Зарецкий А.П., Кулешов А.П., Громыко Г.А. Применение гауссовых функций для математического моделирования эндокардиальных сигналов

Аннотация: Предметом исследований, результаты которых представлены в статье, являются математические модели эндокардиальных сигналов основных электрофизиологических участков сердца с заданными амплитудно-временными характеристиками информативных фрагментов. Коллективом авторов предложен механизм расширения математических моделей для генерации нормальных и патологических состояний атрио-вентрикулярной системы, характеризующейся проведением эндокардиальных электрических импульсов. Приведены результаты сравнения смоделированных и реальных эндокардиальных сигналов, полученных в ходе проведения малоинвазивного электрофизиологического исследования, наглядно демонстрирующие корректность разработанных моделей, а также их применимость для моделирования эндокардиальных сигналов из различных областей. При проведении исследования использовался метод математического моделирования с применением гауссовых функций, аппроксимирующих заданные элементы эндокардиального сигнала из различных областей внутрисердечного пространства. Основными выводами проведённого исследования являются: - доказана применимость гауссовых функций для достижения поставленных целей; - представлены возможные варианты модификации использованных функций для моделирования сигналов других эндокардиальных областей, например, устья лёгочных вен левого предсердия, зоны митрально-аортальный контакта и других зон, вызывающих повышенный интерес клинических электрофизиологов; - описана возможная реализация результатов исследования в аппаратно-программном комплексе с использованием современной методологии оценки качества проводимых операций по лечению сложных нарушений ритма сердца.

Ключевые слова:

Abstract: The subject of the research presented by the authors of the article is the mathematical models of endocardial signals from the main electrophysiological parts of the heart with the specified amplitude-time characteristics of information fragments. The authors of the article offer the mechanism for extending the mathematical models in order to generate normal and/or pathological states of the atrioventricular system conducting endocardial electrical impulses. The article contains the results of the comparison of modeled and actual endocardial signals recorded in the course of minimally invasive eletrophysiological examination. These results demonstrate that the designed models are appropriate and applicable for modeling endocardial signals coming from different parts of the heart. The research method used by the authors is the mathematical modeling using Gaussian functions approximating set elements of the endocardial signal coming from different parts of the intracardial space. The main conclusions of the research are the following: - the authors have proved that Guassian functions are applicable for the aforesaid purposes; - they have also described possible modifications of used functions for modeling signals from other endocardial spheres such as the left atrium pulmonary vein entry, mitral aortal zone and other zones  clinical electrophysiologists are particularly interested in; the authors have also demonstrated how the research results can be implemented in the form of the hardware and software complexes using the modern methodologies for assessing efficiency of treating complex heart rhythm disorders. 

Keywords: