Sdělení popisuje dynamické chování vázaných řiditelných pseudooscilátorů představovaných srdcem a plícemi při zátěžovém testu. Na základě fyzikálních poznatků a poznatků z teorie systémů můžeme chápat tento kardiorespirační systém jako systém vázaných řiditelných biologických pseudooscilátorů. Stručně bude pojednáno o biologické struktuře a řízení tohoto systému. Budou popsány dva typy ergometrických zátěžových testů I a II, kterými byly získány průběhy charakteristických veličin definovaného systému vázaných pseudooscilátorů. Průběhy těchto veličin jsou podrobně specifikovány velikostí maxim a dobou zpoždění reakce systému na zátěž. Je řešena i predikce vývoje veličin metodou nejmenších čtverců. Z dosažených výsledků je provedena detekce vazby mezi definovanými pseudooscilátory srdce – plíce. Detekce vazby je založena na frekvenční, fázové, intervalové synchronizaci a na korelační analýze. Z uvedených analýz se potvrdila obecná známost, že vazba existuje a charakteristické veličiny se synchronizují, což odpovídá skutečnosti. Na závěr jsou presentovány vnější parametry ARX modelu popisující dynamické chování sledovaných veličin v závislosti na fyzické zátěži a je s nimi provedena řada simulací.

The paper describes dynamic behaviour of bound controllable pseudo-oscillators represented by the heart and the lungs during an exercise stress test. Based on physical knowledge and the knowledge of system theory, this cardiorespiratory system can be understood as a system of bound controllable biological pseudo-oscillators. Biological structure and control of this system will be briefly discussed. Two types of ergometric exercise stress tests I and II will be described, which were used to obtain time courses of characteristic quantities of the defined bound pseudo-oscillator system. Time courses of these quantities are specified in detail by their maxima and by the delay time taken by the system to respond to the stress. Prediction of the quantities development is also addressed using the least squares method. The results achieved were used to detect the bound between the defined heart-lung pseudo-oscillators. This detection was based on frequency, phase, interval synchronization, and on correlation analysis. The undertaken analyses confirmed the general well-known fact, i.e. that a bound does exist and characteristic quantities are synchronized, which is in accordance with reality. In conclusion, external parameters of the ARX model are presented, which describe dynamic behaviour of observed quantities in dependence on physical stress, and they are subjected to a number of simulations.

Katedra kybernetiky FEL ČVUT Praha

Bound controllable biological pseudo-oscillators

Obsahuje tabulky

Literatura