Вишневський В. В. Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, м. Київ http://www.opinion.kiev.ua/health/ind.html, тел.: (3-044) -266-13-69 Афонін Д. Г. Фізичний факультет МГУ ім. М. В. Ломоносова, м. Москва, Росія Тел.: (095) -939-20-94; e-mail: afonin@phys.msu.su Рагульський М. В. Інститут земного магнетизму і поширення радіохвиль (ІЗМІРАН), Москва, Росія Тел.: (78095) -334-02-82; e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

Анотація – Запропоновано використання можливостей телекомунікаційних технологій для проведення науково-дослідних експериментів на однаковій приладової базі в різних містах з обробкою результатів за єдиним протоколом на центральному сервері. Наводяться результати такого використання в області моніторингових біофізичних експериментів на базі комплексу «Фазаграф-М».

I. Вступ

В даний час поєднання активного розвитку інформаційних і комунікаційних технологій, падіння вартості телекомунікаційного обладнання та його використання, експонентний ріст користувачів мережі Інтернет призводить до інноваційної затребуваності телемедичних проектів. Однак розгляд проблем та шляхів розвитку телемедицини зазвичай зводиться до дистанційної діагностики вже наявних захворювань або підвищення кваліфікації медичного персоналу шляхом телеконференцій. У той же час існує зовсім неопрацьовані на даний момент область постановки і проведення наукових біомедичних експериментів за єдиним протоколом в клініках та інститутах різних міст і навіть країн з одночасною єдиної обробкою отриманих результатів на центральному сервері. Зокрема, таке завдання вкрай актуальна для екологічних моніторингових біофізичних досліджень впливу зовнішнього середовища на організм людини та інші біологічні об’єкти.

II. Основна частина

У доповіді представлені результати роботи з побудови інформаційної технології «Фаза-граф-М» та методики експерименту з вивчення впливу чинників зовнішнього середовища на функціональні стану організму людини, засновані на експрес-реєстрації та оцінці ЕКГ сигналу людини шляхом побудові еталонного кардіоцікпа в фазовому просторі координат. Зміна параметрів обчисленого кардіоциклу під впливом психофізіологічних навантажень або під впливом варіацій зовнішніх полів природного та техногенного характеру несе в собі цінну інформацію про процеси адаптації. Проведений в ІЗМІРАН дворічний моніторинговий експеримент (більше

2 ТОВ вимірювань) був заснований на реєстрації і побудові фазових кардіопортретов постійної групи обстежуваних в станах спокою, після стрес-тесту, після фізичного навантаження і після 10 – хвилинного відпочинку. Динаміка змін функціональних параметрів порівнювалася із змінами параметрів зовнішнього середовища. Опис комплексу «Фазаграф», методики побудови еталонного кар-діоцікпа в фазовому просторі, і математичне обгрунтування використання когнітивної комп’ютерної графіки, як засобу інтерпретації біоцікліческіх процесів організму, наведені в статтях [1, 2].

Динамічне збереження квазіпостоянства внутрішнього середовища відкритої біологічної системи описується поняттям гомеореза, що означає наявність стаціонарного стану або стаціонарної замкнутої траєкторії на фазовому портреті відкритої системи. З точки зору дослідження особливостей фізіологічних процесів, які породжують ЕКГ, більш кращим є метод обробки ЕКГ у фазовому просторі, координатами якого є амплітуда в і похідні по

часу в, у, … спостережуваного сигналу.

Рис. 1. Зміна еталонного кардіоциклу в фазовому просторі під навантаженням (двоє обстежуваних з близькими формами фазового портрета): а) стан спокою; б) під навантаженням; в) через 10 хвилин після навантаження.

