Разработка алгоритмов и устройств для изучения механики сокращения миокарда в эксперименте и в интактном сердце тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.16, кандидат физико-математических наук Соколов, Сергей Юрьевич

• Соколов, Сергей Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Соколов, Сергей Юрьевич

Введение

I Обзор литературы

1. 1 Методы исследования биомеханики изолированного миокарда

1.2 Математическая модель механической активности миокарда

1.3 Обзор современных методов оценивания кинематики и динамики миокарда в интактном сердце.

1.4 Методы обработки видеоизображений, получаемых в ходе медицинских исследований.

II Измерительно-вычислительный комплекс для исследования сократительных свойств изолированного миокарда

2.1 Структура экспериментальной установки

2.2 Алгоритмы управления

2.2.1 Вводные замечания

2.2.2 Выбор математической модели мышцы

2.2.3 Режимы управления одиночными мышцами.

2.2.4 Структура системы управления мышцами.

2.2.5 Исследование точности и качества системы управления

III Алгоритмы управления дуплетами мышц

IV Измерительно-вычислительный комплекс для оценки кинематики сокращения и гемодинамики интактного сердца

4.1 Структура комплекса

4 .2 Алгоритмы первичной обработки исходных видеоизображений

4.3 Алгоритмы вторичной обработки

4 .4 Процедура полуавтоматической трассировки контуров камер сердца

V Разработка алгоритмов для анализа региональной сократимости миокарда

VI. Примеры использования разработанных алгоритмов при решении задач экспериментальной биологии и кардиологии

6.1. Экспериментальные исследования сократимости миокарда в неоднородных системах.

6.2. Исследования влияния механической асинхронности на насосную функцию сердца

6.3. Изучение кинематики фиброзного кольца митрального клапана

6.4. Изучение процесса ремоделирования кинематики левого желудочка при различных формах ИБС.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка алгоритмов и устройств для изучения механики сокращения миокарда в эксперименте и в интактном сердце»

Актуальность проблемы.

Математические методы и технические средства широко используются в научных исследованиях, в том числе и для изучения механических свойств активного миокарда. Однако до последнего времени применение сложных математических моделей сокращения сердечной мышцы, на основание которых обеспечивалось управление экспериментом, ограничивалось недостаточной мощностью вычислительной техники. В последнее десятилетие появилась принципиальная возможность повысить точность проведения экспериментов по исследованию механики сокращения миокарда. Это стало возможно, во-первых, в связи с бурным ростом вычислительной мощности современных компьютеров, что позволило использовать более сложные алгоритмы управления экспериментом. Во-вторых, появились новые подходы к математическому моделированию процессов, протекающих во время сокращения миокарда, основанные на описании взаимодействия внутренних структур мышечного волокна на молекулярном уровне.

Хорошо известно, что сердечная мышца обладает уникальной биологической способностью механического сокращения, то есть возможностью преобразования энергии химических реакций в механическую работу. Под сократимостью миокарда в общем случае принято понимать способность сердечной мышцы генерировать механическое напряжение и укорачиваться. Количественно оценить сократимость, значит, установить связь между параметрами механической активности миокарда (длина, сила, скорость укорочения и др.) и молекулярными процессами, контролирующими сократительный акт мышцы. Поскольку выполнение мышцами механической работы с одной стороны есть их функциональное предназначение и, во-вторых, является отражением их внутренней структуры, то корректная оценка сократимости миокарда есть актуальнейшая проблема современной физиологии сердца, экспериментальной и клинической кардиологии.

В эксперименте сократимость миокарда определяют на изолированных препаратах сердечных мышц. Для этого фрагменты сердечной стенки помещают в питательный раствор и подвергают механическим испытаниям в различных режимах нагрузки. В таких условиях открывается принципиальная возможность для точного контролирования механических переменных волокна и описания на их основе сократимости миокарда. Для этого определяют фундаментальные зависимости в миокарде, например, параметры связей «длина-сила» или «сила-скорость», которые характеризуют тот или иной молекулярный процесс. При этом, чем шире возможности исследователя для управления экспериментом, чем выше точность измерительных устройств, тем больше информативная ценность полученных данных о сократительной способности сердечной мышцы.

В интактном сердце оценка сократимости миокарда -задача далеко нетривиальная. Ее корректное решение усложняется двумя обстоятельствами. Первое обусловлено отсутствием возможности адекватного определения механических переменных в регионах сердечной стенки из-за ее анизотропии и сложной архитектуры залегания волокон. Второе, еств следствие первого и связано с наличием в сердце неразрывной связи между его конструктивными особенностями и свойствами материала, то есть сократительными свойствами сердечной мышцы. Из этого следует, что показатели насосной функции сердца, такие как давление, объем и их производные, не могут быть использованы для оценки сократимости миокарда в том смысле, который вкладывается в это понятие.

