А). ,

а, =

< 0 а (|в

А-,

, где

АО ' АО

а пороговые значения />ц, рп, Рг\ определяются в зависимости от карты дыхания пациента.

-0,25 -0,50 -0,75 -1,00 -1,25

! }

л I )

/

/ \С|2 1 г \

__ - — - А I

" 1 V1 ! /

X Т^-тЭ

I I I I -!-1--1 ---- I

0 1 2 3 4 5 *.С6

Рис.4. Параметры алгоритма с предсказанием по двум предшествующим реоциклам (отрезками условно обозначены периоды реоциклов)

9

На основании предложенного алгоритма было разработано программное обеспечение системы биоадекватного ЭМВ, позволяющее реализовывать несинхронный режим воздействия, осуществлять синхронизацию импульсов ЭМВ с пульсом, а также синхронизацию импульсов ЭМВ с пульсом и одновременно с различными фазами дыхания. Тестирование разработанного алгоритма проводилась на модельных сигналах и на сигналах из медицинской базы данных в режиме имитации реального времени. Результаты тестирования показали, что для реовазографических сигналов, зарегистрированных в голени у пациентов с хроническими заболеваниями сосудов нижних конечностей, число неправильно классифицированных реоциклов составляет не более 2% для случаев нормального дыхания или дыхания Биота без периодических подвздохов.

Четвертая глава содержит результаты исследований реакции ССС на биоадекватное ЭМВ, которые проводились на базе городской клинической больницы №1 им. Н.И. Пирогова (г.Москва). В отличие от предшествующих работ, в данной работе рассматривались три вида заболеваний: ОААНК1ГБ стадии и выше (Савельев B.C., 2002), ХВН, диабетические микроаншопатии и нейропатии при СД II типа. Следует отметить, что для всех этих видов хронических заболеваний сосудов нижних конечностей при высокой степени тяжести заболевания характерно сочетаняое проявление патологий различных отделов сосудистого русла, что делает необходимым диагностику различных отделов ССС (см. рис.5) для достоверной оценки эффективности биоадекватного ЭМВ.

Артерии

КОНЕЧНОСТЬ Артериолы

Вены

Венулы

Рис.5. Схема измерений диагностических показателей состояния различных отделов сосудистого русла

Для наиболее полной оценки состояния различных отделов ССС в курсе биоадекватного ЭМВ регистрировались следующие параметры кровеносной системы: системное артериальное давление, артериальное давление в конечности,

венозное давление в конечности, показатель артериовенозного шунтирования, минутный объем крови в голени, показатели артериального, венулярного и капиллярного кровотока, показатель артериоло-венулярного шунтирования. Для этого в исследованиях использовались методы реовазографин (РВГ), окклюзионной плетизмографии (ОП), лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) и высокочастотный метод ультразвуковой доплерографии (УЗДГ), представленные на рис.5 в виде упрощенной схемы БТС. В анамнезе проводились опросы субъективных ощущений пациента по стандартным балловым опросникам для больных СД II типа и больных атеросклерозом, а также определение количества безболевых шагов для больных атеросклерозом.

В ходе работы определено множество информативных диагностических показателей. Рассматривалось 16 диагностических показателей, для которых был проведен последовательный статистический анализ Вальда. В результате расчетов было установлено, что наибольшей информативностью обладают следующие показатели: скорость мякракровотока (V, см/с), объем микрокровотока (Q, мл), показатель артериоло-венулярного шунтирования (ПШ) (Крупаткин А.И., 2005), минутный объем крови (МОК, мл), преобладающий тип сосудисгого тонуса (ТСТ) (Лужнов П.В., 2005), показатель количества переходов между типами сосудистого тонуса (КП, ед./мин). На основании проведенных исследований установлено, что улучшение зтах показателей микроциркуляции и регионарной гемодинамики является критерием эффективности (Л'эфф) проводимых процедур биоадекватного ЭМВ и соответствует улучшению субъективных ощущений пациента, в частности, снижению показателей нейропатий и увеличению числа безболевых шагов. В логическом виде эти условия можно представить следующим образом:

^эфф — -^рег Л я где

Kver = ((МОК,- - МОК,) > 0) л ((КП, - КП,) < 0) Л (ТСТ/ -> нормотонический),

&шро= № - О,) > 0) А ((ПШ, - ПШ,) < 0) л (((Г, - Г}) > 0) А (Г, <2,6)) j

индекс / обозначает текущее измерение, а индекс j - предыдущее, относительно которого происходит оценка эффективности.

Виды биоадекватного ЭМВ, рассматривающиеся в данной работе, представлены в таблице 1. Первые три вида приводятся из методических указаний к применению аппарата ЭМТ "Каскад", четвертый вид (синхронное воздействие) -из методических указаний к применению аппарата ЭМТ "Каскад-Синхро". Пятый вид биоадекватного ЭМВ был предложен в данной работе на основе анализа нарушений гемодинамики, происходящих при хронических заболеваниях сосудов нижних конечностей.

В случае сочетанной патологии (как у пациентов с диабетическими микроангиопатиями) необходимо оказывать в течение одного терапевтического сеанса комплексное воздействие на различные отделы сосудистого русла. Предлагаемый новый вид биоадекватного ЭМВ заключается в следующей последовательности включения режимов на протяжении одного сеанса ЭМВ. Сначала включается венозный режим в течение 10 минут, затем - синхронный режим в течение 10-20 минут, затем (в случае отека конечностей) может снова включаться венозный режим на 5-10 минут. Данный вид биоадекватного ЭМВ позволяет оказывать воздействие вначале сеанса на венозный отток, а затем на артериальный приток, что создает благоприятные условия к улучшению микроциркуляции в сегменте конечности.

