🗊Презентация Прибор для диагностики состояния человека в условиях переменной гравитации

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева Прибор для диагностики состояния человека в условиях переменной гравитации Решетникова Мария, гр. 5404 Б343 Научный руководитель: Акулов С.А. Самара 2016

Исследование космоса более 70 лет является одним из самых важных и мало раскрытых вопросов. Исследование космоса более 70 лет является одним из самых важных и мало раскрытых вопросов. Интерес представляет не только мир за пределами планеты, но и состояние человека в при изменении гравитации. Функциональность человека напрямую зависит от силы притяжения Земли, поэтому изменение значения этой силы приводит к определенным изменениям, отрицательно влияющих на работу организма. Во время пребывания в космосе у человека снижается давление, меняется водно-солевой баланс, развивается остеопороз, нарушается циркуляция крови, происходит атрофия мышц и т.д.

Одним из основных способов оценки состояния человека в условиях переменной гравитации является электрокардиография. Одним из основных способов оценки состояния человека в условиях переменной гравитации является электрокардиография. С ее помощью можно оценить ритм сердца, частоту сердечных сокращений, состояние проводящей системы сердца, кровоснабжение и особенности обменных процессов сердечной мышцы. Достоинством этого способа является не только большая информативность, но и доступность и простота реализации.

Изменение гравитации искусственно создается с помощью короткорадиусной центрифуги за счет изменение числа оборотов в минуту Изменение гравитации искусственно создается с помощью короткорадиусной центрифуги за счет изменение числа оборотов в минуту 1 – ротор-горизонтальный стол; 2 – кабина пациента; 3 – пациент в позе «лежа»; 4 – ось вращения

Структурная схема прибора . L, R, F и N – правый, левый, электрод ноги и нейтральный электроды соответственно, ДНЭ – драйвер нейтрального электрода, ИУ – инструментальный усилитель, УПН – усилитель переменного напряжения, MUX – мультиплексор, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, MK – микроконтроллер.

Алгоритм работы прибора

Программное обеспечение Программная часть для расчета оценок вариабельности сердечного ритма состоит из нескольких блоков: Фильтрация сигнала; Интерполяция сигнала; Устранение дрейфа изолинии; Выделение R-зубцов; Формирование матрицы RR-интервалов; Расчет статистических, спектральных и нелинейных оценок вариабельности сердечного ритма; Формирование текстового файла с полученными оценками.

Рассчитываемые оценки 1. SDNN - среднеквадратичное отклонение величин кардиоимпульсов за весь рассматриваемый период: 2. RMSSD - квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар кардиоинтервалов: 3. CVr – коэффициент вариации: 4. Коэффициенты акселерации (AC) и децелерации (DC) определяют интенсивность квазипериодических трендов в сердечном ритме на основе усреднения сигналов с ректификацией фазы

5. HF (High frequency) компонент показывает влияние блуждающего нерва на работу сердца. LF (Low frequency) компонент показывает влияние симпатического и парасимпатического отделов на сердечный ритм. 5. HF (High frequency) компонент показывает влияние блуждающего нерва на работу сердца. LF (Low frequency) компонент показывает влияние симпатического и парасимпатического отделов на сердечный ритм. LF/HF – характеризует баланс влияния парасимпатического и симпатического отделов на сердце. 6. Показатель флуктуации - характеристика самоподобия, определяемая для количественного описания сердечного ритма как фрактальной структуры. Позволяет проводить изучение структуры различных процессов, в том числе и нестационарных, с точки зрения статистического самоподобия.

Экспериментальные данные Записи ЭКГ сигналов производились на короткорадиусной центрифуге в двух режимах: 0 обор/мин и 30 обор/мин. Графики, полученные программой для фильтрации и интерполяции ЭКГ сигнала, устранения дрейфа изолинии и выделения R-зубцов для 0 обор/мин Рассчитанные оценки для 0 обор/мин в текстовом файле

Диаграммы «ящик с усами» для SDNN, RMSSD, LF/HF и alpha.

Вывод Прибор для диагностики состояния человека в условиях переменной гравитации может использоваться для регистрации ЭКГ сигнала и оценки параметров вариабельности сердечного ритма при подготовке космонавтов к полету, а так же для реабилитации после космических полетов. Использование программных способов анализа ЭКГ и применение их на практике дает возможность автоматизировать и упростить работу врачей. Так же применение прибора распространяется на спортивную медицину, поликлиники, функциональную диагностику, холтеровское мониторирование, в скорой помощи и др.

Спасибо за внимание