Появление современного рентгеновского и ультразвукового (УЗ) диагностического оборудования позволило сделать шаг вперед на пути к решению проблемы оценки сократимости миокарда в интактном сердце. Данные видеоизображений сердечных камер в нескольких сечениях позволяют детально проанализировать кинематику сердечной стенки. Использование современной цифровой техники для обработки изображений дало возможность произвести анализ регионального движения миокарда в стенке и получить сведения о связи этих процессов с другими показателями деятельности сердца в норме и патологии.

В настоящей работе сделана попытка на основе современных методов математического моделирования и цифровой обработки сигналов (изображений) разработать новые алгоритмы и устройства для исследования механики сокращения миокарда в экспериментальных условиях при решении фундаментальных задач физиологии сердца, и в клинических ситуациях при выполнении теоретических и диагностических задач в кардиологии.

Цель работы - повысить информативную ценность теоретических и клинических исследований механики сокращения миокарда за счет разработки новых алгоритмов и устройств для управления экспериментом и обработки данных диагностического обследования пациентов.

Исходя из указанной цели, нами были поставлены для решения следующие задачи:

1. Разработать управляющую систему и алгоритмы управления устройствами, позволяющую задавать произвольные режимы нагрузок сердечных мышц для оценки сократимости миокарда.

2. Разработать алгоритмы, позволяющие приблизить условия проведения эксперимента на изолированном миокарде к механическому поведению сердечной мышцы в интактном сердце (экспериментальное моделирование сердечного цикла, феномена механической неоднородности миокарда в сердце).

3. Разработать алгоритмы улучшения видеоизображения с учетом специфики исходных данных и целей исследования, и создать на их основе программно-аппаратный комплекс по вводу и обработке материалов УЗ и рентгеновских обследований.

4. Разработать методы оценки параметров механической деятельности сердечной стенки и гемодинамики сердца и кровеносных сосудов по данным УЗ и рентгеновских обследований.

5. Разработать методику оценки региональной сократимости миокарда в интактном сердце с максимально возможным учетом имеющейся информации.

Научная новизна.

1. На основе современных методов регистрации и управления параметрами механической активности мышц разработан измерительно-вычислительный управляющий комплекс для исследования механики сокращения изолированного мышечного волокна.

2. С учетом математической модели мышечного сокращения осуществлен синтез системы управления изолированной мышцей, позволяющей поддерживать заданные режимы нагрузки и укорочения с необходимой точностью.

3. Для исследования феномена механической неоднородности соседних регионов сердечной стенки разработан алгоритм, позволяющий моделировать параллельное или последовательное взаимодействия мышечных волокон, находящихся в различных экспериментальных установках.

4 . На основе современных методов регистрации и обработки видеоизображений разработан комплекс для улучшения качества исходных данных и анализа кардиологической информации «Дикор», позволяющий по данным УЗ и рентгеновских исследований проводить анализ кинематики сокращения и гемодинамических показателей интактного сердца.

5. Разработаны алгоритмы оценки региональной сократимости миокарда, учитывающие поведение сердечной стенки в течение всего кардиоцикла.

6. Разработаны методики оценки масштаба региональной механической неоднородности и асинхронности миокарда при различных сердечнососудистых заболеваниях.

Положения, выносимые на защиту.

1. Система управления изолированной мышцей, позволяющая поддерживать заданные режимы нагрузки и укорочения, разработанная с учетом модели мышечного сокращения.

2. Алгоритм управления мышцами, реализующий экспериментальное моделирование феномена механической неоднородности соседних регионов сердечной стенки.

3.Методы первичной обработки видеоизображений, позволяющие повысить их качество и диагностическую ценность.

4. Алгоритмы оценки региональной сократимости миокарда в интактном сердце.

5.Методика оценки масштаба региональной механической неоднородности и асинхронности миокарда.

Практическая ценность.

1.Разработанные алгоритмы и устройства для исследования сократительных свойств изолированных мышц и феномена механической неоднородности миокарда в сердце использовались в отделе биофизики Уральского государственного университета при выполнении НИР «Исследование механической неоднородности миокарда в интактном сердце», поддержанной на разных этапах грантами Международного научного фонда (Сороса), Российского правительства и Российского фонда фундаментальных исследований (№№ ^УЮО, 96-04-539, 99-04-48610) .