Таблица 1.

Виды биоадекватного электромагнитного воздействия

te Название Временная диаграмма Частота импульсов ЭМВ Показания к применению

1 Режим артериальной дилатации I №1 | 0.8... 1.2 Гц ОААНК к стадиях НА и МБ; тромбофлебит

20 мин

г Режим улучшения венозного оттока 2,5 Гц варикоэ; посиромбофлебический синдром; гипертония

1 №2 !

30-45 MW

3 Дробный | N=1 11 №2 | | №1 | согласно временной диаграмм« пстенциирование эффекта артериальной дрпатации

10 мин 5 мин 10 МИН

4 Синхронный I NS4 I синхронно с пульсовым кровенаполнением в конечности ОААНК в стадиях 11АИ11Б

20-30 мин

5 Смешанный | №2 11 №4 11 NS2 | согласно временной диаграмме ОААНК ш стадии НБ и выше; диабетические микроенгиопатии

10 мин 10-20 мин 5-Ю мин

В группы исследований были включены пациенты с СД II типа, а также с ОААНК НА, ИБ и III стадии. Группы были сформированы из больных мужского и женского пола старше 55 лет. Всего за время исследования было проведено 93 курса биоадекватного ЭМВ, из них 28 повторных. Параметры осуществляемых биоадекватных ЭМВ приведены в таблице 1. В ходе исследований из каждой группы пациентов были сформированы подгруппы в зависимости от вида оказываемого воздействия, которые приведены в таблице 2. Группы пациентов обозначены следующим образом: группа №1 - пациенты с микроангиопатиями и нейропатиями при СД II типа, группа №2 - пациенты с ОААНК НА стадии, группа №3 - пациенты с ОААНК ИБ стадии, группа №4 - пациенты с ХВН, группа пациенты с ОААНК III стадии. На основании результатов проведенных исследований, обобщенных в таблице 2, становится возможным сформулировать критерий назначения вида биоадекватного ЭМВ при рассматриваемых нарушениях кровообращения нижних конечностей.

Таблица 2.

Оценка критерия эффективности при различных видах биоадекватного электромагнитного воздействия

Название Nfl группы Кол-ео курсов ЭМВ Кол-во Показатели К эфф

режима ЭМВ МОКч тстч КПч К per VH он ЛШЧ Кыугро

1 4 41 0 0 1 0 0 0 1 0 0

Синхронный г 8 80 1 1 1 1 1 1 1 1 1

э 5 47 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Улучшения венозного 1 3 30 1 0 1 1 0 0 0

оттока 4 7 70 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 5 47 1 1 1 1 о 0 0 0

Дробный 2 53 1 1 (1 1 1 0 0 0

3 9 90 1 1 0 1 1 0 0 0

5 6 60 1 1 1 1 0 0 0 0

1 13 129 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Смешанный 7 6 60 0 0 0 1 0 0

3 12 118 1 1 1 1 1 1 1 1 1

5 6 58 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Уменьшение коэффициента шунтирования при возрастании скорости микрокровотока в пределах нормальных значений на фоне улучшения параметров регионарной гемодинамики происходит у пациентов с ОААНК IIA стадии в случае синхронного вида биоадекватного ЭМВ, а у пациентов с ОААНК ИБ стадии в случае синхронного и смешанного воздействия. При увеличении стадии ОААНК наиболее эффективен смешанный вид воздействия, поскольку в этом случае речь идет уже о сочетанной патологии кровообращения нижних конечностей. Таким образом, наиболее эффективным видом воздействия, оцениваемым по параметрам регионарной гемодинамики к микроциркуляции, для пациентов с ОААНК ILA стадии является синхронный вид биоадекватного ЭМВ; для пациентов с ОААНК IIB стадии и выше, а также для пациентов с микроангиопатиями и нейропатиями при СД II типа, - смешанный вид биоадскваткого ЭМВ (см. таблицу 2). Выбранные таким образом режимы позволяют влиять на наиболее пораженные участки сосудистого русла, стабилизировать параметры регионарной гемодинамики и снижать показатели шунтирования капиллярного русла, что определяет улучшение трофики ишемизированных тканей конечности.

При проведении исследований было отмечено, что после превышения скорости микрокровотока значения 2,6 см/с наблюдается возникновение шунтирующего кровотока в нижних конечностях с последующим снижением показателя скорости микрокровотока ниже нормы. При продолжении курса биоадекватного ЭМВ после увеличения скорости микрокровотока более 2,6 см/'с у пациента в курсе терапии отмечается уменьшение скорости и объема микроциркуляции. Таким образом, достижение показателя скорости микрокровотока значения 2,6 см/с является одним из параметров диагностического критерия окончания курса терапии. Остальные параметры этого хритерия

формируются с учетом физиологических диапазонов для нормального функционирования ССС по каждому из показателей, участвующему в формализации критерия. Совокупность всех условий критерия выражается следующими зависимостями:

КП; < 8;

ТСТ,- - нормотонический; ] ПШ; < 0,5; Vi е (1,5...2,6).

v

При использовании этого критерия становится возможным сформулировать условия окончания курса биоадекватного ЭМВ. Если условия критерия не выполняются, проводится курс из десяти сеансов биоадекватного ЭМВ, Если результаты проведенной в курсе терапии диагностики удовлетворяют всем условиям критерия, то проведение сеансов биоадекватного ЭМВ прекращают. В том случае, если скорость микрокровотока достигает значения 2,6 см/с, курс биоадекватного ЭМВ завершают на текущем сеансе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

При решении поставленных задач получены следующие новые научные результаты:

1. Разработана БТС биоадекватного ЭМВ, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамических процессов, с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

2. Разработан алгоритм синхронизации ЭМВ с пульсовым кровенаполнением и фазами дыхания, основанный на предсказании положения текущего реоцикла на реовазографическом сигнале по положению двух предыдущих реоциклов относительно фазы дыхания.

3. На основании исследования эффективности ЭМВ у пациентов с сочетанными заболеваниями сосудов нижних конечностей разработан и апробирован новый вид биоадекватного ЭМВ, заключающийся в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в пораженной конечности.

4. На основании исследований групп пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями установлен и апробирован критерий оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

5. Разработан алгоритм расчета и оптимизации характеристик аппаратных средств биоадекватного ЭМВ.

6. Разработаны программно-алгоритмические средства компьютерной системы, позволяющие производить синхронизированное с пульсовым кровенаполнением и в различные фазы дыхания электромагнитное воздействие.

7. Совместно с врачами хирургического отделения ГКБ№1 им.Н.И.Пирогова разработаны методические аспекты биосинхронизированной ЭМТ пациентов с ОААНК НА стадии и выше, а также пациентов с микроангиопатиямк и нейропатпями при сахарном диабете 11 типа, включающие в себя критерий назначения вида воздействия и критерий окончания курса биоадекватного ЭМВ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамкина Л.А. Разработка графического анализа вариабельности сердечного ритма // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2004. - №10. - С.44-49.

2. Мокиторирование параметров гемодинамики в течение курса биоадекватной электромагнитной терапии / Г1.В.Лужнов, Л.А.Шамкина, С.И.Щукин и др. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2006. -№10. - С.51-55.

3. Особенности количественной оценки эффективности биоадекватных электромагнитных воздействий / П.В.Лужнов, Д.С.Рыженко, Л.А.Шамкина и др. // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. VIIIМНТК. - М., 2006. -С. 17-18.

4. Лужнов П.В., Шамкина Л.А., Астапенко Е.М. Анализ дыхательных волн на реографическом сигнале при оценке эффективности терапии // Измерительные и информационные технологии на страже здоровья. МЕТРОМЕД-2007: Труды МНК. -СПб., 2007.-С.124.

5. Лужнов П.В., Шамкина Л.А., Щукин С.й. Разработка интерфейса мультирежимной компьютерной системы для создания биоадекватных электромагнитных воздействий // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. IX МНТК. - М„ 2007. - С.26-27.

6. Luzhnov P.V., Shamkina L.A., Astapenko Е.М. Features of brain hemodynamics research at the multichannel reoencephalography and electroencephalography // Proceedings of the 3th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. -Erlangen (Germany), 2007. - P.198-201.

7. Luzhnov P.V., Schookin S.I., Shamkina L.A. New biofeedback technology for electromagnetic therapy of vascular diseases 11 Proceedings of the 4th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. - Moscow, 2008. - P.299-304.

8. Использование параметров медленных колебаний гемодинамики при диагностике сосудов нижних конечностей / П.ВЛужнов, Е.А.Алексеева, Л-А.Шамкина, С.И.Щукин // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. X МНТК. - М., 2008. - С.144-146.

9. Лужнов П.В., Астапенко Е.М., Шамкина Л.А. Особенности измерения артериального и венозного регионарного давления при оценке эффективности терапии // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2008. - №10. - С.21-26.

10. Использование параметров микрогемодинамики в оценке эффективности биоадекватного электромагнитного воздействия у пациентов с хроническими заболеваниями сосудов нижних конечностей / П.В.Лужнов, Л.А.Шамкина, С.И.Щукин и др. //Биомедицинская радиоэлектроника. -2008. -№10. - С. 14-20.

11. Лужнов П.В., Астапенко Е.М, Шамкина Л.А. Измерение артериального давления при оценке состояния сосудов нижних конечностей // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. X МНТК. - М., 2008, -С.30-31.

12. Исследование информативности гсмодинамических показателей при биоадекватном электромагнитном воздействии у больных с диабетическими мккроангиопатиями /П.В.Лужнов, Л.А.Шамкина, В.М.Кошкин и др. //Регионарная гемодинамика и микроциркуляция: Тез.дою!. IV МНК. - М„ 2009 - С.127-128.

Шамкина Людмила Андреевна

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 17.06.2009 г. Формат 60x90,1/16. Объем 1.0 пл. Тираж 100 экз. Заказ №701

Отпечатано в ООО "Фирма Блок" 107140, г. Москва, ул. Краснопрудная, вл.13. т. (499) 264-30-73 www.firmablok.ru

Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций.

ВВЕДЕНИЕ.

1. БИОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ

БИОАДЕКВАТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

1.1. Биоэлектрические параметры тканей конечностей человека.

1.2. Виды биоадекватных электромагнитных воздействий.

1.3. Использование показателей гемодинамики при оценке эффективности биоадекватного ЭМВ.

1.4. Методы диагностики состояния периферической гемодинамики.

1.4.1. Методы, основанные на измерении механических перемещений сосудов.

1.4.2. Методы, основанные на измерении оптических характеристик тканей.

