Исследование сложной динамики контуров вегетативной регуляции кровообращения новорожденных с помощью методов нелинейного анализа

Проект направлен на решение научной проблемы разработки физико-математических методов количественной оценки свойств сложной динамики систем кровообращения и дыхания новорожденных, учитывающих известную априорную информацию об особенностях организации и функционировании элементов регуляции кровообращения новорожденных. Проблема лежит на стыке радиофизики, нелинейной динамики, биофизики и медицины и связана с задачей разработки эффективных методов ранней диагностики развития патологий. Решение данной проблемы включает получение фундаментальных знаний о функционировании системы кровообращения и дыхания здоровых новорожденных, а также у новорожденных с установленным диагнозом перинатальное поражение центральной нервной системы. Актуальность данной задачи обусловлена тем, что, несмотря на некоторые имеющиеся представления об особенностях функционирования системы кровообращения и дыхания новорожденных, связанные, в том числе, с незрелостью механизмов их нервной регуляции [Patzak A., et al. Am J Physiol, 1996; Finley J.P. and Nugent S.T. J Auton Nerv Syst, 1995; Dimitrijevic L., et al. Early Hum. Dev., 2016.], данная область остается малоизученной, что сдерживает развитие персонализированных методов эффективной диагностики развития патологий на ранних сроках. Прикладное значение таких исследований связано с разработкой подходов, позволяющих существенно расширить возможности медицинской диагностики в интересующей нас области, что в перспективе позволит выявлять нарушения работы органов и систем в раннем возрасте и предотвратить последующее развитие опасных патологий, требующих длительного и дорогостоящего лечения [Halfon N., et al. Pediatrics in Review, 2012; Axelrod F.B., et al. Pediatrics, 2006.] Большая часть существующих и широко применяемых методов диагностики состояния органов и систем организма основаны на изучении морфологических проявлений патологий [Князева Л. И. и др. Внутренние болезни. 2013; Шишкин А.Н. Внутренние болезни. Распознавание, семиотика, диагностика. 1999.]. В свою очередь диагностика функциональных нарушений в последние годы стала перспективным направлением развития медицины, так как изучение отклонений в функциональном коллективном взаимодействии систем позволяет предотвратить дальнейшее возникновение патологических изменений органов [Баевский Р.М. и др. Вестник аритмологии, 2001; Kotani K. et al. Physical Review E., 2005; Kiselev A.R., et al. Open Cardiovasc. Med. J., 2016]. Основной проблемой для развития методов и подходов для работы с новорожденными является, с одной стороны, недостаток знаний о фундаментальных особенностях работы системы кровообращения и дыхания сразу после рождения и при патологиях, с другой стороны, ограниченностью возможных применимых методов регистрации и анализа сигналов такой категории испытуемых. В ходе выполнения проекта будут разработаны новые подходы персонализированной оценки свойств сложной нестационарной динамики элементов системы регуляции кровообращения и дыхания у новорожденных, что позволит разработать и реализовать в виде прикладного программного обеспечения новые методы выявления перинатального поражения центральной нервной системы. За счет оценки свойств фазового портрета, анализа мер сложности сигналов системы кровообращения и дыхания, наряду с проведением детрендного флуктуационного анализа (DFA) сигналов, комплекс таких адаптированных к особенностям функционирования систем новорожденных методов даст важную новую диагностическую информацию, а также позволит уточнить параметры для моделирования развития регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы и дыхания после рождения и при развитии перинатального поражения центральной нервной системы.