2.Разработанные алгоритмы и методики оценки региональной сократимости миокарда и гемодинамических показателей были использованы в совместных исследованиях, проводимых на базе НИИ трансплантологии и искусственных органов (г. Москва), НИИ охраны материнства и младенчества (г. Екатеринбург), отдела биофизики Уральского государственного университета, Уральской государственной медицинской академии, которые нашли отражение в двух докторских и двух кандидатских диссертациях.

3 . Разработанный программно-аппаратный дигитальный комплекс в виде программного продукта размещен и используется для проведения углубленной диагностики на базе отделений функциональной диагностики ГКБ №40 и ГКБ №25 (г. Екатеринбург), клиник НИИ ОММ и Уральской государственной медицинской академии, отделения рентгенофункциональной диагностики НИИ трансплантологии и искусственных органов (г. Москва).

4.Разработанный комплекс для исследования сократительных свойств изолированных мышц и феномена механической неоднородности миокарда в сердце и дигитальный комплекс используются в учебном процессе отдела биофизики Уральского государственного университета при подготовке студентов физического и биологического факультетов по специальности «Биологическая и медицинская физика».

Апробация работы.

Основные результаты работы в различной форме были доложены на 5 Всероссийских и 4 международных конференциях, обсуждены на заседаниях научно-методических советов Уральского государственного университета, Уральского государственного технического университета, Уральской государственной медицинской академии.

Публикации.

Основные результаты работы отражены в 17 печатных работах.

Объем и структура работы.

Работа содержит 154 страницы и состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы.

I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение диссертации по теме «Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)», Соколов, Сергей Юрьевич

Заключение.

С учетом математической модели сердечной мышцы разработаны алгоритмы и устройства, позволившие повысить точность управления экспериментом.

Проведенные экспериментальные и модельные испытания подтвердили, что разработанные алгоритмы обладают точностью задания нагрузок и укорочений мышц, необходимой для корректного исследования механики мышечного сокращения. Использование данной методики дало возможность получения новой информации о процессах регуляции мышечного сокращения, в частности, о взаимосвязи биохимических процессов, протекающих внутри мышечного волокна на белковом уровне, с их внешним проявлением в виде параметров механической активности мышцы.

Предложена методика экспериментального моделирования механической неоднородности миокарда путем объединения двух изолированных мышц в параллельный или последовательный дуплеты. Применение данной методики позволило получитв новые данные о механике сокращения неоднородных мышечных систем. В частности, установлена взаимосвязь между степенью асинхронизма возбуждения системы мышц и эффективностью ее работы.

Разработаны методы улучшения качества изображения, получаемого в ходе УЗ и рентгеновского обследований, позволившие повысить точность получаемой информации. Даны примеры использования и рекомендации по применения предложенных методов для обработки разных типов данных.

Применение новых методик оценки региональной сократимости миокарда дало возможность получения новых фактов о регуляции насосной и контрактилвной функций сердца. Так, например, использование многомерного пространственно-временного представления сердечного сокращения, в отличие от «традиционных» гемодинамических показателей, позволило установить связв между кинематикой движения стенок левого желудочка и энергетическими затратами миокарда при различных путях проведения возбуждения.

Использования нового подхода в исследовании механической неоднородности и асинхронности в интактном сердце позволило расширитв дифференциалвную диагностику сердечно-сосудистых заболеваний. Включение в многофакторный анализ в качестве классификационного признака расстояния между центрами многомерного пространственно-временного представления сердечных сокращений, соответствующих условной норме и исследуемому сокращению, повысило достоверность разбиения данных клинических обследований на группы, согласно установленным диагнозам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Соколов, Сергей Юрьевич, 2000 год

1. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 19 67, 780 с.

2. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Основы теории автоматического управления. М.: Физматгиз, 1966, 980 с.

3. Бляхман Ф.А. Устройство для исследования механических свойств мышцы. // A.C. № 1560094, Бюл. №16, 1990 (приоритет 06.07.88).

4. Бляхман Ф.А., Нафиков Х.М., Мархасин B.C., Изаков В. Я. Устройство для исследования механических свойств мышцы. //A.C. №445379, 26.01.1989.

5. Бляхман Ф.А., Мархасин B.C., Изаков В.Я., Нафиков Х.М. Устройство для исследования механических свойств мышцы. //A.C. №4638590, 27.07.89.

6. Бляхман Ф.А., Мархасин B.C., Шкляр Т.Ф. Устройство для исследования механических свойств мышцы. //A.C. № 4638591, 27.07.89.

7. Бляхман Ф.А. Устройство для исследования механических свойств мышцы. //A.C. № 1650088, Бюл. №19, 1991 (приоритет 10.05.89).