1.4.3. Методы, основанные на измерении электрических характеристик тканей.

1.4.4. Методы, основанные на измерении акустических характеристик тканей.

1.4.5. Методы, основанные на измерении теплофизических характеристик тканей.

1.4.6. Методы, основанные на измерении метаболических характеристик тканей.

1.5. Методы оценки эффективности биоадекватного ЭМВ.

1.5.1. Сравнение методов исследования ССС.

1.5.2. Метод реовазографии.

1.5.3. Метод исследования сигнала реовазограммы на фазовой плоскости.

1.5.4. Методы исследования реовазограммы в различные фазы дыхания.

1.6. Формирование БТС биоадекватного ЭМВ с возможностью анализа параметров регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

1.7. Выводы к главе.

2. РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ

БИОАДЕКВАТНОГО ЭМВ.

2.1. Разработка структурной схемы воздействующей части системы биоадекватного ЭМВ.

2.1.1. Анализ существующих структурных схем аппаратов и систем ЭМТ.

2.1.2. Синтез обобщенной структурной схемы системы биоадекватного ЭМВ.

2.2. Формирование требований к воздействующей части системы биоадекватного ЭМВ.

2.3. Разработка усилителя мощности.

2.3.1. Анализ схемотехнических решений усилителей мощности существующих аппаратов и систем ЭМВ.

2.3.2. Усилитель мощности на интегральной микросхеме.

2.4. Разработка блока формирования импульса ЭМВ.

2.5. Исследования неоднородности ЭМП в рабочей части системы.

2.5.1. Распределение магнитной компоненты ЭМП в рабочей части.

2.5.2. Экспериментальное исследование распределения магнитного поля.

2.6. Расчет конструкции рабочей части системы биоадекватного

2.7. Основные элементы методики проектирования аппаратов и систем биоадекватного ЭМВ.

2.8. Выводы к главе.

3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ СИНХРОНИЗАЦИИ

БИОАДЕКВАТНОГО ЭМВ С ФАЗАМИ ДЫХАНИЯ.

3.1. Анализ способов формирования биосинхронизированного ЭМВ с учетом процесса дыхания.

3.2. Анализ физиологической связи параметров дыхания и кровообращения.

3.3. Виды дыхания.

3.4. Исследование проявления процессов дыхания на сигнале реовазограммы.

3.5. Исследования типов дыхания у различных групп пациентов.

3.6. Моделирование различных типов дыхания.

3.7. Разработка алгоритма синхронизации ЭМВ с дыханием и пульсовым кровенаполнением.

3.8. Выводы к главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОАДЕКВАТНОГО

ЭМВ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ СОСУДОВ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ.

4.1. Анализ степени тяжести хронических заболеваний сосудов нижних конечностей.

4.2. Уточнение параметров разрабатываемой БТС.

4.3. Методы и средства диагностики в проводимых исследованиях.

4.4. Схема проведения исследований эффективности биоадекватного ЭМВ.

4.5. Оценка информативности диагностических показателей.

4.6. Оценка эффективности биоадекватного ЭМВ у пациентов с СД

II типа.

4.7. Оценка эффективности биоадекватного ЭМВ у пациентов с ОААНК.

4.8. Критерий окончания курса биоадекватного ЭМВ.

4.9. Выводы к главе.

ОБЩИЕ ВЫВ ОДЫ.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения, летальность при заболеваниях сердечно-сосудистой системы составляет от 28% до 55%. В связи с широким распространением хронических заболеваний сосудов нижних конечностей, прогрессирующим течением и высоким процентом инвалидизации лиц трудоспособного возраста, проблемы диагностики, лечения и реабилитации больных с данными патологиями являются весьма актуальными и имеющими важное социальное значение. Наиболее значимой задачей при лечении хронических заболеваний сосудов является восстановление микроциркуляторного кровотока, который обуславливает конечные метаболические реакции в периферических органах и тканях. Известно, что биоадекватное электромагнитное воздействие улучшает показатели периферической гемодинамики [82, 83, 31]. Однако в настоящий момент нет достоверных мониторных неинвазивных методов и диагностических алгоритмов, способных количественно оценивать состояние микроциркуляторного русла при оказании сосудистой терапии для широкого круга заболеваний с тем, чтобы производить оценку эффективности и подбирать параметры ЭМВ индивидуально для каждого пациента непосредственно в процессе воздействия.

Актуальной научной и технической задачей в этой связи является создание аппаратов и систем биоадекватной электромагнитной терапии, нацеленных на лечение хронических заболеваний сосудов нижних конечностей, с возможностью оценки параметров различных отделов сосудистой системы для определения наиболее эффективных режимов воздействия.

Данная работа является продолжением исследований, направленных на разработку, исследование и внедрение в клиническую практику аппаратно-программных средств биоадекватной электромагнитной терапии заболеваний кровообращения. В настоящей работе представлено направление индивидуально-оптимальной биоадекватной электромагнитной терапии, отраженное в трудах научной школы МГТУ им. Н.Э.Баумана: Лощилов В.И.,1982; Герцик Г.Я.,1982; Щукин С.И.,1984; Краснов С.В.,1988; Воробьев А.Г.,1989; Семикин Г.И.,1990;

Морозов А.А.Д994; Зубенко В.Г.,1995; Беляев К.Р.Д996; Мерлеев А.А.,1997; Кастров А.Ю.,2003; Лужнов П.В.,2005 [38, 15, 102, 36, 14, 82, 60, 20, 8, 54, 31, 41].

