КРОССПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕДЛЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМНОЙ И ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ

КРОССПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
МЕДЛЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ
СИСТЕМНОЙ И ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ
ГЕМОДИНАМИКИ
Нефедов Иван Николаевич
САФУ имени М. В. Ломоносова
АРМК
- способность мозговых сосудов сохранять относительно неизменной объемную
скорость мозгового кровотока при изменении в достаточно широких пределах
перфузионного давления(ПД).
Зависимость общего мозгового кровотока (ОМК) от ПД.
1,2 – нижний и верхний пределы АРМК.
подход «АРМК как система фильтра»

Альтернативный способ оценки состояния
церебральной гемодинамики;

Условия, наиболее приближенные к
физиологичным;

Информативность;

Простота;

Абсолютная безопасность
Методики исследований
Транскраниальная допплерография
- не позволяет определять объемные показатели кровотока и обладает высокой
«оператор - зависимостью» (например, измеренная скорость кровотока может отличаться
при изменении угла наклона датчика);
- с помощью компрессионного теста (кратковременное пережатие общей сонной
артерии).
Методики исследований

тест индуцированной нефармакологической гипотензии
(сравнительный анализ изменений системного АД и линейной
скорости кровотока в артериях основания мозга в ответ на
острое снижение АД); недостаток – низкая физиологичность;

метод лазерной допплеровской флоуметрии (на животных)
наркоз, гипотензия с помощью удаления крови через катетер.
Анализ медленно-волновых колебаний (МВК)

Билатеральный мониторинг линейной скорости кровотока (ЛСК) в
средних
мозговых
артериях
(СМА)
проводят
с
помощью
ультразвуковых датчиков с частотой 2 МГц и системы Multi Dop X
(DWL, Германия).

Системное артериальное давление (САД) регистрировали способом
чрескожной фотоплетизмографии на пальце руки прибором Finapres2300 (Ohmeda, США). После преобразования сигнал САД подавали на
дополнительный аналоговый вход системы Multi Dop X.

Оценку АРМК проводили с помощью манжетного теста и кроссспектрального анализа спонтанных колебаний САД и ЛСК во
внутричерепных магистральных артериях в диапазоне системных волн
Майера (М-волн).
Анализ медленно-волновых колебаний (МВК)
Методика спектрального анализа
1.
За время L снимается сигнал:
C L  {ri (ti ),t i 
2.
i K
}i 1 , K  Lf 0
K
Выделяется выборка Ri=R(ti,T) последовательности CL за период T в
момент времени ti: L>ti>T:
Ri  R(ti , T )  {si }iM1  {r j (t j ), }ij m : t m1  t i  T  t m
3.
Далее по каждой выборке Ri строится интегральная характеристика
Φi=Φ(Ri). Полученная таким образом последовательность Φi
используется для анализа.
r
ti
Ri
t
Ri+1
"Выбор последовательностей Ri для обработки"
Спектральный анализ

Спектр функции с помощью преобразования Фурье
вычисляется по следующей формуле:
N
F ({rn n  0..N }, f )   rn cos( wn), w  2f
n 0
T
.
N 1

Спектральный анализ определяет корреляцию функций
синусов и косинусов различной частоты с наблюдаемыми
данными. Если найденная корреляция велика, то можно
заключить, что существует строгая периодичность на
соответствующей частоте в данных

Кросспектральный анализ развивает одномерный анализ
Фурье и позволяет анализировать одновременно два ряда.
Актуальные проблемы

Отсутствие общепринятой программы
обработки данных (для расчета фазового
сдвига, когерентности, амплитуды);

«On-line» режим – для диагностики
непосредственно во время исследования.
Схема процесса обработки
Система регистрации и обработки данных
1.
2.
3.
4.
Получение сигнала (регулировка, преобразование);
Вывод сигнала на монитор, сохранение показателей
для дальнейшей обработки;
Расчет и представление в режиме реального времени
необходимых для исследования величин
(спектральной плотности сигнала, корреляции,
фазового сдвига и др.)
Сохранение полученных данных (графики, архивы).
Спасибо за внимание!
22.02.2012
Семинар «Прикладные информационные технологии»
выступал
Нефедов Иван Николаевич
аспирант кафедры «Прикладной математики» ИМиКН
[email protected]