8. Бляхман Ф.А. Асинхронизм как модулятор сократимости миокарда и насосной функции левого желудочка. //Автореферат дисс. докт. Виол. Наук., Москва, НИИ Трансплантологии и искусственных органов, 1996.

9. Борисов А. Н. Цифровое моделирование в радиолокации. М.: Сов. Радио, 1975, 278 с.

10. Быков B.B. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: 1971, 326 с.

11. Годин Е.А. Устройство для измерения вязкоупругих свойств мышцы. //A.C. №1316655, 29.03.1984.

12. Дещеревский В. И. Математическая модель мышечного сокращения. М.: Наука, 1977, 256 с.

13. Домаркас В.Й., Пилецкас Э.Л. Ультразвуковая эхоскопия. Л.: Машиностроение, 1988, 274 с.

14. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. М.: Мир, 1976, 512 с.

15. Изаков В.Я и др. Биомеханика сердечной мышцы. М.: Наука, 1981, 368 с.

16. Изаков В.Я., Мархасин B.C. и др. Клеточный механизм феномена Франка-Старлинга. //Успехи биологических наук 13, сс. 89-108, 1982.

17. Кун С. Матричные процессоры на СБИС. М. : Мир, 1988, 672 с.

18. Мархасин B.C., Бляхман Ф.А., Нафиков Х.М. Устройство для исследования механических свойств мышцы. //A.C. № 4657731, 26.07.89.

19. Мархасин B.C., Нафиков Х.М., Изаков В.Я., Бляхман Ф.А. Влияние неоднородности сердечной мышцы на еемеханическую функцию. //Физиол. Ж. СССР, 1990, т.36, №3, с. 76-80.

20. Мухарлямов Н.М. и Беленков Ю.Н. Ультразвуковая диагностика в кардиологии. М. : Медицина, 1981, 158 с.

21. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М. : Радио и связь, 1986, 400 с.

22. Первачев C.B. Радиоавтоматика, М. : Сов. Радио, 1986, 374 с.

23. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. В 2-х книгах. М.: Мир, 1982, Кн.1 312 е., кн.2 - 480 с.

24. Путятин Е.П., Аверин С.И. Обработка изображений в робототехнике. М.: Машиностроение, 1990, 320 с.

25. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. М.: Мир, 1989, 504 с.

26. Розенфельд А. Распознавание и обработка изображений с помощью вычислительных машин. М.: Мир, 1973, 232 с.

27. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC.: Пер. с англ./ Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера.- М.: Мир, 1992, 592 с.

28. Тихонов К.Б. Функциональная рентгеноанатомия сердца. М.: Медицина, 1990, 272 с.

29. Фор А. Восприятие и распознавание образов. М.: Машиностроение, 1989, 272 с.

30. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. М.: Наука, 1979, 368 с.

31. Хуанг Т.С., Эклунд Дж.О. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. Преобразования и медианные фильтры. М.: Радио и связь, 1984, 224 с.

32. Цывьян П.В., Бляхман Ф.А., Нафиков Х.М. Сократимость миокарда новорожденных котят в режиме физиологического' нагружения. //Физиол. Ж. СССР. 1988, т.74, №9., с.1243-1248.

33. Яншин В.В., Калинин Г.А. Обработка изображений на языке Си для IBM PC: Алгоритмы и программы. М.: Мир, 1994, 240 с.

34. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обраьботку изображений. М.: Сов. Радио, 1979, 312 с.

35. Allen D.G., Blinks J.R. Calcium transient in aeqorin injected frog cardiac muscle. //Nature vol. 273, pp. 509-512, 1978.

36. Allen D.G. et al. Shortehihg during contractions slows the celcium transient in cat papillary muscle. //J.Physiol. (London) vol. 334, pp. 108-109, 1983.

37. Allen D.G., Kentish J.C. The cellular basis of the length-tension relation in cardiac muscle. //J. Mol. Cell. Cardiol, vol. 17, pp. 821-840, 1985.

38. Amini A. A. and Duncan J. S. Bending and stretching models for LV wall motion analysis from curves and surfaces. //Image and Vision Computing, pp. 418-430, 1992.

39. Amini A. A. and Duncan J. S. Differential geometry for characterizing 3D shape change. //SPIE Vol. 1768: Mathematical Methods in Medical Imaging, pp. 170-181, 1992.

40. Anandan P. A computational framework and an algorithm for the measurement of visual motion. //International Journal of Computer Vision, vol. 2, pp. 283-310, 1989.

41. Areeda J. et al. A comprehensive method for automatic analysis of rest/exercise ventricular function from radionuclide angiography. //Digital Imaging: Clinical Advances in Nuclear Medicine, pp. 241-256, 1982.