Цель и задачи диссертации.

Целью диссертационной работы является разработка биотехнической системы биоадекватного электромагнитного воздействия, синхронизированного с пульсом и дыханием, а также возможностью оценки эффективности воздействия по показателям микроциркуляции.

Задачами работы являются:

Формирование биотехнической системы биоадекватного электромагнитного воздействия с возможностью анализа параметров регионарной гемодинамики и микроциркуляции для оценки эффективности сеансов терапии.

Разработка и создание аппаратных и программно-алгоритмических средств компьютерной системы биоадекватного электромагнитного воздействия, синхронизированного с фазами дыхания и одновременно с пульсовым кровенаполнением.

Исследование алгоритмов и разработка программно-методического обеспечения электромагнитного воздействия, синхронизированного с различными фазами дыхания.

Разработка методических аспектов биоадекватного электромагнитного воздействия для пациентов с хронической венозной недостаточностью, облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей IIA стадии и выше, микроангиопатиями при сахарном диабете II типа, а также для случаев сочетанных заболеваний.

Медико-биологические исследования эффективности разработанных программно-алгоритмических и методических средств.

Научная новизна.

При решении поставленных задач получены следующие новые научные результаты.

Разработан алгоритм синхронизации ЭМВ с пульсовым кровенаполнением и фазами дыхания, основанный на предсказании положения текущего реоцикла на реовазографическом сигнале по положению двух предыдущих реоциклов относительно фазы дыхания.

На основании исследования эффективности ЭМВ у пациентов с сочетанными заболеваниями сосудов нижних конечностей разработан и апробирован новый вид биоадекватного ЭМВ, заключающийся в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в пораженной конечности.

На основании исследований групп пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями установлен и апробирован критерий оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

Совместно с врачами хирургического отделения ГКБ№1 им.Н.И.Пирогова разработаны методические аспекты биосинхронизированной ЭМТ пациентов с ОААНК IIA стадии и выше, а также пациентов с микроангиопатиями и нейропатиями при сахарном диабете II типа, включающие в себя критерий назначения вида воздействия и критерий окончания курса биоадекватного ЭМВ.

Практическая значимость.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке программно-аппаратных средств компьютерной системы для биоадекватного ЭМВ с оценкой эффективности по показателям регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

Разработана структура компьютерной системы биоадекватного ЭМВ, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамических процессов, с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

Разработан алгоритм расчета и оптимизации характеристик аппаратных средств биоадекватного ЭМВ.

Разработаны программно-алгоритмические средства компьютерной системы, позволяющие производить синхронизированное с пульсовым кровенаполнением и в различные фазы дыхания электромагнитное воздействие.

Результаты диссертационной работы рекомендованы к внедрению в практику флебологического консультативно-диагностического отделения ГКБ №1 им.Н.И.Пирогова г.Москвы, хирургического отделения №3 ГКБ№1 им.Н.И.Пирогова г.Москвы, МЛПУ "Больница восстановительного лечения" г.Смоленска, проблемной научно-исследовательской лаборатории по проблемам ангиологии, анестезиологии и реаниматологии РГМУ, а также в учебный процесс факультета "Биомедицинская техника" МГТУ им. Н.Э.Баумана.

В рамках данной работы было выполнено три НИР на факультете "Биомедицинская техника" МГТУ им.Н.Э.Баумана. Результаты проведенных работ были реализованы при разработке стенда для создания управляемого по параметрам организма электромагнитного воздействия с обратной связью по параметрам гемодинамики в рамках реализации приоритетного национального проекта "Образование" в МГТУ им.Н.Э.Баумана в 2006 - 2007 годах.

Положения, выносимые на защиту.

Структура БТС биоадекватного ЭМВ с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

Алгоритм синхронизации импульсов ЭМВ с фазами дыхания, осуществляемой в режиме реального времени при анализе реовазографического сигнала.

Параметры нового вида биоадекватного ЭМВ, заключающегося в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в конечности.

Критерий для оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микроциркуляции, для пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями.

Апробация работы и публикации.

Апробация работы проведена на научном семинаре факультета "Биомедицинская техника" МГТУ им. Н.Э.Баумана. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научных конференциях: "Медико-технические технологии на страже здоровья" в 2006-2008 годах, "Российско-Баварская конференция по биомедицинской инженерии" в 2006 году (г.Москва) и 2008 году (г.Зеленоград), "Регионарная гемодинамика и микроциркуляция" в 2005 году (г.Санкт-Петербург), симпозиуме "Регионарная гемодинамика и микроциркуляция" в 2009 году (г.Москва).

По теме диссертации опубликованы 18 научных работ в виде статей и тезисов докладов международных научных конференций, из них пять - в списках рекомендованных ВАК [49, 50, 58, 43, 25] и 13 работ - в других научных изданиях [67, 51, 45, 44, 69, 65, 52, 53, 105, 104, 24, 42, 26].

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. В приложения включены результаты расчетов, моделирования, экспериментальных исследований, а также сведения справочно-сопроводительного характера.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Разработана БТС биоадекватного ЭМВ, включающая непрерывную обратную связь по параметрам гемодинамических процессов, с возможностью анализа показателей регионарной гемодинамики и показателей микроциркуляции в области воздействия.

Разработан алгоритм синхронизации ЭМВ с пульсовым кровенаполнением и фазами дыхания, основанный на предсказании положения текущего реоцикла на реовазографическом сигнале по положению двух предыдущих реоциклов относительно фазы дыхания.

На основании исследования эффективности ЭМВ у пациентов с сочетанными заболеваниями сосудов нижних конечностей разработан и апробирован новый вид биоадекватного ЭМВ, заключающийся в последовательном улучшении сначала венозного оттока, а затем артериального притока крови в пораженной конечности.

На основании исследований групп пациентов с ХВН, ОААНК и с диабетическими микроангиопатиями установлен и апробирован критерий оценки эффективности биоадекватного ЭМВ, учитывающий показатели регионарной гемодинамики и микроциркуляции.

Разработан алгоритм расчета и оптимизации характеристик аппаратных средств биоадекватного ЭМВ.

Разработаны программно-алгоритмические средства компьютерной системы, позволяющие производить синхронизированное с пульсовым кровенаполнением и в различные фазы дыхания электромагнитное воздействие.

Совместно с врачами хирургического отделения ГКБ№1 им.Н.И.Пирогова разработаны методические аспекты биосинхронизированной ЭМТ пациентов с ОААНК IIA стадии и выше, а также пациентов с микроангиопатиями и нейропатиями при сахарном диабете II типа, включающие в себя критерий назначения вида воздействия и критерий окончания курса биоадекватного ЭМВ.

1. Алексеев П.П. Методы диагностики заболеваний сосудов конечностей. — М.: Медицина, 1971. 187с.

2. Алиевский Б.Л., Октябрьский A.M., Орлов B.JT. Расчет параметров магнитных полей осесимметричных катушек: Справочник. М.: МАИ, 1999. - 320с.

3. Анохин П.К. Общие принципы защитных приспособлений организма // Вестник АМН СССР. 1962. - №4. - С. 16-24.

4. Баев Е.Ф., Фоменко JI.A., Цымбалюк B.C. Индуктивные элементы с ферромагнитными сердечниками. М.: Советское радио, 1976. -320с.

5. Баньков В.И., Макарова Н.П., Николаев Э.К. Низкочастотные импульсные сложномодулированные электромагнитные поля в медицине и биологии. — Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 1992. 100с.

6. Белов П.В., Цветков А.А. Измерение объёмного кровотока конечностей методом тетраполярной реоплетизмографии // Кровообращение. 1986. — Т. 19, №6. - С.56-58.

7. Белопольский И. И., Пикалова Л.Г. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 272с.

8. Беляев К.Р. Биотехническая система для диагностики и биосинхронизированной электромагнитной терапии сердечно-сосудистой системы: Дисс. канД- техн. наук.-М., 1996.- 149с.

9. Беляев К.Р., Кузьминых Н.Ю. Методы выделения дыхательного паттерна в системах неинвазивного мониторинга параметров центральной гемодинамики //Биомедицинская радиоэлектроника. 1999. - №3. - С.33-45.

10. Ю.Бинс К, Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей: Пер. с англ. М.: Энергия, 1970. - 376с.

11. П.Боровиков A.M. Электромагнитная стимуляция регионарной гемодинамики //Боровиков A.M., Богов А. А., Краснов С.В. Актуальные вопросы специализированной медицинской помощи. М., 1988. - С.363-364.

12. Вейн A.M., Соловьева А.Д., Колосова О.А. Вегетососудистая дистония. — JS/1.: Медицина, 1981.- 180с.

13. Викторов В .А., Малюков Ю.В. Основы разработки аппаратуры для магнитотерапии и аппараты системы «Полюс» // Медицинская техника. 1994. -№4. - С.26-32.

14. Воробьев А.Г. Разработка аппарата для биосинхронизированной электромагнитной терапии и технологии его применения при облитерирующих заболеваниях артерий нижних конечностей: Дисс. канд. техн. наук. М., 1989. -216с.

15. Герцик Г.Я. Разработка технологии и оборудования электромагнитной обработки кровеносных сосудов для ультразвуковой эндартерэктомии: Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 1982. - 16с.

16. Гирина М.Б., Морозова Е.А. Перспективы развития ультразвуковой высокочастотной доплеровской флоуметрии // Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике: Мат. 5 МНПК. -СПб., 2005. С.42-49.

17. П.Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. М.: Энергия, 1984. -488с.

18. Гуревич М.И. Импедансная реоплетизмография. Киев: Наукова думка, 1982. -176с.

19. Иванов Л.Б., Макаров В.А. Лекции по клинической реографии. М.: Антидор, 2000.-320с.

20. Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы /Под ред. Т.С. Виноградовой. М.: Медицина, 1986. - 416с.

21. Использование параметров медленных колебаний гемодинамики при диагностике сосудов нижних конечностей/ П.В .Лужнов, С.И.Щукин, Е.А.Алексеева, Л.А.Шамкина // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. X МНТК. М., 2008. - С. 144-146.

22. Исследование микроциркуляции при хронической венозной недостаточности нижних конечностей. Усовершенствованные медицинские технологии / Под ред. B.C. Савельева. М.: РГМУ, 2006. - 23с.

23. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры / Под РеД-Г.С.Найвлета. М.: Радио и связь, 1985. - 576с.

24. Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей. М.: Наука, 1964. -348с.

25. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / Под РеД-А.Л.Барановского. М.: Радио и связь, 1993. - 248с.

26. Кастров А.Ю., Лужнов П.В., Родионов Р.В. Вопросы ритмики сосудистого тонуса в задачах оценки эффективности терапевтических воздействий //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2002. - №9. - С.31 -3 5.

