Шпаргалки по Кардио-респираторным системам человека на Севере

Вопросы к экзамену «Кардио-респираторная система человека в условиях производства на Севере» 1. Использование нейроЭВМ и нейроэмуляторов для идентификации параметров КРС человека (мультинейрон) 2. Понятие m-мерного пространства, интегративный подход в изучении состояния патогенеза и саногенеза КРС человека. 3. Особенности управления со стороны фазатона мозга КРС человека, основные параметры тонического состояния КРС. 4. Частотные характеристики в работе сердечно-сосудистой системы. 5. Современные методы исследования КРС человека. Метод частотного анализа кардиоинтервалов. 6. Особенности состояния ФСО человека на Севере. Понятие псевдонормы на фазовой плоскости. 7. Моделирование КРС и НМС, других функций организма на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях организации. 8. Системы регуляции функции организма человека. 9. Воздействие низких температур на КРС человека. Реакция сосудов и сердца. 10. Измерение и статистическая обработка основных параметров КРС до ДИ. Применение метода гистограмм. 11. Компартментно-кластерный подход в исследованиях биологических динамических систем. Основные постулаты ККП. 12. Понятие саногенеза и патогенеза, их представление на фазовой плоскости. 13. Современные методы исследования КРС. Метод пульсо-интервалографии (СИМ, ПАР, SpO2, ИБ, ЧСС) 14. Основные параметры фазического состояния КРС. 15. Внедрение программного обеспечения в диагностику КРС человека. 16. Результаты исследования КРС человека на Севере. Основные данные. 17. Диагностика КРС человека на базе ЭВМ. Перспективы использования нейроЭВМ. 18. Управление ФСО в норме и при патологии. 19. Способы пролонгации активной жизни человека на Севере. 20. Статистическое и хаотическое распределение параметров КРС как характерный показатель ФСО человека на Севере. 1. Использование нейроЭВМ и нейроэмуляторов для идентификации параметров КРС человека (мультинейрон) Искусственная нейронная сеть (ANN — artificial neural network) представляет собой вычислительную архитектуру для обработки сложных данных с помощью множества связанных между собой процессоров и вычислительных путей.

Искусственные нейронные сети, созданные по аналогии с человеческим мозгом, способны обучаться и анализировать большие и сложные наборы данных, которые с помощью более линейных алгоритмов обработать крайне сложно.

Для обучения нейронной сети необходима обучающая выборка (задачник), состоящая из примеров.

Каждый пример представляет собой задачу одного и того же типа с индивидуальным набором условий (входных параметров) и заранее известным ответом.

Например, в качестве входных параметров в одном примере могут использоваться данные обследования одного больного, тогда заранее известным ответом в этом примере может быть диагноз.

Несколько примеров с разными ответами образуют задачник. Задачник располагается в базе данных, каждая запись которой является примером.

Не останавливаясь на математических алгоритмах, подробно описанных в монографии [5.45], рассмотрим общую схему обучения нейросети. 1. Из обучающей выборки берется текущий пример (изначально, первый) и его входные параметры (представляющие в совокупности вектор входных сигналов) подаются его на входные синапсы обучаемой нейросети.

Обычно каждый входной параметр примера подается на один соответствующий входной синапс. 2. Нейросеть производит заданное количество тактов функционирования, при этом вектор входных сигналов распространяется по связям между нейронами (прямое функционирование). 3. Измеряются сигналы, выданные теми нейронами, которые считаются выходными. 4. Производится интерпретация выданных сигналов, и вычисляется оценка, характеризующая различие между выданным сетью ответом и требуемым ответом, имеющимся в примере. Оценка вычисляется с помощью соответствующей функции оценки.