42. Axel L. and Dougherty L. MR imaging of motion with spatial modulation of magnetization. //Radiology, vol. 171, pp. 841-845, 1989.

43. Ballard D. H. and Brown C. M. . Computer Vision, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, 1982.

44. Bashein G. , Sheehan F.H. et al. Three-dimensional transesophageal achocardiography for depiction of regional left-ventricular perfomance: initial results and future directions. //Intern. J. Card. Imag., vol. 1, pp. 1-11, 1993.

45. Besl P. J. and Jain R. J. Invariant surface characteristics for 3D object recognition in range images. //Computer Vision, Graphics, and Image Processing, vol. 33, pp. 33-80, 1986.

46. Beyar R., Burkoff D. and Sideman S. Force interval relationship (FIR) related to the global function of the left ventricle: a computer study. //Med. Biol. .Eng. Comput., vol. 28, pp. 446-456, 1990 .

47. Beyar R. and Sideman S. Effect of the twisting motion on the nonuniformities of transmyocardial fiber mechanics and energy damand a theoretical study. //IEEE Trans. On Biomed. Eng., vol. BME-32, N 10, p. 764, 1985.

48. Blyakhman F.A., Chestukhin V.V., Sokolov S.Y., Mironkov B.L. LV mechanical remodeling as an important determinant of the MV02 and coronary blood flow in patients with IHD. //J.Mol.& Cell. Cardiol., 1995, Vol.27, (Suppl. I), p.173.

49. Blyakhman F.A., Shibakov A.Y., Melyakh S.F. Phenomenon of pulmonary vein flow systolic wave splitting: a mathematical model. //J.M0I.& Cell. Cardiol., 1994, Vol.26, N6, p. 48.

50. Blyakhman F.A., Shibakov A.Y., Melyakh S.F., Sboev V.I. Phenomenon of pulmonary vein flow systolic wave splitting: a mathematical model. //International Society for Heart Research., Ed. Stig Haunso and Keld Kjeldsen, Monduzzi Editore, 1994, p.515-518.

51. Bodem R., Sonnenblick E.H. Deactivation of contraction by quick release in the isolated papillary muscle of the cat: effects of lever damping, caffeine, and tetanization. //Circ. Research, vol. 34, pp. 214-225, 1974.

52. Boissonnat J. D. Geometric structures for three-dimensional shape representation. //ACM Transactions on Graphics, vol. 3(4), pp. 266-286, 1984.

53. Boissonnat J. D. Shape reconstruction from planar cross sections. //Computer Vision, Graphics, and Image Processing, vol. 44, pp. 1-29, 1988.

54. Bolson E. L. et al. Left ventricular segmental wall motion A new method using local direction information. //Computer in Cardiology, 1980.

55. Bookstein F. A geometric foundation for the study of left ventricular motion: some tensor considerations. //Digital Cardiac Imaging, pp. 6583, 1985.

56. Borgefors G. . Distance transformations in digital images. //Computer Vision, Graphics, and Image Processing, vol. 34(3), pp. 344-371, 1986.

57. Braunwald E., Ross J. and Sonnenblick E.H. Methods for assessing cardiac contractivity. In: Mechanisms of contraction of the normal and failing heart. Boston, MA: Little Brown, 1976, pp. 130-165.

58. Brutsaert D.L. et al. Dual control of relaxation: its role in the ventricular function in mammalian heart. //Circ. Research, vol. 47, pp. 637-653, 1980.

59. Brutsaert D.L. et al. Tripple control of relaxation: implication in cardiac disease. //Circulation, vol. 69, pp. 190-196, 1984.

60. Cahalan M.K., Litt L. Et al. Advances in noninvasive cardiovascular imaging: Implication for the anesthesiologist. //Anesthesiol. , vol. 66, pp. 356-372, 1987.

61. Cannel M.B.,Allen D.G. Model of calcium movement during activation in the sarcomere of frog skeletal muscle. //Biophys. J., vol. 45, pp. 913-925, 1984.

62. Chapmann R.A. Excitation-contraction coupling in cardiac muscle. //Progr. Biophys. Mol. Biol., vol. 35, pp. 1-52, 1979.

63. Chestukhin V.V., Tobolin D.Y., Mironkov B.L., Blyakhman F.A. Right ventricular pacing and oxygen consumption of the left ventricular myocardium. //Can. J. Cardiol., 1994, Vol.10 (Suppl. A), p.70.

64. Clayton I. et al. The characteristic sequence for the onset of contraction in the normal left ventricle. //Circ., vol. 59, p. 671, 1979.

