Многоканальная электроимпедансная система пространственно-временного картирования преобладающего типа тонуса сосудистой системы человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Хаммуд Ахмад

• Хаммуд Ахмад
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Хаммуд Ахмад

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К РАЗРАБОТКЕ СИСТЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО КАРТИРОВАНИЯ ПРЕОБЛАДАЮЩЕГО ТИПА ТОНУСА КРОВОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Понятие о сосудистом тонусе с разных научных точек зрения

1.2 Типы тонуса сосудов и его изменение при заболеваниях

1.3 Инструментальные методы и средства исследования параметров тонуса сосудов

1.3.1 Неинвазивные методы и средства

1.3.2 Инвазивные методы и средства

1.4 Методы и средства непрерывного мониторирования сосудистого тонуса

1.5 Методики определения показателей кровоснабжения и тонуса сосудов

1.6 Биоимпедансный метод исследования тонуса сосудов

1.6.1 Механизмы формирования реограмм

1.6.2 Реографические показатели и принцип определения тонуса сосудов методом биоимпеданса

1.7 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТИПА ТОНУСА СОСУДОВ НА ОСНОВЕ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ БИОИМПЕДАНСА

2.1 Характеристики приборов и систем, позволяющих определить тип тонуса сосудов конечностей

2.2 Определение наилучшего конфигурации электродной системы для определения тонуса сосудов в конечностях на основе мониторных многоканальных измерений биоимпеданса

2.2.1 Типы электродных систем

2.2.2 Исследование расположения электродных систем

2.3 Влияние фаз дыхания на параметры сигналов биоимпеданса сегментов конечностей

2.4 Теоретические и экспериментальные исследования по определению фазы дыхания на основе многоканальных измерений биоимпеданса

2.5 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ КАРТИРОВАНИЯ ТИПА ТОНУСА СОСУДОВ КОНЕЧНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ БИОИМПЕДАНСА

3.1 Создание базы данных сигналов, зарегистрированных в сегментах конечностей здоровых добровольцев

3.1.1 Протокол исследований

3.1.2 Формирование базы данных сигналов

3.2 Разработка алгоритма анализа реологического цикла в фазах дыхания

3.2.1 Предварительная фильтрация сигналов

3.2.2 Исключение влияния дыхания на сигналы биоимпеданса сегментов конечностей

3.2.3 Алгоритмы анализа пульсовых измерений в фазах дыхания

3.2.4 Определение параметров сигнала и типа сосудистого тонуса

3.3 Разработка интерфейса визуализации типа тонуса сосудов

3.3.1 Разработка программного обеспечения для визуализации пространственно-временных изменений типа сосудистого тонуса в сегментах конечностях

3.3.2 Визуализация выделения общего типа тонуса сосудов конечности

3.3.3 Визуализация пространственно-временных изменений типа сосудистого тонуса в сегментах конечностей

3.4 Алгоритм коррекции выявления контрольных точек реоцикла с применением экспертной оценки

3.5 Выводы по третей главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТИПА ТОНУСА СОСУДОВ В СЕГМЕНТАХ КОНЕЧНОСТЕЙ ПРИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

4.1 Классификация типов сигналов биоимпеданса в сегментах конечностей здоровых добровольцев

4.2 Влияние гемодинамических изменений в венах на форму сигнала биоимпеданса верхних конечностей

4.2.1 Влияние венозного возврата на форму сигналов биоимпеданса

конечностей

4.2.2 Характер сигнала биоимпеданса и положение пациента

4.3 Пилотные исследования изменения тонуса сосудов нижних конечностей при проведении механотерапии пациенту с варикозным расширением вен

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - Артериальное давление

АЦП - Аналого-цифровой преобразователь

ВРПВ - Время распространения пульсовой волны

ДКИ - Дикротический индекс

ДСИ - Диастолический индекс

ЗПА - Заболевания периферических артерий

ИМТ - Индекс массы тела

ИПГ - Импедансная плетизмография

КТ - Компьютерная томография

МРТ - Магнитно-резонансная томография

ОКТ - Оптическая когерентная томография

СПВ - Скорость пульсовой волны

ССЗ - Сердечно-сосудистые заболевания

ФПГ - Фотоплетизмография

ЧСС - Частота сердечных сокращений

ЭКГ - Электрокардиография

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многоканальная электроимпедансная система пространственно-временного картирования преобладающего типа тонуса сосудистой системы человека»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смертности. По данным ВОЗ в 2019 году от ССЗ умерло 17,9 миллиона человек, что составляет 32% от общего числа смертей на планете. Расходы на лечение и диагностику ССЗ почти удвоились на 150% с 1996 в 2016 году [1]. При этом заболевания периферических артерий (ЗПА) являются важным ранним индикатором ССЗ, но часто остаются недиагностированными. Необходимость исследования в области определения и прогнозирования ЗПА обусловлена тем, что отсутствие своевременного лечения может привести к снижению подвижности, ампутации конечности, ухудшению качества жизни и даже смерти.

Причиной ЗПА часто становятся изменения в сосудистом тонусе [2]. Сосудистый тонус - это способность сосудистой стенки к сокращению и расслаблению, что обеспечивает регуляцию кровяного давления и периферического сопротивления [3]. Изменения в сосудистом тонусе могут приводить к дисфункции эндотелия, что, в свою очередь, связано с развитием многих ЗПА [4].

Несмотря на широкое признание важности сосудистого тонуса в патогенезе ЗПА, существующие инструментальные методы его измерения не систематизированы [5], [6]. Традиционные методы либо недостаточно точны и чувствительны, либо слишком инвазивны и не подходят для мониторинга [7], [8].

Для оценки сосудистого тонуса используется измерение артериального давления (АД), но метод не позволяет мониторировать АД (Isnard et al., 1989). Метод определения АД на основе измерения времени распространения пульсовой волны (ВРПВ) [9]. Automated Doppler Ultrasound Recording of PWV [10], [11]. Методы, основанные на обнаружении пульса потока с помощью МРТ [12], однако этот метод в настоящее время имеет ограниченное применение [6]. Система Wall Track System (Pie Medical) позволяет измерять СПВ в аорте [13]-[15]. Регионарное определение артериальной жесткости [16].

Анализируя вышеперечисленные методы, можно обнаружить, что они различаются по параметрам, используемым для оценки тонуса: давление, кровенаполнение, диаметр сосудов, эластичность артерий. Однако до сих пор не существует универсальной методики для общепринятой оценки сосудистого тонуса системы кровообращения сегментов тела.

Среди методов выделяется электрический импеданс - биоимпеданс, который является биофизически обоснованным методом, связывающим его изменение с изменением объема крови в сосудах исследуемого сегмента.