Fig. 1. Phase-space variations in reference cardiac cycle under load (two tested persons with similar phase portraits): a) rest; b) underload; c) 10 minutes after load

Створюваний таким чином фазовий портрет є інваріантом гомеоретіческого індивідуального стану обстежуваного, визначається тільки внутрішнім психо-фізіологічним статусом даної людини і має характерну індивідуальну форму в фазовому просторі. Проведені експериментальні дослідження свідчать, що характерна форма еталонного кардіоциклу в фазовому просторі зберігалася у всіх обстежуваних не тільки під час всього 2 річного циклу щоденних вимірювань, будучи стійкою індивідуальною характеристикою. З Малюнка 1 видно, що навіть у випадку приналежності фазових портретів різних обстежуваних до одного й того ж морфологічному типу, що існують індивідуальні особливості реакції на зовнішню навантаження дозволяють достовірно ідентифікувати особу кожного з обстежуваних через будь-який проміжок часу. Всі психічні і фізіологічні зміни організму в нормі укладаються в обмежену стійку область фазових параметрів. Зміна кута нахилу (а) осі фазового портрета більше ніж на Зет означає перехід біологічної системи в нове динамічний стан з іншим рівнем гомеореза. Саме такі переходи і спостерігаються в учасників експерименту при одночасному впливі магнітної бурі і додаткової психофізіологічної навантаження. Вплив комплексних слабких зовнішніх полів на організм людини призводить до зміни кута нахилу фазових кардіопортретов обстежуваних без зміни характерною індивідуальної форми портрета, що свідчить про зміну рівня гомеореза.

Цінність подібних досліджень істотно зростає при одночасному їх проведенні на однаковій приладової базі і єдиною методикою обробки в різних містах, для нівелювання місцевих ефектів. Для дистанційного комплексу «Фаза-граф-М» створена система передачі даних для подальшої обробки на віддалений портал не тільки через систему Інтернет, а й через систему мобільного зв’язку. Це дозволяє вести моніторингові вимірювання фізіологічних параметрів в рамках загальної програми в будь-якому, самому важкодоступному місці. Наприклад, під час високогірних сходжень або на борту науково-дослідник-ських судів.

Таким чином, в роботі представлені результати дослідження телекомунікаційним комплексом «Фазаграф-М» еталонних кардіоциклу як фізіологічних інваріантів особистості обстежуваних і біодатчіков різних зовнішніх впливів. Розроблений комплекс дозволяє вести єдині моніторингові біофізичні дослідження одночасно в різних містах і самих важкодоступних місцях.

IV. Список літератури

[1] В. В. Вишневський, М. В. Рагульський, П. С. Файнзіль-берг / / Вплив сонячної активності на морфологічні параметри ЕКГ серця здорової людини. Біомедичні технології та радіоелектроніка, 2003, № 3, стор 3-12

[2] В. І. Скуріхін, П. С. Файнзільберг, Т. П. Потапова / / Когнітивна комп’ютерна графіка як засіб інтерпретації біоцікпіческіх процесів організму. Керуючі системи і машини, 1995, № 4/5. – Стор 3-10

‘PHASAGRAPH М’ TELECOMMUNICATIONS SYSTEM FOR MONITORING AND RESEARCHING ENVIRONMENTAL INFLUENCES ON HUMAN ORGANISM

Vishnevskiy V. V.

Institute for Mathematical Machines and Systems Problems, NAS of Ukraine, Kyiv http://www.opinion.kiev.ua/health/ind.html phone: (044) 2661369 Afonin D. G.

Physics Department, Moscow State University Russia, Moscow phone: (095) 9392094, e-mail: afonin@phys.msu.su Ragulskaya М. V.

Institute of Terrestrial Magnetism and Radiowave Propagation (IZMIRAN), Russia, Moscow phone: (095) 3340282 e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

The paper suggests implementing telecommunications technologies to carry out research experiments using similar hardware in different cities with subsequent processing of the results at a central server under a common protocol. Results of such implementation in the area of biophysical monitoring experiments using the ‘Phasagraph M’ system are presented.

Анотація – Представлена ​​конструкція КВЧ-генера-тора з помножувачем частоти, виконаним на базі напівпровідникових СВЧ-діодів.

I. Вступ

Рис. 1.

1 – відрізок позамежного хвилеводу; 2 – полоськовая плата; 3,4,5 – відрізки Полоскова лінії; 6 – ДБШ.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»