Чем меньше оценка, тем лучше распознан пример, тем ближе выданный сетью ответ к требуемому. Оценка, равная нулю, означает что требуемое соответствие вычисленного и известного ответов достигнуто. Заметим, что только что инициализированная (необученная) нейросеть может выдать правильный ответ только совершенно случайно. 5. Если оценка примера равна нулю, ничего не предпринимается. В противном случае на основании оценки вычисляются поправочные коэффициенты для каждого синаптического веса матрицы связей, после чего производится подстройка синаптических весов (обратное функционирование). В коррекции весов синапсов и заключается обучение. 6. Осуществляется переход к следующему примеру задачника и вышеперечисленные операции повторяются. Проход по всем примерам обучающей выборки с первого по последний считается одним циклом обучения. При прохождении цикла каждый пример имеет свою оценку.

Вычисляется, кроме того, суммарная оценка множества всех примеров обучающей выборки.

Если после прохождения нескольких циклов она равна нулю, обучение считается законченным, в противном случае циклы повторяются. Количество циклов обучения, также как и время, требующееся для полного обучения, зависят от многих факторов - величины обучающей выборки, количества входных параметров, вида задачи, типа и параметров нейросети и даже от случайного расклада весов синапсов при инициализации сети. 2. Понятие m-мерного пространства, интегративный подход в изучении состояния патогенеза и саногенеза КРС человека.

Фазовое пространство в классической механике и статистической физике, многомерное пространство всех обобщённых координат q1 и обобщённых импульсов pi (i = 1, 2 N) механической системы с N степенями свободы.

Таким образом, Ф. п. имеет размерность 2N и может быть описано с помощью ортогональной системы координат с 2N осями соответственно числу обобщённых координат и импульсов. Состояние системы изображается в Ф. п. точкой с координатами qi, pi qN, pn, а изменение состояния системы во времени – движением точки вдоль линии, называемой фазовой траекторией. Для Ф. п. можно ввести понятие фазового объёма и др. понятия геометрии многих измерений. Понятие Ф. п. – основное для классической статистической механики, изучающей функции распределения системы многих частиц.

Методы Ф. п. успешно применяются также в теории нелинейных колебаний. В теории динамических систем и теории дифференциальных уравнений фазовое пространство является более общим понятием. Динамическая система — математическая абстракция, предназначенная для описания и изучения систем, эволюционирующих с течением времени. Примером могут служить механические системы (движущиеся группы тел) или физические процессы.

Исходными данными для исследования являются результаты одновременных измерений m параметров индивидуальных показателей ФСО в группе испытуемых. Модуль вектора состояния системы в фазовом пространстве рассчитывался по формуле: где m – размерность фазового пространства [6]. В графическом режиме на экране показывается положение точек состояния исследуемой системы, границы пространства состояний систем. Таким образом, были построены фазовые траектории во всех фазовых плоскостей.

В режиме суперпозиции разных фазовых плоскостей, производилось визуальное исследование динамики процесса, а количественное исследование корреляции параметров. В результате программа строит таблицы обработанных данных идентификации параметров аттракторов поведения ВСОЧ испытуемых. Патогенез (греч. páthos — страдание, болезнь и génesis — происхождение, возникновение) — механизмы возникновения и развития болезни и отдельных её проявлений на различных уровнях организма — от молекулярных нарушений до изменений в органах и системах; раздел патологии, трактующий вопросы Патогенеза.

Общие сведения Развитие учения о Патогенезе — важная составная часть истории медицины в целом. Наиболее общие закономерности Патогенеза — повреждение клеток, тканей и органов, неспецифические ответные реакции организма и развитие типовых патологических процессов (например, воспаление). Причины болезней разнообразны, но число неспецифических ответных реакций ограничено; вместе с тем их выраженность и сочетание во времени у разных больных широко варьируют даже при одном и том же заболевании.

Относительно постоянные неспецифические ответные реакции (повышение температуры тела, усиление образования гормонов коры надпочечников и др.) сформировались в процессе эволюции в ответ на действие различных вредных факторов (например, инфекция, травма). В механизме этих реакций важную роль играют нервная и эндокринная системы (исследования И.П. Павлова, А.Д. Сперанского, Г. Селье и др.). Патогенез сердечных отеков В основе развития лежат: 1. Нарушение нервно-гуморальной регуляции водно-солевого обмена и сократительной способности миокарда: 1. развивается вторичный гиперальдостеронизм; 2. гиперпродукция антидиуретического гормона; 3. дефицит предсердного натрийуретического фактора; 4. чрезмерная активация симпатоадреналовой системы. 2. Умеренное повышение проницаемости сосудистой стенки под влиянием водородных ионов в связи с развитием циркуляторной гипоксии. 3. Увеличение венозного гидростатического давления и усиление процессов транссудации. 4. Повышение гидрофильности тканей в связи с усиленной задержкой в них натрия под влиянием глюкокортикоидов. 5. Нарушение синтеза плазменных белков, снижение онкотического давления. Механизм гиперальдостеронизма: снижается минутный объем, систолический выброс наступает гиповолемия, возбуждаются валюморецепторы почки, усиливается продукция ренина, ангиотензина II. Ренин стимулирует зону гломерулеза клубочковой зоны коры надпочечников.

При возбуждении a. corotis, мозговых артерий импульсация с волюморецепторов поступает в задний гипоталамус, эпифиз выделяет адрено-гломерулотропный комплекс, который стимулирует зону гломерулеза. По патогенезу дыхательную недостаточность разделяют на гипоксическую (недостаток кислорода) и гиперкаптическую (избыток углекислоты). Гипоксическая дыхательная недостаточность (тип I, легочная) характеризуется снижением парциального давления кислорода в крови (PaO2) менее 60 мм рт.ст. при нормальном или пониженном парциальном давлении углекислого газа в крови (PaCO2). Гипоксическая дыхательная недостаточность чаще всего развивается в случае нарушения вентиляционно-перфузионных отношений и шунтирования крови в легких.

Данные нарушения отмечаются в том случае, когда кровь омывает плоховентилируемые альвеолы и поступает в артериальное русло недостаточно насыщенной кислородом.

При шунтировании венозная кровь вообще минует альвеолы и напрямую попадает в артериальное русло.

Частыми причинами гипоксемической дыхательной недостаточности являются: • Хроническая обструктивная болезнь легких (хронический бронхит и эмфизема легких) • Острый респираторный дистресс синдром • Пневмония (воспаление легких) • Отек легких • Легочный фиброз • Бронхиальная астма • Пневмоторакс • Эмболия легких • Легочный альвеолит • Легочная гипертензия • Пневмокониоз • Саркоидоз • Брохноэктатическая болезнь • Кифосколиоз • Ожирение Гиперкапническая дыхательная недостаточность (тип II, вентиляционная) характеризуется увеличением PaCO2 более 50 мм рт.ст. и развивается в случае неспособности организма обеспечить должную вентиляцию легких.

При этом альвеолы плохо вентилируются и из них недостаточно выводится углекислота, что приводит к ее накоплению в организме.

Частыми причинами гиперкапнической дыхательной недостаточности являются: • Хроническая обструктивная болезнь легких (хронических бронхит и эмфизема легких) • Тяжелая бронхиальная астма • Неврологические расстройства (спинальная мышечная атрофия, болезни мотонейрона, полиомиелит, наследственные нейропатии, любые состояния, сопровождающиеся параличом диафрагмы, рассеянный склероз, различные повреждения спинного мозга). • Миастения • Врожденные миопатии и мышечные дистрофии (Дюшенна, Беккера, Шарко-Мари, Эмери-Дрейфуса, Ландузи-Деженина) • Метаболические миопатии • Воспалительные миопатии (полимиозит) • Заболевания костной и соединительной ткани (кифосколиоз, несовершенный остеогенез, синдром ригидного позвоночника и др.) • Первичная легочная гипертензия • Гивовентиляционный синдром на фоне ожирения • Отек легких • Микседема (гипотиреоз) Следует отметить, что при ряде заболеваний отмечаются смешанные формы дыхательной недостаточности, например, при хронической обструктивной болезни легких может отмечатся как гипоксия, так и гиперкапния.

При этих состояниях страдают как вентиляционно-перфузионные отношения, так и насосная функция легких.