Биоимпедансный метод характеризуется неинвазивностью, реальным временем мониторинга и возможностью использования нескольких каналов измерения. Анализ биоимпедансного сигнала традиционно определяет систолические и диастолические пики, инцизуру и другие, часто не формализованные параметры. Параметры кровенаполнения определяют дикротический и систолический индексы, отражающие тонус мелких сосудов и венозный отток, по которым можно отнести тип тонуса сосуда к гипертоническому, нормотоническому или гипотоническому типу [17], [18].

Вклад в развитие метода использования биоимпеданса для определения сосудистого тонуса был внесен многими учеными, включая Цветкова А.А., 2010; Маркосяна Т.Г., 2012 и в том числе и ученых МГТУ им. Н.Э. Баумана (Астапенко Е.М., 2012; Шамкина Л.А., 2009; Лужнов П.В., 2004; Кастров А.Ю., 2003; Мерлеев А.А., 1999; Зубенко В.Г., 1994).

В абсолютном большинстве случаев исследования проводились с применением одноканальных методов, которые не позволяли проводить исследования пространственных эффектов и оценку сосудистого тонуса в разных сегментах и областях одновременно. Влияние дыхания и различных типов электродных систем на результаты измерения импеданса также не было изучено.

Определение типа тонуса сосуда было основано на такой форме сигнала, где есть только систолическая и диастолическая волны и если в записи появлялись сигналы другой формы, то они исключались из анализа и сегодня не изучено, какова их частота проявления.

Таким образом, разработка многоканальной электроимпедансной системы для пространственно-временного картирования преобладающего типа тонуса сосудистой системы человека представляет собой актуальную медико-техническую задачу.

С появлением в арсенале исследователей системы для многоканальных измерений биоимпеданса появилась возможность научно обосновано ответить на эти вопросы. В связи с чем были сформулированы цель и задачи данной диссертации.

Цель диссертационной работы: разработка биотехнической системы мониторинга параметров сосудистого тонуса на основе многоканальных электроимпедансных измерений.

Задачи диссертационной работы:

1. Исследование влияния параметров электродных систем на параметры электроимпедансных сигналов пульсового кровенаполнения сегментов конечностей.

2. Исследование влияния параметров дыхания на параметры электроимпедансных сигналов пульсового кровенаполнения сегментов конечностей.

3. Разработка программно-методического обеспечения, позволяющего исследовать влияние параметров дыхания на преобладающий тип сосудистого тонуса сегментов конечностей.

4. Разработка системы визуализации временных и пространственных изменений типа сосудистого тонуса в системе мониторинга.

5. Пилотные исследования информативности разработанной системы при внешних воздействиях.

Методология и методы исследования. Исследования, представленные в диссертации, опираются на классические труды отечественных и зарубежных ученых, изучавших проблемы неинвазивной оценки гемодинамических параметров

кровообращения в конечностях на основе электроимпедансных методов. Разработка компьютерной системы многоканальной электроимпедансной кардиографии основана на методологии теории биотехнических систем. Для решения поставленных задач использовался математический аппарат цифровой обработки сигналов, методы безусловной оптимизации, теория распределения электрического поля в проводящих биосредах.

Экспериментальные исследования с участием добровольцев проводились на основании решения Этического комитета Научно-образовательного медико-технологического центра МГТУ им. Н.Э. Баумана (№ 1 от 28 января 2021 года).

Основные результаты работы и выводы

1. Разработана биотехническая система многоканальной электроимпедансной системы пространственно-временного картирования преобладающего типа тонуса сосудистой системы человека.

2. Экспериментально установлено влияние параметров электродных систем на параметры электроимпедансных сигналов пульсового кровенаполнения сегментов конечностей. Показано, что для исследования типа тонуса сосудистой системы в системе мониторинга необходимо использовать 8-ми электродную систему при заданных соотношениях расстояний между ними.

3. Проведено исследование влияния параметров дыхания на параметры электроимпедансных сигналов пульсового кровенаполнения сегментов конечностей. Установлено, что параметры сигналов биоимпеданса и тип сосудистого тонуса изменяются в зависимости от фазы дыхания у существенной доли добровольцев.

4. Разработано и апробировано программно-методическое обеспечение, позволяющее обрабатывать сигналы биоимпеданса для мониторинга изменений тонуса сосудов, включая фильтрацию сигналов от влияния дыхания, разделение сигналов по сердечным циклам и визуализацию пространственно-временных изменений типа сосудистого тонуса.

5. Предложен и апробирован новый метод оценки изменения типа тонуса сосудистой системы при внешних воздействиях, который оценивает проявление

смещения центра масс состояния сосудистого тонуса в пространстве показателей ДКИ и ДСИ до и после воздействия, экспериментально показана его эффективность.

6. В результате экспериментальных исследований установлено, что при традиционном методе определения типа сосудистого тонуса удаётся проводить достоверную оценку в среднем для 64% циклов для конечностей в целом, 53% для верхних и 75% для нижних конечностей.

На основе анализа экспериментальных исследований предложена новая классификация, основанная на восьми формах сигналов, обнаруживаемых в сегментах конечностей, численно оценены вероятности их проявления, в том числе влияние фаз дыхания.

Результаты работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» в рамках образовательных программ по направлению подготовки «Биотехнические системы и технологии».

Научная новизна:

1. Установлено, что традиционные биоимпедансные методы, при длительном мониторировании в норме, позволяют определить тип сосудистого тонуса в среднем для 64% циклов пульсового кровенаполнения для конечностей человека в целом, для 53% циклов сегментов верхних конечностей и 75% для нижних соответственно.

2. По результатам анализа данных экспериментальных исследований предложена новая классификация на основе 8-ми форм сигналов пульсового биоимпеданса, обнаруживаемых в сегментах конечностей. Впервые, для здоровых добровольцев, численно оценены частоты встречаемости форм сигналов, существенная часть которых ранее не анализировались.

3. На основе экспериментальных исследований установлено, что тип сосудистого тонуса изменяется при смене фазы дыхания у существенной доли добровольцев.

4. На основе результатов анализа многоканальных синхронных измерений пульсового биоимпеданса сегментов конечностей при внешних воздействиях предложен новый метод оценки изменения типа сосудистого тонуса, основанный на положении центра масс состояния в пространстве показателей дикротического и систолического индексов пульсовых сигналов.

Практическая ценность:

1. Экспериментально доказано, что суждения о текущем типе сосудистого тонуса на основании сигналов биоимпеданса зависят от параметров используемых электродных систем.