65. Clements F.M., de Bruijn N.P. Perioperative evaluation of regional wall motion by transesophageal two-dimensional echocardiography. //Anesthesiol. Analg., vol. 66, pp. 249-261, 1987.

66. Cohen I., Cohen L. D. and N. Ayache. Using deformable surfaces to segment 3D images and infer differential structures. //Computer Vision, Graphics, and Image Processing, 1992.

67. Commincioli V., Torelli A. et al. A four state cross-bridge model for muscle contraction. Mathematical study and validation. //J. Math. Biol., vol. 20, pp. 277-304, 1984.

68. Detmer P.R., Bashein G. and Martin R.W. Matched filter identification of left-ventricular endocardial borders in transesophagealechocardiograms. //IEEE Trans. Med. Imaging, vol. 9, pp. 396-404, 1990.

69. Dodge H.T., Sandler H. et al. The use of biplane angiocardiography for the measurement ofnleft ventricular volume in man. //Amer. Heart J., vol. 60, N5, p.762, 1960.

70. Dumesnil J.G. and Shoucri R.M. Quantitative relationships between left ventricular ejection and wall thickening and geometry. //J. Appl. Physiol., vol. 70 (1), pp. 48-54, 1991.

71. Duncan J.S., Owen R.L., Staib L.H. and Anandan P. Measurement of non-rigid motion using contour shape descriptors. //IEEE Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 318-324, 1991.

72. Eisenberg E., Hill T.L. A cross-bridge model of muscle contraction. // Progr. Biophys. Mol. Biol., vol. 33, pp. 55-82, 1978.

73. Eisenberg E., Hill T.L., Chen Y. Cross-bridge model of muscle contraction. //Qunt. Anal., vol. 29, pp. 195-227, 1980.

74. Faber T. et al. Quantification of three-dimensional left ventricular segmental wall motion and volumes from gated tomographic radionuclide ventriculograms. //Journal of Nuclear Medicine, vol. 30, pp. 638-649, 1989.

75. Ferenezzi M.A., Goldman Y.E., Simmons R.M. The dependence of force and shortening velocity on substrate concentration in skinned muscle fibersfrom Rana temporaria. //J. Physiol. (London), vol. 295, pp. 519-543, 1984.

76. Fung Y.C. Mathematical representation of mechanical properties of the heart muscle. //J. Biomech., vol. 3, pp. 381-404, 1970.

77. Gelberg H. et al. Quantitative left ventricular wall motion analysis: A comparison of area, chord and radial methods. //Circ., vol. 59, pp. 991-1000, 197 9.

78. Goldman Y.E., Matsubara I., Simmons R.M. Lateral filamentary spacing in frog skinned muscle fibers in relaxed and rigor states. //J. Physiol. (London), vol. 295, pp. 80-81, 1979.

79. Gould K.L., Kennedy J.W. et al. Analysis of wall dynamics and directional components of left ventricular contraction in man. //Amer. J. Cardiol., vol. 38, pp. 322-331, 1976.

80. Halperin H.R. Dynamic identification system. //US Patent N 5.003.982, 02.04.1991.

81. Herman G.T., Zheng J. and Bucholtz C.A. Shape-based interpolation. //IEEE Computer Graphics and Applications, pp. 69-79, 1992.

82. Hill A. First and last experiments in muscle mechanics. //Univ. Press, Cambridge, 1970.

83. Hill T.L. Theoretical formation for sliding filament model of contraction of striated muscle. //Progr. Biophys. Mol. Biol. 29, pp. 105-159, 1975.

84. Hill T.L., Eisenberg E., Green L. Alternate model for the cooperative eguilibrium binding of myosin-S-1-nucleotide complex to actin troponin tropomyosin. //Proc. Nat. Acad. Sci. USA, vol. 80, pp. 60-65, 1983 .

85. Huxley A.F. Muscle structure and theories of contraction. //Prog. Biophis. Chem., vol. 7, pp. 255-318, 1957.

86. Huxley A.F., Simmons R.M. Proposed mechanisms of force generation in striated muscle. //Nature, vol. 233, pp. 533-538, 1971.

87. Julian F.J. Activation in a skeletal muscle contraction model with modification for insect fibrillar muscle. //Biophys. J., vol. 9, pp. 547570, 1969.

88. Julian F.J. et al. A model for transient and steady-state mechanical behavior of contractin muscle. // Biophys. J., vol. 14, pp. 546-562, 1974.

89. Kambhamettu C. and Goldgof D. Point correspondence recovery in non-rigid motion. //IEEE Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 222227, 1992.