27. Классификация тяжести хронической артериальной недостаточности нижних конечностей / Под ред. B.C. Савельева. М.: РГМУ, 2002. - Юс.

28. Клиническая реография /Под ред. В.Г.Шершнева. Киев:«Здоров'я», 1977. -168с.

29. Краснов С.В. Разработка аппарата и технологии электромагнитной обработки в клинике микрохирургии: Дисс. канд. техн. наук. М., 1988. - 221с.

30. Лазерная доплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: Руководство для врачей / Под. ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова. М.: Медицина, 2005. -256с.

31. Лощилов В.И., Волков М.В., Щукин С.И. Электрическое поле костной ткани //Доклады АН СССР. 1984. - Т.274, №5. - С.1221-1225.

32. Лощилов В.И., Щукин С.И. Принципы анализа и синтеза биотехнических систем. М.:МВТУ, 1987. - 68с.

33. Лощилов В.И., Щукин С.И., Краснов С.В. Пьезоэлектретное состояние костной ткани //Доклады АН СССР. 1988. - Т.303, №2. - С.503-507.

34. Лужнов П.В. Разработка компьютерной системы для биосинхронизированного электромагнитного воздействия: Дис. канд. техн. наук. -М., 2005. 135с.

35. Лужнов П.В., Астапенко Е.М, Шамкина Л.А. Измерение артериального давления при оценке состояния сосудов нижних конечностей// Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. X МНТК. М., 2008. -С.30-31.

36. Лужнов П.В., Астапенко Е.М., Шамкина Л.А. Особенности измерения артериального и венозного регионарного давления при оценке эффективности терапии // Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. - №10. - С.21-26.

37. Лужнов П.В., Майстров А.И. Шамкина Л.А. Методика графического анализа вариабельности сердечного ритма // Образование через науку: Тез. докл. МК. -М., 2005. С.340-341.

38. Лужнов П.В., Морозов А.А. Разработка аппаратно-программных средств системы биоадекватного электромагнитного воздействия //Биомедицинская радиоэлектроника. -2000. -№9. С.14-19.

39. Лужнов П.В., Морозов А.А., Светашев М.Г. Анализ методов синхронизации электромагнитного воздействия с фазами пульсового кровенаполнения //Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. I МНТК. М., 1999. - С.20-22.

40. Лужнов П.В., Морозов А.А., Щукин С.И. Программно-алгоритмические средства системы биосинхронизированного ЭМВ //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2002. - №9. - С.42-48.

41. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамкина Л.А. Разработка графического анализа вариабельности сердечного ритма // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2004. - №10. - С.44-49.

42. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамкина Л.А. Разработка метода анализа вариабельности сердечного ритма при психофизиологических пробах для детекции эмоционально-значимых стимулов // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. - №10. - С.49-56.

43. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамкина Л.А. Разработка метода для анализа вариабельности сердечного ритма при различных видах ритма сердца //Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. VI МНТК. М., 2004. -С.15-16.

44. Лужнов П.В., Шамкина Л.А., Астапенко Е.М. Анализ дыхательных волн на реографическом сигнале при оценке эффективности терапии // Измерительные и информационные технологии на страже здоровья. МЕТРОМЕД-2007: Труды МНК. СПб., 2007. - С. 124.

45. Лужнов П.В., Шамкина Л. А., Щукин С.И. Разработка интерфейса мультирежимной компьютерной системы для создания биоадекватных электромагнитных воздействий // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. IX МНТК. М., 2007. - С.26-27.

46. Мерлеев А. А. Биотехническая система для неинвазивных исследований сосудистого русла конечностей при проведении физио- и фармакотерапии: Автореф. дис. канд.техн.наук. -М., 1999. 16с.

47. Методические рекомендации по применению электромагнитного аппарата "Каскад". М.: НИИ РЛ МГТУ, 1992. - Юс.

48. Методические рекомендации по применению электромагнитного аппарата "Каскад-Синхро". М.: НИИ РЛ МГТУ, 1992. - 14с.

49. Мисюк Н.С. Диагностические алгоритмы. Минск: Высшая школа, 1970. — 233с.

50. Мониторирование параметров гемодинамики в течение курса биоадекватной электромагнитной терапии / П.В.Лужнов, Л.А.Шамкина, С.И.Щукин и др. //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2006. -№10. - С.51-55.

51. Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. СПб., 2000. -256с.

52. Морозов А.А. Разработка компьютерной системы индивидуально-оптимальной электромагнитной терапии : Дисс. канд. техн. наук. М., 1994. - 164с.

53. Морозов Д.Ю. Разработка реокардиографической системы для дистанционного мониторинга параметров центральной гемодинамики: Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 2003. - 16с.

54. Наставшева О.Д. Регионарная макро- и микрогемодинамика при хронической венозной недостаточности нижних конечностей: Автореф. дис. канд. мед. наук. -М., 2006.-26с.

55. Науменко А.И., Скотников В.В. Основы электроплетизмографии. Л.: Медицина, 1975. - 215с.

56. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 192с.

57. Оценка индивидуальных нагрузок при дистракционно-массажной терапии заболеваний опорно-двигательной системы / Г.А.Мысина, П.В.Лужнов, М.Н.Симоненко, Л.А.Шамкина // Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. V МНТК. М., 2003. - С. 146.

58. Палеев Н.Р., Каевицер И.М. Атлас гемодинамических исследований в клинике внутренних болезней (бескровные методы). М.: Медицина, 1975. - 239с.

59. Паркинсон Д., Малхолл Б. Получение сильных магнитных полей: Пер.с англ. -М.: Атомиздат, 1971. 200с.

60. Полищук В.И., Терехова Л.Г. Техника и методика реографии и реоплетизмографии. М.: Медицина, 1983. - 176с.

61. Попечителев Е.П. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника. М.: Высшая школа, 2002. - 470с.

62. Прессман А.П., Прессман Л.П. Нарушения центральной нервной регуляции при сердечно-сосудистых заболеваниях. -М.: Медицина, 1968. 131с.

63. Рабкин Л.И., Новикова З.И. Катушки индуктивности на ферритовых сердечниках. Л.: Энергия, 1972. - 142с.

64. Райгородский Ю.М., Семенов К.В. Применение искусственных магнитных полей в экспериментальной и клинической медицине: приборы и устройства для магнитотерапии. М.: ЦНИИ «Электроника», 1989. - 61с.

65. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания /АН.Горский, Ю.С. Русин, Н.Р. Иванов, Л.А. Сергеева. М.: Радио и связь, 1988- 176с.

66. Ронкин М.А., Иванов Л.Б. Реография в клинической практике. Москва: МБН, 1997.-403с.

67. Савельев B.C., Кошкин В.М. Критическая ишемия нижних конечностей. М.: Медицина, 1997. - 160с.

68. Саркисян Л.А. Аналитические методы расчета стационарных магнитных полей. -М.: Энергоатомиздат, 1993. 288с.

69. Светашев М.Г. Аппаратное обеспечение импедансных реокардиомониторных систем: Дисс. канд. техн. наук. М., 1999. - 117с.

70. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 2001.-324с.

71. Семикин Г.И. Бесконтактная биоадекватная электромагнитная стимуляция репаративной регенерации костной ткани у детей: Автореферат дисс. канд. мед. наук. М., 1990. - 25с.

72. Сидоренко Г.И. Реография. Импедансная плетизмография. Минск: «Беларусь», 1978.-160с.

73. Системы комплексной электромагнитотерапии / Под ред. А.М.Беркутова. М., 2000.-376с.

74. Соколова И.В., Ронкин М.А., Максименко И.М. Основы пульсовой гемодинамики. М.: Самшит-издат, 2007. - 172с.

75. Сочнев А.Я. Расчет напряженности поля прямым методом. — Л.: Энергоатомиздат, 1984.- 11с.

76. Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю. В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Л.:Энергоатомиздат, 1988. - 728с.

77. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. -М.: Мир, 1982. 512с.

78. Тозони О.В. Математические модели для расчета электрических и магнитных полей. Киев: Наукова думка, 1964. - 304с.

79. Тозони О.В., Маергойз И.Д. Расчет трехмерных электромагнитных полей. -Киев: Технжа, 1974. 352с.

80. Толмасский И.С. Металлы и сплавы для магнитных сердечников. М.: Металлургия, 1971. - 190с.

81. Физиология кровообращения. Физиология сосудистой системы /Под. ред. В.И.Ткаченко. Л.: Наука, 1984. - 652 с.

82. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Новосибирск: Наука, 1999.-264с.

83. Флейшман А.Н. Регуляция медленных колебаний гемодинамики при нейросоматических нарушениях: Дисс. докт. мед. наук. Новосибирск, 1999. -308с.

84. Циммерман М. Физиология человека. -М.: Мир, 1996. 313с.

85. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. Пер. с нем. — М.: Мир, 1991.-446с.

86. Щукин С.И. Аппараты и системы для биоадекватной электромагнитной терапии и активной диагностики // Биомедицинская радиоэлектроника. 1999. - №3. — С.6-15.

87. Щукин С.И. Аппараты и системы электромагнитной терапии и неинвазивной диагностики кровообращения: Дисс. докт. техн. наук. М., 1996. - 388с.

88. Щукин С.И. Индивидуальная диагностика и оптимизация электромагнитной стимуляции в клинике микрохирургии // Труды МВТУ. -1989. №517. - С.49-62.

89. Щукин С.И. Основы взаимодействия физических полей с биообъектами. — М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. 66с.

90. Щукин С.И. Разработка технологии и аппаратов электрической поляризации трансплантатов и электромагнитной обработки костной ткани для улучшения условий регенерации: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1984. 16с.

91. Anderson F.A. Impedance Plethysmography in the diagnosis of Arterial and Venous Deseases // Ann. Of Biom. Eng. 1984. - Vol. 12 - P.79-102.

92. Luzhnov P.V., Schookin S.I., Shamkina L.A. New biofeedback technology for electromagnetic therapy of vascular diseases // Proceedings of the 4th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. Moscow, 2008. - P.299-304.

93. Patent 5,423,322 (US). Total Compleance Method and apparatus for Noninvasive Arterial Blood Pressure Measurement. Printed.13.06.1995.

94. Skin Photopletismography / A.A. Kamal, J.B. Harness, G. Irving, A.J. Mearns //Computer Methods and Programs in Biomedicine. 1989. - №28 - P. 257-269.

95. Spectral analisis of photoplethysmograms from radial foream free flaps / B.C. Stack, N.D. Futran, M.J. Shohet, J.F. Scharf// Laringoscope. 1998. - Vol.109; № 9. -P.1329-1333.

96. Wright I.P., Griffiths M., Childs C.A. A microprocessor based photopletismograph for use in clinical practice // Anastesia. 1995. - Vol. 50 -P.875-878.