2. На основе результатов экспериментальных исследований показано, что для исследования типа тонуса сосудистой системы сегмента конечности целесообразно использовать 8-ми электродную систему, с определенными в работе параметрами.

3. Предложен, разработан и апробирован многоэтапный алгоритм обработки многоканальных сигналов биоимпеданса с целью мониторинга изменений тонуса сосудов, включающий следующие этапы:

• фильтрацию сигналов от влияния дыхания;

• выделение пульсовых сигналов биоимпеданса сегмента тела с идентификацией фаз дыхания;

• визуализацию пространственно-временных изменений типа сосудистого тонуса.

4. Разработана программа и методика настройки и калибровки алгоритмов, используемых при анализе и обработке сигналов биоимпеданса в системе мониторинга сосудистого тонуса.

ГЛАВА 1. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К РАЗРАБОТКЕ СИСТЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО КАРТИРОВАНИЯ ПРЕОБЛАДАЮЩЕГО ТИПА ТОНУСА КРОВОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Понятие о сосудистом тонусе с разных научных точек зрения

В стандартных физиологических условиях изменения диаметра предкапиллярных сосудов сопротивления (малые артерии и артериолы) представляют собой наиболее важный механизм регулирования системного сосудистого сопротивления. Сосуды сопротивления обычно находятся в частично суженном состоянии, которое называется тонусом сосуда [20]. Такой тонус создается сокращением гладкой мышцы в стенке кровеносного сосуда. Из этого частично суженного состояния сосуд может еще больше сузиться и, тем самым, увеличить сопротивление, или может расшириться за счет расслабления гладкой мышцы и, тем самым, уменьшить сопротивление. Венозные сосуды также обладают некоторым уровнем сосудистого тонуса. Степень активации гладкой мышцы определяется экстрагенными и интрагенными механизмами (Рисунок 1.1) [21], [22].

Рисунок 1.1.

Тонус сосудов. Состояние тонуса сосудов определяется балансом констрикторных и дилататорных влияний.

Механизмы, действующие извне органа или ткани, такие как симпатическая нервная система и циркулирующие в крови гормоны, являются экстрагенными. Интрагенные механизмы происходят из самого кровеносного сосуда или ткани, окружающей сосуд. Примеры интрагенных механизмов включают эндотелиальные факторы, миогенный тонус гладкой мышцы, локально производимые гормоны и метаболиты ткани. Некоторые из этих экстрагенных и интрагенных факторов

способствуют вазоконстрикции (например, симпатические нервы, ангиотензин II и эндотелин-1), в то время как другие способствуют расслаблению гладкой мышцы и вазодилатации (например, эндотелиальный оксид азота и метаболиты ткани такие, как аденозин и водородный ион). Следовательно, вазоконстрикторные и вазодилататорные эффекты постоянно конкурируют друг с другом, определяя тонус сосуда в каждый конкретный момент.

Таким образом, механизмы вазоконстрикции важны для поддержания системного сосудистого сопротивления и артериального давления тогда, как вазодилатационные механизмы регулируют кровоток внутри органов. Например, если организму необходимо поддерживать артериальное давление при принятии человеком вертикального положения, вазоконстрикторные механизмы (в основном симпатические адренергические) активируются для сужения сосудов сопротивления и увеличения системного сосудистого сопротивления. Если органу требуется больше кровотока и доставки кислорода (например, работающей мышце), то преобладают вазодилатационные механизмы, которые подавляют вазоконстрикторные воздействия. Таким образом, конкуренция между вазоконстрикторными и вазодилатационными воздействиями может рассматриваться как конкуренция между поддержанием артериального давления и перфузией органов [23].

Сосудистый тонус с инженерной точки зрения

Сосудистый тонус определяет степень сужения или расширения кровеносных сосудов, включая артерии и вены. Он играет ключевую роль в контроле артериального давления и распределения крови по тканям и органам организма.

С биомедицинской инженерной точки зрения понимание сосудистого тонуса важно для разработки терапевтических стратегий для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, а также для проектирования биомеханических моделей кровеносной системы.

Влияние на сосудистый тонус имеют различные факторы, включая уровень оксида азота, эндотелина и простагландинов в крови, а также нейрогуморальные стимулы [24]. Понимание этих механизмов позволяет инженерам разрабатывать

более эффективные медицинские устройства и лекарственные средства для контроля артериального давления.

С точки зрения инженерии тканей и протезирования сосудистый тонус также важен для проектирования и создания искусственных кровеносных сосудов. Такие искусственные сосуды должны имитировать природные свойства сосудов, включая их способность к сужению и расширению в ответ на различные стимулы [25].

Сосудистый тонус с медицинской точки зрения

С медицинской точки зрения сосудистый тонус относится к степени упругости и напряженности стенок кровеносных сосудов [26]. Это основной фактор, определяющий артериальное давление и распределение крови в организме.

Сосудистый тонус контролируется автономной нервной системой и различными гормонами. Симпатическая нервная система обычно увеличивает сосудистый тонус, сужая сосуды и повышая артериальное давление. Этот процесс называется вазоконстрикцией [23]. Напротив, парасимпатическая нервная система снижает сосудистый тонус, расширяя сосуды и снижая артериальное давление -процесс, известный как вазодилатация [27].

Различные гормоны и другие вещества также влияют на сосудистый тонус. Например, эндотелий (внутренний слой кровеносных сосудов) вырабатывает оксид азота, который уменьшает сосудистый тонус, вызывая вазодилатацию. С другой стороны, эндотелин - это мощный вазоконстриктор, вырабатываемый эндотелием [28].

Сосудистый тонус с точки зрения фармакологических и химических наук

С точки зрения фармакологии и химии сосудистый тонус относится к степени сокращения гладкомышечных клеток в стенках кровеносных сосудов, что напрямую влияет на диаметр сосуда и, следовательно, на кровяное давление и общее кровообращение [29], [30]. Этот процесс контролируется различными физиологическими и биохимическими механизмами, которые могут быть модулированы фармакологическими средствами.

В центре этих механизмов находятся вещества, такие как оксид азота, простагландины и эндотелины, которые вырабатываются эндотелием -

внутренним слоем кровеносных сосудов [31]. Оксид азота стимулирует расслабление гладкомышечных клеток, ведущее к вазодилатации и снижению сосудистого тонуса. С другой стороны, эндотелины - это мощные вазоконстрикторы, которые увеличивают сосудистый тонус [32].

Фармакологические вмешательства в эти процессы могут быть использованы для контроля сосудистого тонуса и лечения различных состояний, таких как гипертония, ишемическая болезнь сердца и сердечная недостаточность. Например, нитраты и ингибиторы фосфодиэстеразы увеличивают уровень оксида азота, ведущий к вазодилатации, в то время как блокаторы рецепторов эндотелина предотвращают вазоконстрикцию, вызванную эндотелинами [33].