90. Katsnelson L.B., Blyakhman F.A. Mathematical modelling of myocardial non-homogeneity contribution into the contractile function of the myocardium.// J. Muscle Res. & Cell Motil., 1992, vol. 13, N 2,p.238 .

91. Katsnelson L.B., Izakov V.Ya. et al Heart muscle: mathematical modeling of the mecanical activity and modeling of mechanochemical uncoupling. //Gen. Physiol. Biophys., vol. 9, pp. 219-244, 1990.

92. Kauffman R.L. et al. Autoregulation of contractility in the myocardial cell. //Pfluger Arch. 332, pp. 96-116, 1972.

93. Kelly M.J., Thompson P.L. and Quinlay M.F. Prognostic signification of left ventricular ejection fraction after acute myocardial infarction: A bedside radionuclide study. //Brit. Heart J., vol. 53, pp. 16-24, 1985.

94. Lab M.L. Contraction-excitation feedback in myocardium. Physiological basis and clinical relevance. //Circ. Research., vol. 50, pp. 757-766, 1982 .

95. Landensberg A., Markhasin V.S. et al. Effect of cellular inhomogeneity on cardiac tissue mechanic based on intracellular control mechanisms. //Proc. Julius Silver Institute, Israel, pp. 1-30, 1995.

96. MacFadden R.C., Barnes R.G. et al. Micro-computer analysis of LV video-angiogram. //Can. Med. Biol. Eng. Conf., Ottawa, Canada, 1984.

97. Martin R.W. and Bashein G. Measurement of stroke volume with three-dimensional transesophageal ultrasonic scanning: Comparison to thermodilution measurement. //Anesthesiol., vol. 70, pp. 470-476, 198 9.

98. Martin R.W., Bashein G. et al. An endoscopic micromanipulator for transesophageal imaging. //Ultrasound Med. Biol., vol. 12, N 12, pp. 965-975, 1986.

99. Martin R.W., Bashein G. et al. Ventricular volume measurement from a multiplanar transesophageal ultrasonic imaging system: an in vitro study. //IEEE Transaction on Biomed. Eng. Vol. 37 №5, pp. 442-449, 1990.

100. Mashima H. Force-velocity relation and contractility in striated muscles. //Jpn. J. Physiol., vol. 34, pp. 1-17, 1984.

101. McCabe D.H. The determination of the volume of a closed surface describe by nonparallel cross sections. //M.S.E.E. Thesis, Univ. Seattle, WA, pp. 78-106, 1981.

102. Miledi R., Parker I. et al. Calcium transients evoked by action potential in frog twitch muscle fibers. //J. Physiol. (London), vol. 333, pp. 655679, 1982.

103. Morel J.E. Models of muscle contraction and cell motility: a comparative study of usual concepts and the swelling theories. // Progr. Biophys. Mol. Biol., vol. 46, pp. 97-126, 1985.

104. Moritz E., Pearlman S. Et al. A technique for ultrasonically imaging the ventricle in three dimensions and calculating its volume. //IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. BME-30, pp. 483-491, 1983.

105. Moss R.L. Effects on shortening velocity of rabbit skeletal muscle due to variations in the level of thin filament activation. // J. Physiol. (London), vol. 377, pp. 487-505, 1986.

106. Nielsen P.M., Le Grice I.J. et al. Mathematical model of geometry and fibrous structure of the heart. //Amer. J. Physiol., vol. 260, pp. H1365-H1378, 1991.

107. Panerai R.B. A model of cardiac muscle mechanics and energetics. //J. Biomech., vol. 13, pp. 929-940, 1980 .

108. Rijcken J., Arts T. et al. Optimization of left ventricular fibre orientation of the normal heart for homogeneous sarcomere length during ejection. //Eur. J. Morphol., vol. 34, N 1, pp. 39-46, 1996.

109. Saeki Y., Sagawa K., Suga H. Transient tension response of heart muscle in Ba-contracture to step length changes. //Amer. J. Physiol., vol. 238, pp.H340-H347, 1980.

110. Sander P.T. and Zucker S.W. Inferring surface trace and differential structure from 3D images. //IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 12(9), pp. 833-854, 1990.

111. Sheehan E.H., Bolson E.L. et al. Advantages and applications of the centerline method for characterizing regional left ventricular function. //Circ., vol. 74(2), pp. 293-305, 1986.

112. Staib L.H. and Duncan J.S. Boundary Finding with Parametrically Deformable Models. //IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 14(11), 1992.