Патологический процесс в организме человека представляет собой взаимодействие между патогенетическими механизмами, с одной стороны, и защитными усилиями организма — с другой.

Значительное расширение в прошлом веке методической базы исследований позволило академической науке получить фактические материалы для понимания механизмов саморегуляторных процессов, на основе которых стало формироваться учение о саногенезе. Саногенез — это динамическая система защитно-приспособительных механизмов организма (физиологического и патофизиологического характера), активизирующихся на стадии предболезни, развивающихся на протяжении болезненного процесса и направленных на восстановление нарушенных механизмов саморегуляции организма.

Заслуживает внимания широкий философский, педагогический, медицинский, социологический и социально-психологический подход к этим проблемам, так как у человека саногенез имеет биосоциальный характер и направлен на гармоничное восстановление здоровья, а, следовательно, и социального статуса.

Таким образом является обоснованным говорить о процессе лечения и реабилитации больных как о саногенетическом процессе, направленном на поддержание оптимального уровня функционирования здоровьесберегающих систем организма, претерпевших в результате заболевания значительные перестройки как на качественном, так и на количественном уровнях. Саногенетические процессы на деле оказываются ничем иным как частным случаем самоорганизации. Известно, что в закрытых системах, рассматриваемых как самодостаточные и изолированные, негэнтропия неуклонно убывает.

Однако современная синергетика рассматривает системы, аналогичные человеческому организму, как принципиально открытые, что полностью соответствует холистическому рассмотрению континуума двусторонних неразрывных связей между целостным миром и голографически включенным в него организмом. Для понимания сущности саногенетического статуса интересным являются практикие подтверждения существования сложной и глубоко организованной системы информационно-энергетического обмена, отвечающей за сообщение друг с другом различных функциональных систем организма и их совокупную интеграцию.

Эта система организма является реальной информационно-энергетической системой, целостной и саморазвивающеся. В свете представлений об информационно-энергетическом обмене как первичной интегрирующей системе организма всякое лечебное воздействие можно рассматривать как направленную коррекцию поврежденных структур. Любое лечение ставит своей целью нормализацию соотношений между различными подсистемами организма.

Всякое лекарственное воздействие предполагает, что после мощного медикаментозного влияния на функциональное состояние отдельных звеньев регуляторных контуров систем организма высвободится потенциал спонтанной самоорганизации, которая и сгармонизирует отношения между подсистемами. Представления о саногенетических возможностях организма позволяют учитывать информационно-энергетическую специфику лечебных воздействий и особенности ресурса собственных сил спонтанной самоорганизации, являясь залогом успешности проводимых лечебных и реабилитационных мероприятий. 3. Особенности управления со стороны фазатона мозга КРС человека, основные параметры тонического состояния КРС. Слаженная работа функциональных систем организма (ФСО), оптимальное управление со стороны ЦНС всеми этими ФСО обеспечивает гомеостаз, т.е. поддержание основных параметров организма в жизненно необходимых пределах.

Это происходит, несмотря на изменение внешних условий среды или появление каких-либо изменений в системе регуляции жизненных функций.

Центральным регулятором ФСО является некоторая система на базе ЦНС, обеспечивающая интегрированное управление, условно называемая фазатоном мозга (ФМ). Такие клинико-патофизиологические обобщения фактически предлагают новую нейродинамическую модель структурно-функциональной организации системы моторно-вегетативной регуляции двигательных и др. функций человека. Здесь тоническая моторная система выступает в комплексе с парасимпатическим отделом вегетативной системы, а фазическая моторная система - в комплексе с симпатическим отделом. Обе эти системы образуют иерархическую систему - фазатон, (рис. 1) с учетом показателей состояния ФСО. Такая система, как фазатон мозга обеспечивает регуляцию трех системокомплексов: 1). Нейромоторный 2). Нейротрансмитерный 3). Нейровегетативный В условиях Севера РФ обследовано более 1000 человек, и установлен сдвиг показателей ВНС в сторону парасимпатической ВНС. В зимний период у обследуемых, регулярно не занимающихся спортом, только 8-9% лиц имеет выраженные показатели активности симпатической ВНС. Остальные - парасимпатотоники.