1.2 Типы тонуса сосудов и его изменение при заболеваниях

Сосудистый тонус может быть классифицирован в зависимости от направления изменения: вазоконстрикция (увеличение тонуса и сужение сосуда) и вазодилатация (уменьшение тонуса и расширение сосуда), как показано на Рисунке 1.2.

Вазоконстрикция: Этот тип тонуса сосудов происходит в ответ на различные стимулы, включая симпатическую нервную активность, низкую температуру, гормоны, такие как адреналин, норадреналин и ангиотензин II, и некоторые простагландины. Вазоконстрикция играет ключевую роль в поддержании артериального давления, особенно при потере крови или обезвоживании. Однако повышенная вазоконстрикция может привести к гипертонии и другим сердечнососудистым заболеваниям [34].

Вазодилатация: Происходит в ответ на повышенную температуру, низкую кислородную среду (гипоксию), парасимпатическую нервную активность и вещества, такие как оксид азота, простагландины и некоторые кинины. Вазодилатация помогает увеличить приток крови к тканям, требующим больше кислорода или питательных веществ. Однако недостаточная вазодилатация может привести к ишемии или недостаточности кровообращения в органах или тканях [35].

Рисунок 1.2.

Вазоконстрикция и вазодилатация.

При заболеваниях, таких как гипертония, атеросклероз и диабет, сосудистый тонус может быть нарушен. Например, при гипертонии обычно наблюдается повышенный сосудистый тонус или вазоконстрикция. Это может быть связано с повышенной активностью симпатической нервной системы или с отклонениями в выработке или действии вазоактивных веществ, таких как оксид азота и эндотелин [36].

При заболеваниях, таких как атеросклероз, сосудистый тонус также может быть нарушен. Атеросклероз характеризуется образованием бляшек в артериальных стенках, которые могут снизить гибкость и упругость сосудов. Это может ограничить их способность к вазодилатации и увеличить сосудистый тонус, что приводит к повышенному артериальному давлению и риску сердечнососудистых заболеваний, таких как инфаркт миокарда и инсульт [37].

При диабете могут возникать проблемы с сосудистым тонусом из-за повреждения эндотелия и нервной системы, что приводит к дисфункции сосудов. Это может увеличить сосудистый тонус и привести к ухудшению кровообращения, особенно в конечностях, что может вызвать диабетическую нейропатию и периферическую артериальную болезнь [38].

1.3 Инструментальные методы и средства исследования параметров

тонуса сосудов 1.3.1 Неинвазивные методы и средства

Неинвазивные методы исследования сосудистого тонуса стали более доступными и широко применяемыми в последние годы.

Допплеровская ультразвуковая ангиография

Допплеровская ультразвуковая ангиография является мощным инструментом для оценки тонуса сосудов, не только измеряя скорость и направление потока крови, но и предоставляя информацию о структуре и эластичности сосудистой стенки. Этот метод позволяет наблюдать изменения в просвете сосудов в реальном времени, что может быть критически важно при исследовании вазомоторных откликов на фармакологические средства или физиологические стимулы.

Также, Допплеровская ультразвуковая ангиография может быть использована для выявления нарушений в микроциркуляции и для мониторинга эффективности терапевтических интервенций, направленных на коррекцию сосудистого тонуса. Метод особенно полезен в исследованиях, где необходима непрерывная и динамическая оценка сосудистого тонуса без необходимости проведения инвазивных процедур (Рисунок 1.3) [39].

Рисунок 1.3. Допплеровская ультразвуковая ангиография. Фотоплетизмография

Метод мониторинга кровотока, который опирается на анализ интенсивности света, прошедшего сквозь ткани или рассеянного ими [40]. Существуют два подхода для получения фотоплетизмографического сигнала: трансиллюминационный и отражательный. В первом подходе изменения в уровне кровенаполнения модулируют интенсивность света, проходящего через ткани. Во втором подходе изменения в кровенаполнении модулируют интенсивность света, рассеянного тканями в обратном направлении. Второй метод более практичен, так как датчик можно разместить на разных частях поверхности тела. Фотоплетизмографический сигнал стабильно фиксируется при долгосрочном мониторинге, методика регистрации проста, удобна для пациента и не влияет на гемодинамику. Этот метод успешно применяется в исследованиях сердечно-сосудистой системы [41], [42]. Однако, к его недостаткам можно отнести отсутствие надежных методов калибровки сигнала по показателям кровообращения, что делает измеренные значения полезными только при сравнении с исходными данными или данными с симметричных участков. Метод может быть использован для оценки сосудистого тонуса (Рисунок 1.4.) [43].

к.

Рисунок 1.4.

Использование фотопластизмографии как методики для оценки жесткости

сосудистых стенок и измерения сосудистого тонуса [44]. Измерение скорости пульсовой волны

Измерение скорости пульсовой волны представляет собой другой важный метод в оценке сосудистого тонуса. Этот метод анализирует скорость распространения пульсовой волны, что может быть индикатором изменений в жесткости сосудов и, следовательно, сосудистом тонусе (Рисунок 1.5).

Скорость пульсовой волны может быть использована для оценки гемодинамических параметров, таких как сосудистое сопротивление. Это особенно полезно в исследованиях по артериальной гипертонии, атеросклерозе и других сосудистых заболеваниях, где сосудистый тонус играет ключевую роль.

Этот метод также полезен для мониторинга эффективности лечения, направленного на модуляцию сосудистого тонуса, и может быть интегрирован в комплексные исследования с использованием других методик, таких как Допплеровская ультразвуковая ангиография, для более полного понимания васкулярной физиологии. [11].

Рисунок 1.5.

Измерение скорости пульсовой волны [45].

Wall Tracking System

Системы реального времени для мониторинга состояния сосудистых стенок являются ключевым инструментом в оценке сосудистого тонуса. Эти системы, использующие передовые методы визуализации, такие как ультразвук и МРТ, предоставляют изображения сосудистых стенок на разных этапах сердечного цикла. Специализированные алгоритмы анализируют движение и деформацию стенок для вычисления важных параметров, включая толщину интимы-среды и

радиальные и осевые смещения. Эти данные служат индикаторами жесткости артерий и, соответственно, сосудстого тонуса [13]. Некоторые из этих систем даже интегрируют алгоритмы машинного обучения для автоматического определения и оценки диаметра артериальных стенок, а также для анализа временных изменений в сосудистом тонусе. Коррелируя эти данные с уровнем артериального давления и сравнивая их в разных популяционных группах, медицинские специалисты могут получить комплексный обзор состояния сосудов [15].

Такие подходы имеют значительный потенциал для ранней диагностики сосудистых заболеваний, мониторинга эффективности лечения и оценки риска кардиоваскулярных событий. В целом, системы мониторинга сосудистых стенок представляют собой переход к новой парадигме в оценке сосудистого тонуса, что имеет важные последствия для диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Рисунок 1.6.

Изображение смещения стенки сонной артерии, оцененное по данным ультразвукового исследования в ^режиме с использованием отслеживания

областей и сопоставления блоков [46].

1.3.2 Инвазивные методы и средства

Инвазивные методы требуют вмешательства в организм, но обеспечивают более точные измерения. Они включают:

Катетеризация артерий представляет собой инвазивный метод измерения сосудистого тонуса, в котором катетер вводится прямо в артерию для непосредственного измерения внутрисосудистого давления (Рисунок 1.7). Этот метод предоставляет высокую точность данных и позволяет провести более детальный анализ гемодинамических параметров, таких как среднее артериальное давление, пульсовое давление и скорость пульсовой волны.

Катетеризация артерий часто используется в клинической практике для диагностики и лечения различных сосудистых заболеваний, таких как гипертония, атеросклероз или стенозы сосудов. Она также применяется в научных исследованиях для изучения физиологических механизмов регуляции сосудистого тонуса и оценки эффективности новых фармакологических агентов или хирургических методов коррекции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хаммуд Ахмад, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Spending on Cardiovascular Disease and Cardiovascular Risk Factors in the United States: 1996 to 2016 / M. Birger. [et al.] // Circulation, vol. 144, no. 4. P. 271-282, Jul. 2021, doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.053216.

2. Current Perspectives on Arterial Stiffness and Pulse Pressure in Hypertension and Cardiovascular Diseases / M. E. Safar. [et al.] // Circulation, vol. 107, no. 22. P. 2864-2869, Jun. 2003, doi: 10.1161/01.CIR.0000069826.36125.B4.

3. Endothelial Function / A. Lerman and A. M. Zeiher // Circulation, vol. 111, no. 3. P. 363-368, Jan. 2005, doi: 10.1161/01.CIR.0000153339.27064.14.

4. JEndothelial Function and Dysfunction / E. Deanfield, J. P. Halcox, and T. J. Rabelink // Circulation, vol. 115, no. 10. P. 1285-1295, Mar. 2007, doi: 10.1161/CIRCULATI0NAHA.106.652859.

5. Improved Arterial Compliance by a Novel Advanced Glycation End-Product Crosslink Breaker / D. A. Kass et al. // Circulation, vol. 104, no. 13. P. 1464-1470, Sep. 2001, doi: 10.1161/hc3801.097806.

6. Noninvasive Assessment of Arterial Stiffness and Risk of Atherosclerotic Events / J. J. Oliver and D. J. Webb // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., vol. 23, no. 4. P. 554-566, Apr. 2003, doi: 10.1161/01.ATV.0000060460.52916.D6.

7. The endogenous peptide apelin potently improves cardiac contractility and reduces cardiac loading in vivo / E. Ashley . [et al.] // Cardiovasc. Res., vol. 65, no. 1. P. 73-82, Jan. 2005, doi: 10.1016/j.cardiores.2004.08.018.

8. Validation of a Generalized Transfer Function to Noninvasively Derive Central Blood Pressure During Exercise / J. E. Sharman . [et al.] // Hypertension, vol. 47, no. 6. P. 1203-1208, Jun. 2006, doi: 10.1161/01.HYP.0000223013.60612.72.

9. Relation of Arterial Stiffness to Left Ventricular Diastolic Function and Cardiovascular Risk Prediction in Patients >65 Years of Age / W. P. Abhayaratna . [et al.] // Am. J. Cardiol., vol. 98, no. 10. P. 1387-1392, Nov. 2006, doi: 10.1016/j.amjcard.2006.06.035.

10. Clinical applications of arterial stiffness, Task Force III: recommendations for user procedures / L. M. Van Bortel. [et al.] // Am. J. Hypertens., vol. 15, no. 5. P. 445452, May 2002, doi: 10.1016/S0895-7061(01)02326-3.

11. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications / S. Laurent. [et al.] // Eur. Heart J., vol. 27, no. 21. P. 2588-2605, Sep. 2006, doi: 10.1093/eurheartj/ehl254.

12. Aortic Stiffness: Current Understanding and Future Directions / J. L. Cavalcante. [et al.] // J. Am. Coll. Cardiol., vol. 57, no. 14. P. 1511-1522, Apr. 2011, doi: 10.1016/j.jacc.2010.12.017.

13. Automated detection of local artery wall thickness based on M-line signal processing / J. L. Cavalcante. [et al.] // Ultrasound Med. Biol., vol. 23, no. 7. P. 10171023, 1997.

14. The effect of cholesterol lowering on carotid and femoral artery wall stiffness and thickness in patients with familial hypercholesterolemia / Smilde, V. [et al.] // Eur. J. Clin. Invest., vol. 30, no. 6. P. 473-480, 2000.

15. Vessel wall tracking based on the modified autocorrelation estimator / S. I. Rabben. [et al.] // in 2002 IEEE Ultrasonics Symposium, 2002. Proceedings., IEEE, 2002. P. 1787-1790.

16. Methods for evaluating endothelial function: a position statement from the European Society of Cardiology Working Group on Peripheral Circulation / J. Lekakis . [et al.] // Eur. J. Cardiovasc. Prev. Rehabil., vol. 18, no. 6. P. 775-789, Dec. 2011, doi: 10.1177/1741826711398179.

17. Biotechnical System of Electromagnetic Therapy of Lower Limb Blood Circulation Disorders / L. A. Shamkina // Ph.D. Thesis, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia, 2009.

18. Development of a Computer System for Biosynchronized Electromagnetic Impact. / P. V. Luzhnov // Ph.D. Thesis, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia, 2005.

19. Биотехническая система многоканальных электроимпедансных исследований параметров гемодинамики головного мозга / Е. М. Астапенко // диссертация, МГТУ им Баумана, 2012.

20. EDRF coordinates the behaviour of vascular resistance vessels / T. M. Griffith. [et al.] // Nature, vol. 329, no. 6138. P. 442-445, 1987.