113. Tregear R.T., Martson S.B. The cross-bridge theory. //Annu. Rev. Physiol., vol. 41, pp. 723-736,1979 .

114. Tsaturian A.K., Izakov V.Ya. et al. Extracellular fluid filtration as the reason for the viscoelastic behavior of the passive myocardium. //J. Biomech., vol. 17, pp. 749-755, 1984.

115. Wyatt H.L., Haendchen R.V. et al. Assesment of quantitative methods for 2-dimensional echocardiography. //Amer. J. Cardiol., vol. 52(3), pp. 396-401, 1983.

116. Zerhouni E. et al. Tagging of the human heart by multiplanar selective RF saturation for the analysis of myocardial contraction. //Abstracts of the Annual Meeting of the Society of MR in Imaging, p. 10, 1988 .

117. Список публикаций по теме диссертации

118. Нифонтов Ю.А. , Потемкин А.В., Соколов С.Ю. Эффективноств двух алгоритмов классификации импульсных сигналов произвольной формы. //Изв. ВУЗов Радиоэлектроника, Киев, 1989, т. 32, №11, с. 53-55.

119. Соколов С.Ю. Снижение размерности вектора наблюдаемой реализации в адаптивном устройстве распознавания сигналов. //Тез. докл. научно-техн. конференции «Теория и техника пространственно-временной обработки сигналов». Свердловск, 1989, с.28 .

120. Нифонтов Ю.А., Потемкин А.В., Соколов С.Ю. Квазиоптималвные алгоритмы классификации импульсных сигналов произвольной формы. //Сб. научных трудов «Синтез и анализ радиоэлектронных устройств и систем». Москва, изд. МИРЭА, 19 90, с.26-28.

121. Blyakhman F.A., Sokolov S.Y., Chestukhin V.V. et al. Affect of the left ventricular asynchrony on the coronary blood flow.// Can. J. Cardiol., 1994, Vol.10 (Suppl. A), p.67.'

122. Blyakhman F.A., Chestukhin V.V., Tobolin D.Y., Sokolov S.Y. Left ventricular activation sequences and regional contractility of myocardium. // International Symposium "Biological Motility", Pushino, 1994, p.331.

123. Blyakhman F.A., Chestukhin V.V., Sokolov S.Y., Mironkov B.L. LV mechanical remodeling as an important determinant of the MV02 and coronary bloodflow in patients with IHD. // J.Mol.& Cell. Cardiol. , 19 95, Vol.27, (Suppl. I), p.173.

124. Соколов С.Ю., Тоболин Д.Ю., Сбоев В.И. Кардиологический дигитальный комплекс «Дикор». //Тез. докл. 2 Съезда "Ассоц. спец. УЗ диагностики в медицине"., Москва, 1995, с.143.

125. Blyakhman F.A., Chestukhin V.V., Shkluar Т. F., Mironkov B.L., Grinko A.A., Sokolov S.Y. In-vitro and In-situ studies of myocardial asynchrony. // J. Cardiovascular Diagnosis & Procedures, 1996, vol.13, N4, p.284.

126. Соколов С.Ю., Гринько A.A., Бляхман Ф.А. Вычислительный комплекс для исследования биомеханики стенок сердца.// В кн. Перинатальная кардиология, Екатеринбург, 1998, с.91-93.

127. Гринько A.A., Соколов С.Ю., Мелкишева Е.В., Шкляр Т.Ф., Бляхман Ф.А. Экспериментальная модель механической неоднородности в сердце.// В кн. "Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии", Владимир, 1998, с. 123-127.

128. Соколов С.Ю., Хурс Е.М., Яковенко О.В., Колчанова С.Г., Бляхман Ф.А. Дигитальный комплекс для исследования биомеханики стенок сердца.//В кн. " Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии", Владимир, 1998, с. 188-190.

129. Хурс Е.М., Соколов С.Ю., Честухин В.В., Миронков Б.Л., Бляхман Ф.А. Механический ремоделинг как критерий выбора хирургического лечения припостинфарктных аневризмах левого желудочка.// Ж. «Трансплантология», 1999: №1, с 5-9.

130. Соколов С.Ю., Гринько А. А. Применение метода максимального правдоподобия для оценки длины движущегося саркомера. //В сб. трудов «Физика в биологии и медицине», Екатеринбург, 1999, с. 19.

131. Blyakhman F.A., Khurs Е.М., Meliakh S.F., Sokolov S. Yu. The analysis of mechanical remodeling as an approach to the assesment of the myocardium contractility. //BMES-EMBS 1— Joint Conference, Atlanta, 1999.

132. Sokolov S.Yu, Grinko A.A., Blyakhman F.A. New algorithm for dynamic measurement of muscle sarcomere length. //BMES-EMBS 1— Joint Conference, Atlanta, 1999.