У ряда лиц имеется снижение тонуса периферических сосудов (вазоконстрикция, пульс на фалангах пальцев не регистрируется фотооптическими датчиками). Все количественные показатели ФСО характеризуют состояние кардио-респираторной системы (КРС) для ряда лиц, как критические, а для большинства - как адаптационные, но с отклонением от среднеевропейской нормы. Ситуация усугубляется высоким показателем уровня оксигемоглобина.

Параметры тонического моторно-вегетативного системокомплекса: • Активация аэробного гликолиза • Стимуляция синтеза РНК • Увеличение синтеза белка • Активация генетического аппарата и митотической активности клеток • Снижение интенсивности иммунного ответа • Активация анаболических процессов • Тропотрофный эффект • Увеличивает концентрацию К+ в крови и его внутриклеточный транспорт • Ослабляет коагуляционные свойства крови 4.

Частотные характеристики в работе сердечно-сосудистой системы

Баевский). DХ - вариационный размах, разность между длительностью наибольшего и н... Особенности состояния ФСО человека на Севере. Понятие псевдонормы на ф... • Существование любой функциональной системы непременно связано с полу... 2) картину: N - норма (пересечение двух областей), фазическая патологи...

Системы регуляции функции организма человека

Это происходит, несмотря на изменение внешних условий среды или появле... Нейромоторный 2). Нейровегетативный В условиях Севера РФ обследовано более 1000 человек,... Остальные - парасимпатотоники. У ряда лиц имеется снижение тонуса пери... 2.

Воздействие низких температур на КРС человека. Реакция сосудов и сердца

Воздействие низких температур на КРС человека. Сердечно-сосудистая система При гипотермии легкой степени симпатическа... Фибрилляция может наступить и раньше при наличии ишемической болезни с... Следует подчеркнуть, что асистолия и фибрилляция желудочков – это наиб... Дыхательная система По мере нарастания гипотермии после первоначальной...

Измерение и статистическая обработка основных параметров КРС до ДИ. Применение метода гистограмм

D*(t) – дисперсия Диспе́рсия случа́йной величины&... 3. Индекс напряжения по Баевскому (характеризует состояние адаптационных ... Основной подход, который сейчас активно используется в биологии - это ... Механизмы здоровья как механизмы самоорганизации постоянно действуют в...

Основные параметры фазического состояния КРС

Основные параметры фазического состояния КРС . Параметры фазического моторно-вегетативного комплекса: • Активация анаэробного гликоза • Ослабление синтеза РНК • Угнетение синтеза белков и углеводов • Угнетение генетического аппарата и митотической активности клеток • Стимуляция иммунного ответа • Активация катаболических процессов • Эрготропный эффект • Увеличивает концентрацию Са++ в крови и его внутриклеточный транспорт • Активирует процесс свертывания крови 15.

Внедрение программного обеспечения в диагностику КРС человека

В графическом режиме на экране показывается положение точек состояния ... недостаток витаминов 7. воздействие резких перепадов между внутренней средой помещения и внешн... Остальные - парасимпатотоники. У ряда лиц имеется снижение тонуса пери... 18.

Управление ФСО в норме и при патологии

Откладывая по вертикали значения x1 и по горизонтали x2, мы получим (р... Такие клинико-патофизиологические обобщения фактически предлагают нову... В зимний период у обследуемых, регулярно не занимающихся спортом, толь... Все количественные показатели ФСО характеризуют состояние кардио-респи... 20.

Статистическое и хаотическое распределение параметров КРС как характерный показатель ФСО человека на Севере

Метод теории хаоса и синергетики (ПО «Identity_4») основан на исследов... Она рассчитывает координаты xci этого центра, расстояние r между точко... Исходными данными для исследования являются результаты одновременных и... В случае полной симметричности фазовой области (т.е. по всем фазовым координатам) ее геометрический и статистический центры...