21. Cardiovascular Physiology Concepts / R. Klabunde // Lippincott Williams & Wilkins, 2011.

22. Human physiology: an integrated approach / Silverthorn, D.U. [et al.] // Indianapolis, IN: Pearson Education; 2013.

23. Guyton and Hall textbook of medical physiology, 13th edition / J. E. Hall // Philadelphia, PA: Elsevier, 2016.

24. The L-Arginine-Nitric Oxide Pathway / Salvador Moncada, and Annie Higgs // New England journal of medicine, 329(27). P.2002-2012. doi: 10.1056/NEJM199312303292706.

25. Strategies and Techniques to Enhance the In Situ Endothelialization of Small-Diameter Biodegradable Polymeric Vascular Grafts / A. J. Melchiorri, N. Hibino, and J. P. Fisher // Tissue Eng. Part B Rev., vol. 19, no. 4. P. 292-307, Aug. 2013, doi: 10.1089/ten.teb.2012.0577.

26. On the physical equilibrium of small blood vessels / A. C. Burton // Am. J. Physiol.-Leg. Content, vol. 164, no. 2. P. 319-329, 1951.

27. Nitric Oxide Is Responsible for Flow-Dependent Dilatation of Human Peripheral Conduit Arteries In Vivo / R. Joannides [et al.] // Circulation, vol. 91, no. 5. P. 1314-1319, Mar. 1995, doi: 10.1161/01.CIR.91.5.1314.

28. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells / M. Yanagisawa et al. // Nature, vol. 332, no. 6163. P. 411-415, Mar. 1988, doi: 10.1038/332411a0.

29. ADP receptor P2Y12 is expressed in vascular smooth muscle cells and stimulates contraction in human blood vessels / A.-K. Wihlborg. [et al.] // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., vol. 24, no. 10. P. 1810-1815, 2004.

30. Cellular mechanisms involved in the vascular myogenic response / G. A. Meininger and M. J. Davis // Am. J. Physiol.-Heart Circ. Physiol., vol. 263, no. 3. P. H647-H659, 1992.

31. Nitric oxide synthases: regulation and function / U. Forstermann and W. C. Sessa // Eur. Heart J., vol. 33, no. 7. P. 829-837, Apr. 2012, doi: 10.1093/eurheartj/ehr304.

32. Endothelin / A. P. Davenport. [et al.] // Pharmacol. Rev., vol. 68, no. 2. P. 357-418, Apr. 2016, doi: 10.1124/pr.115.011833.

33. Cerebral Blood Flow Regulation by Nitric Oxide: Recent Advances / N. Toda, K. Ayajiki, and T. Okamura // Pharmacol. Rev., vol. 61, no. 1. P. 62-97, Mar. 2009, doi: 10.1124/pr.108.000547.

34. Medical Physiology: A Systems Approach. / H. Raff and M. Levitzky, // McGraw-Hill, 2011.

35. The discovery of nitric oxide and its role in vascular biology: The discovery of nitric oxide and its role in vascular biology / S. Moncada and E. A. Higgs // Br. J. Pharmacol., vol. 147, no. S1. P. S193-S201, Jan. 2006, doi: 10.1038/sj.bjp.0706458.

36. Vasodilation to acetylcholine in primary and secondary forms of human hypertension. / S. Taddei. [et al.] // Hypertension, vol. 21, no. 6_pt_2. P. 929-933, Jun. 1993, doi: 10.1161/01.HYP.21.6.929.

37. Atherosclerosis — An Inflammatory Disease / R. Ross // N. Engl. J. Med., vol. 340, no. 2. P. 115-126, Jan. 1999, doi: 10.1056/NEJM199901143400207.

38. Emerging drugs for diabetic neuropathy / A. A. Tahrani, T. Askwith, and M. J. Stevens // Expert Opin. Emerg. Drugs, vol. 15, no. 4. P. 661-683, Dec. 2010, doi: 10.1517/14728214.2010.512610.

39. Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging / P. Pignoli. [et al.] // Circulation, vol. 74, no. 6. P. 1399-1406, Dec. 1986, doi: 10.1161/01.CIR.74.6.1399.

40. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Теория и проектирование / Е. П. Попечителев and Н. А. Кореневский // 2002.

41. A microprocessor based photoplethysmograph for use in clinical practice / I. P. Wright, M. Griffiths, and C. Childs // Anaesthesia, vol. 50, no. 10. P. 875-878, 1995.

42. Total compliance method and apparatus for noninvasive arterial blood pressure measurement / J. S. Clark and S. Sun // US5423322A, Jun. 13, 1995 Accessed: Aug. 27, 2023. Online. . Available: https://patents.google.com/patent/US5423322A/en

43. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement / J. Allen // Physiol. Meas., vol. 28, no. 3. P. R1-R39, Mar. 2007, doi: 10.1088/0967-3334/28/3/R01.

44. Multimodal Photoplethysmography-Based Approaches for Improved Detection of Hypertension / K. Welykholowa . [et al.] // J. Clin. Med., vol. 9, no. 4, Art. no. 4, Apr. 2020, doi: 10.3390/jcm9041203.

45. Advances in diagnostic imaging for peripheral arterial disease / G. L. Tang, J. Chin, and M. R. Kibbe // Expert Rev. Cardiovasc. Ther., vol. 8, no. 10. P. 1447-1455, Oct. 2010, doi: 10.1586/erc.10.134.

46. Beat-to-beat estimation of stroke volume using impedance cardiography and artificial neural network / S. M. M. [et al.] // Med. Biol. Eng. Comput., vol. 56, no. 6. P. 1077-1089, Jun. 2018, doi: 10.1007/s11517-017-1752-5.

47. McDonald's Blood Flow in Arteries: Theoretical, Experimental and Clinical Principles / C. Vlachopoulos, M. O'Rourke, and W. W. Nichols // CRC Press, 2011.

48. Intravascular Ultrasound: Novel Pathophysiological Insights and Current Clinical Applications / S. E. Nissen and P. Yock // Circulation, vol. 103, no. 4. P. 604616, Jan. 2001, doi: 10.1161/01.CIR.103.4.604.

49. Intravascular Ultrasound-guided Versus Angiography-guided Percutaneous Coronary Intervention: Evidence from Observational Studies and Randomized Controlled Trials / X.-F. Gao // US Cardiology Review 2020;14:e03.

50. Multichannel bioimpedance spectroscopy: instrumentation methods and design principles. in Thesis on informatics and system engineering, no. 52. / P. Annus // Tallinn: TUT Press, 2009.

51. Multi-Channel Bioimpedance System for Detecting Vascular Tone in Human Limbs: An Approach / A. Hammoud. [et al.] // Sensors, vol. 22, no. 1, Art. no. 1, Jan. 2022, doi: 10.3390/s22010138.

52. Wearable Photoplethysmographic Sensors—Past and Present / T. Tamura. [et al.] // Electronics, vol. 3, no. 2. P. 282-302, Apr. 2014, doi: 10.3390/electronics3020282.

53. Unobtrusive Sensing and Wearable Devices for Health Informatics / Y.-L. Zheng. [et al.] // IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 61, no. 5. P. 1538-1554, May 2014, doi: 10.1109/TBME.2014.2309951.

54. Capillary Blood Cell Velocity in Human Skin Capillaries Located Perpendicularly to the Skin Surface: Measured by a New Laser Doppler Anemometer / M. Stücker. [et al.] // Microvasc. Res., vol. 52, no. 2. P. 188-192, Sep. 1996, doi: 10.1006/mvre.1996.0054.

55. How to perform and interpret capillaroscopy / M. Cutolo, A. Sulli, and V. Smith // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol., vol. 27, no. 2. P. 237-248, Apr. 2013, doi: 10.1016/j.berh.2013.03.001.

56. Condition monitoring by thermography / B. McQueen Smith // NDT Int., vol. 11, no. 3. P. 121-122, Jun. 1978, doi: 10.1016/0308-9126(78)90020-2.

57. Phase Contrast MRI Suggests an Internal Carotid Vascular Tone Alteration in Migraines / J. Deverdun. [et al.] // Neuropediatrics, vol. 50, no. 04. P. 244-247, Aug. 2019, doi: 10.1055/s-0039-1692215.

58. Fundamentals of impedance cardiography / R. P. Patterson // IEEE Eng. Med. Biol. Mag., vol. 8, no. 1. P. 35-38, Mar. 1989, doi: 10.1109/51.32403.

59. Measurement of blood flow by ultrasound: Accuracy and sources of error / R. W. Gill // Ultrasound Med. Biol., vol. 11, no. 4. P. 625-641, Jul. 1985, doi: 10.1016/0301-5629(85)90035-3.

60. Optical Coherence Tomography / D. Huang. [et al.] // Science, vol. 254, no. 5035. P. 1178-1181, Nov. 1991, doi: 10.1126/science.1957169.

61. Основы электроплетизмографии / Скотников В.В. // Медицина.

62. Разработка технологии и аппаратов электрической поляризации трансплантатов и электромагнитной обработки костной ткани для улучшения условий регенерации / С. И. Щукин // Автореф., Москва:, 1984.

63. Реография в клинической практике / М. А. Ронкин and Л. Б. Иванов // Москва: МБН, 1997.

64. Evaluation of the Information Content for Determining the Vascular Tone Type of the Lower Extremities in Varicose Veins: A Case Study / A. Hammoud. [et al.] // Biosensors, vol. 13, no. 1, p. 96, Jan. 2023, doi: 10.3390/bios13010096.

65. Система для неинвазивной комплексной диагностики состояния кровообращения конечностей / В. Г. Зубенко // Дисс.... канд. техн. наук, Москва:, 1994.

66. Аппаратное обеспечение импедансных реокардиомониторных систем / М. Г. Светашев // Дисс.... канд. техн. наук, Москва:, 1999.

67. Оценка влияния конфигурация электродов на точность измерения биоимпеданса при исследовании тонуса сосудов / Хаммуд, А. [и др.] // Физические Основы Приборостроения, 10 (4), 2021, С.22-27.

68. Лекции по клинической реографии / Л. Б. Иванов and В. А. Макаров // Москва: Антидор, 2000.

69. A Comparison of Wearable Tonometry, Photoplethysmography, and Electrocardiography for Cuffless Measurement of Blood Pressure in an Ambulatory Setting / R. Mieloszyk et al. // IEEE J. Biomed. Health Inform., vol. 26, no. 7. P. 28642875, Jul. 2022, doi: 10.1109/JBHI.2022.3153259.

70. The theory and fundamentals of bioimpedance analysis in clinical status monitoring and diagnosis of diseases / S. F. Khalil, M. S. Mohktar, and F. Ibrahim // Sensors, vol. 14, no. 6. P. 10895-10928, Jun. 2014, doi: 10.3390/s140610895.

71. Sensitivity field distributions for segmental bioelectrical impedance analysis based on real human anatomy / Danilov AA [et al.] // InJournal of physics: conference Series 2013 Apr 18 (Vol. 434, No. 1, p. 012001). IOP Publishing.

72. Sensitivity of bioelectrical impedance to detect changes in human body composition / R. Ross. [et al.] // J. Appl. Physiol. Bethesda Md 1985, vol. 67, no. 4. P. 1643-1648, Oct. 1989, doi: 10.1152/jappl.1989.67.4.1643.

73. Validation of tetrapolar bioelectrical impedance method to assess human body composition / H. C. Lukaski. [et al.] // J. Appl. Physiol. Bethesda Md 1985, vol. 60, no.

4. P. 1327-1332, Apr. 1986, doi: 10.1152/jappl.1986.60.4.1327.

74. Automatic Bio-impedance Signal Analysis: Smoothing Processes Efficacy Evaluation in Determining the Vascular Tone Type / Hammoud A. [et al.] // In 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). P. 0113-0116. IEEE, 2021.

75. Hemodynamic parameters to guide fluid therapy / P. E. Marik, X. Monnet, and J.-L. Teboul // Ann. Intensive Care, vol. 1, no. 1, p. 1, Mar. 2011, doi: 10.1186/2110-58201-1.

76. Bioelectrical Impedance Methods for Noninvasive Health Monitoring: A Review / T. K. Bera // J. Med. Eng., vol. 2014, p. e381251, Jun. 2014, doi: 10.1155/2014/381251.

77. Effect of High-Flow Nasal Cannula and Body Position on End-Expiratory Lung Volume: A Cohort Study Using Electrical Impedance Tomography / J. Riera. [et al.] // Respir. Care, vol. 58, no. 4. P. 589-596, Apr. 2013, doi: 10.4187/respcare.02086.

78. The contribution of the lungs to thoracic impedance measurements: a simulation study based on a high resolution finite difference model / F. Yang and R. P. Patterson // Physiol. Meas., vol. 28, no. 7. P. S153-S161, Jul. 2007, doi: 10.1088/0967-3334/28/7/S12.

79. A Simulation Study on the Effect of Thoracic Conductivity Inhomogeneities on Sensitivity Distributions / F. Yang and R. P. Patterson // Ann. Biomed. Eng., vol. 36, no.

5. P. 762-768, May 2008, doi: 10.1007/s10439-008-9469-0.

80. Wearable Bioimpedance Measurement for Respiratory Monitoring During Inspiratory Loading / D. Blanco-Almazan. [et al.] // IEEE Access, vol. 7. P. 89487-89496, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2926841.

81. Development of an Instrumentation Amplifier for Rheographic Measurements / E. Drozhzhennikova, A. Kobelev, and I. Sergeev // in 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), Yekaterinburg, Russia: IEEE, May 2021. P. 0110-0112. doi: 10.1109/USBEREIT51232.2021.9454966.

82. Model-based Assessment of Brachial Artery Diameter From Electrical Impedance Measurement / A. Mugeb and A. Larvushkin // in 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), Yekaterinburg, Russia: IEEE, May 2021. P. 0098-0101. doi: 10.1109/USBEREIT51232.2021.9455041.

83. Derivatives of Pearson Correlation for Gradient-based Analysis of Biomedical Data / M. Strickert. [et al.] // Intel. Artif., vol. 12, no. 37, p. 562, Mar. 2008, doi: 10.4114/ia.v12i37.956.

84. Методы выделения респираторного паттерна в системах неинвазивного мониторинга параметров центральной гемодинамики / К. Р. Беляев and Н. Ю. Кузьминых // Биомедицинская Радиоэлеектроника, no. 3, 1999.

85. Comparison of Smoothing Filters in Analysis of EEG Data for the Medical Diagnostics Purposes / A. Kawala-Sterniuk. [et al.] // Sensors, vol. 20, no. 3, Art. no. 3, Jan. 2020, doi: 10.3390/s20030807.

86. Development of Numerical Methods for Signal Smoothing and Noise Modeling in Single Wire-Based Electrochemical Biosensors / W. D. Gonçalves, A. J. C. Lanfredi, and F. N. Crespilho // J. Phys. Chem. C, vol. 115, no. 32. P. 16172-16179, Aug. 2011, doi: 10.1021/jp204180e.

87. An Improved Signal Segmentation Using Moving Average and Savitzky-Golay Filter / H. Azami, K. Mohammadi, and B. Bozorgtabar // J. Signal Inf. Process., vol. 3. P. 39-44, Jan. 2012, doi: 10.4236/jsip.2012.31006.

88. The Use of Electrical Impedance Research Method to Assess the Heart Response to Drug Treatment / A. Malakhov. [et al.] // in 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), May 2020. P. 48-50. doi: 10.1109/USBEREIT48449.2020.9117759.

89. Algorithm for detecting HCM signs based on the precordial rheocardial signals analysis / A. I. Malakhov. [et al.] // AIP Conf. Proc., vol. 2140, no. 1, p. 020042, Aug. 2019, doi: 10.1063/1.5121967.

90. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures. / Savitzky, A. and Golay, M.J. // Analytical chemistry, 36(8). P. 1627-1639

91. EEG signal enhancement using cascaded S-Golay filter / S. Agarwal. [et al.] // Biomed. Signal Process. Control, vol. 36. P. 194-204, Jul. 2017, doi: 10.1016/j.bspc.2017.04.004.

92. Locally Weighted Regression: An Approach to Regression Analysis by Local Fitting / Journal of the American Statistical Association // Vol 83, No 403." https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01621459.1988.10478639 (accessed May 27, 2023).

93. Spectral noise removal by new digital smoothing routine / C. Battistoni, G. Mattogno, and G. Righini // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., vol. 74, no. 2. P. 159166, Oct. 1995, doi: 10.1016/0368-2048(95)02363-1.

94. Binomial smoothing filter: A way to avoid some pitfalls of least-squares polynomial smoothing / P. Marchand and L. Marmet // Rev. Sci. Instrum., vol. 54. P. 1034-1041, Sep. 1983, doi: 10.1063/1.1137498.

95. Программа для полуавтоматического выделения характерных точек сигнала биоимпеданса: №2 2022665531: опубл. 31.08.2022 / А. Хаммуд, З. Шахин, С. И. Щукин // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2 2022666364 Российская Федерация. заявитель Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. - EDN KJFRUV.

96. Impedance plethysmography as a tool for assessing exertion-related blood flow changes in the lower limbs in healthy subjects / E. Irzmanska, G. Padula, and R. Irzmanski // Measurement, vol. 47. P. 110-115, 2014.

97. Impedance plethysmography-based method in the assessment of subclinical atherosclerosis / M. Haapala et al. // Atherosclerosis, vol. 319. P. 101-107, 2021.

98. Study Concerning the Efficiency of the Reflex Massage in the Treatment of Varicose Veins / A. - L. Cojocaru and D. M.- Danila // Procedia - Soc. Behav. Sci., vol. 117. P. 559-565, Mar. 2014, doi: 10.1016/j.sbspro.2014.02.262.

99. A Report to the National Institutes of Health on Alternative Medical Systems and Practices in the United States / E. M. Horizons // US Government Printing Office Washington, DC, 1992.

100. Comprehensive hypertension / G. Y. H. Lip and J. E. Hall, Eds. // Philadelphia, Pa: Mosby Elsevier, 2007.

101. HeartPy: A novel heart rate algorithm for the analysis of noisy signals / P. Van Gent. [et al.] // Transp. Res. Part F Traffic Psychol. Behav., vol. 66. P. 368-378, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.trf.2019.09.015.

102. Low-Cost and Portable Impedance Plethysmography System for the Simultaneous Detection of Respiratory and Heart Activities / E. Piuzzi. [et al.] // IEEE Sens. J., vol. 19, no. 7. P. 2735-2746, Apr. 2019, doi: 10.1109/JSEN.2018.2887303.

103. Respiratory-Induced Hemodynamic Changes Measured by Whole-Body Multichannel Impedance Plethysmography / P. Langer et al. // Physiol. Res.. P. 571-581, Aug. 2018, doi: 10.33549/physiolres.933778.

104. Extraction of Respiratory Patterns Using Thoracic Bio-Impedance Channels A. Hammoud. [et al.] // in 2022 Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), Yekaterinburg, Russian Federation: IEEE, Sep. 2022. P. 074-077. doi: 10.1109/USBEREIT56278.2022.9923339.

105. First- and third-order models for determining arterial compliance / S. M. Finkelstein and J. N. Cohn // J. Hypertens., vol. 10, no. Suppliment, p. 11-14, Aug. 1992, doi: 10.1097/00004872-199208001-00004.

106. Lower limb massage in humans increases local perfusion and impacts systemic hemodynamics / L. Monteiro Rodrigues. [et al.] // J. Appl. Physiol., vol. 128, no. 5. P. 1217-1226, May 2020, doi: 10.1152/japplphysiol.00437.2019.

107. Principles and practice of sleep medicine, 5th ed / M. H. Kryger, T. Roth, and W. C. Dement // Philadelphia, PA: Saunders/Elsevier, 2011.