Публикации

Computer model coupled blood pressure dynamics in magisterial and small arteries networks and its stabilizing effect on heart functioning has been suggested. The Fermi-Pasta-Ulam auto recurrence in the description of the electrical activity of the heart has demonstrated the universal role of the FPU recurrence in the study of distributed dynamical systems. The heart electrical dynamics was described by the coupled Van der Pol differential equations with a time lag, linked with two additively coupled nonlinear differential equations circumscribing the blood pressure dynamics in the networks of magisterial and small arteries. The mathematical model developed by Yuen and Lake for description of the deep wave dynamics within the nonlinear Shrodinger (NSE) equation was used for description of the magisterial arterial blood pressure whereas for small arteries blood pressure dynamics was used the approach elaborated by Zabusky and Kruskal within the framework of the Korteveg de Vries (KdV) equation. The arterial blood pressure dynamics was interpreted as coupled FPU recurrences showing a rich variety of resulting FPU spectra, which were referred to different states of Cardio Vascular System. Synchronous registering of the real ECG and Pulse Wave Fourier dynamic images allowed to unify the characteristic Fourier pictures of the heart electrical activity with the hydrodynamic blood parameters developing in the networks of two types of arteries. The computer study of the suggested model and comparison of its results with the real data proved that the ECG Fourier parameters coupled with the Pulse Wave Fourier parameters form the FPU spectra that increase stability of Cardio Vascular System and can be used for diagnostics as well as for evaluation of the therapeutic arrangements results.

The idea of forced external synchronization of the heart dynamics by the canonical FPU spectrum with a purpose to lower the rate of its desynchronization in some pathological cases has been hypothesized by the authors. It was concluded that a heart being a multi resonant distributed dynamic ion containing system may be resonantly influenced by applying to it the canonical FPU electromagnetic spectrum, which can supposedly decrease the rate of desynchronization in the ECG Fourier spectrum for example in case of arrhythmia. The complex FPU recurrences found in the deep-water dynamics studies were compared with real ECG Fourier images in a sequence of time periods. For choosing the appropriate form of the external FPU canonical spectrum, the two different forms of the ECG Fourier spectra were studied: a rectangular pulse spectrum and exponential pulse spectrum. The two functions were taken to form the external synchronizing canonical FPU recurrence spectrum and were put into the right part of the equations of the previously developed mathematical model as perturbing functions. The computer study of the model simulating arrhythmia with a synchronizing perturbing part in a form of the canonical FPU recurrence spectrum changed the solutions of the model to the forms characteristic for normally functioning heart. Thus, the hypothesis has been confirmed,

The ECG features analysis in a patient born in 1946 led to repeated statement of misdiagnosis, particularly of myocardial infarction. About 2,500 patients’s ECGshave been analyzed for the three-year period of the patient’s observation. A Fourier analysis of the spectra of the ECGs of the patient 2506 allowed to assume that there exists an additional leading center in his myocardium, with a variable start phase of the myocardium relative to the phase of the fundamental frequency of contractions of the myocardium. Experimental confirmation of this hypothesis is in particular; found in the patient jump-like transition from synchronous phase daily changes in the function dynamics of the P wave width and the PQ segment to the antiphase ones, which reflects the change in the conditions for triggering the process of myocardial contraction. As a result, the coupling of the two leading frequencies of the myocardium, with a variable phase shift of the triggering, can be expressed both in the extra systoles appearance as well as in unusual cardio cycles not coinciding in the form and phase of cardio cycles of a single ECG. Cluster analysis of the entire set of collected patient’s ECGs in the similarity of their forms revealed 18 separate clusters of similarity. While cluster analysis of the ECG samples in other 4857 patients in most cases led to the identification of only one cluster characteristic for a certain patient’s ECG form. Mathematical modeling of the proposed hypothesis about the presence of more than one leading center of myocardial triggering which resulted in getting model patterns of split ECGs, qualitatively corresponding to the split forms of ECGs observed in the studied patient, confirmed its validity.

Рассмотрен комплекс  мер и средств автоматизации для обеспечения непрерывности бизнеса в жизненном цикле ответственных систем. Этот комплекс получил название система обеспечения жизненного цикла (СОЖЦ).  Целью системы является снижение уровня рисков от проявления  критических ошибок в системном и прикладном программном обеспечении на всем жизненном цикле ответственной системы, снижение эксплуатационных рисков и совокупной стоимости владения ответственными системами.  СОЖЦ в терминах ISO/IEC/IEEE 15288 представляет собой обеспечивающую систему (enabling system) . СОЖЦ создается для обеспечения деятельности организации-собственника ответственной системы. 

Массовое использование мобильных устройств для съема электрокардиограмм (ЭКГ) приводит к количественному росту доступных для исследования ЭКГ множества пациентов. Таким образом, появляются новые возможности исследования колебательных процессов долговременной динамики индивидуального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) любого пациента.

В статье демонстрируются новые возможности долговременного постоянного наблюдения за состоянием ССС массы пациентов, позволяющие выявить закономерности динамики ССС, которые приводят к выдвижению гипотезы о существовании адекватной модели ССС как распределенной нелинейной автоколебательный системы класса моделей возвратов Ферми-Паста-Улама (ФПУ).

Наличие содержательной математической модели ССС возврата ФПУ, как уточнение традиционной модели изучения вариабельности сердечного ритма (ВСР), далее позволяет предложить новые вычислительные методы анализа ЭКГ и прогнозирования динамики ССС для более детальной диагностики и оценки эффективности проводимого лечения.

В статье рассматривается применение статистического метода, а именно кластерного анализа на примере исследования кардиологических данных. Использованы методы классификации Data Mining для обработки кардиологических данных, анализа состояния пациента. Целью данного исследования было поставлено проверка гипотезы о возможности диагностики состояния здоровья сердца пациента, а также выявления у него патологий, при помощи анализа серий ЭКГ и выделения схожих кластеров по результатам данного проводимого анализа. Тематика применимости известных методов кластеризации применительно к обработке и анализу электрокардиограммам по признакам подобия из форм ранее широко не исследовалась. В модели сердца, которая применяется в данном исследовании, в основе явления возврата ФПУ является понятия состояния сердца, в качестве фиксируемого колебательного процесса. Но, с другой стороны, так как сердце является автоколебательной системой и ему не требуется для начала колебаний получения энергии «возмущения», то при исследовании сердца вводится понятие автовозврата ФПУ. Сердце можно рассматривать как распределенную автоколебательную систему, которая имеет бесконечное число автовозвратов Ферми-Паста-Улама (ФПУ), при которых вводится понятие кластера, получаемого в процессе серии сравнений ЭКГ спектров Фурье друг с другом и выявления повторяющихся. Сравнение Фурье спектров ЭКГ производится на основе явления возврата ФПУ, на основе визуального восприятия спектра. Для этого было введено понятие формы спектра. Форма спектра – сглаженная кривая.

В ходе работы было произведено математическое моделирование работы сердца путем использования разложения ФПУ и представлено формальное описание математической модели сердца как система связанных клеток миоцитов, представляющих отдельные автоколебательные степени свободы, опи- сываемые системой связанных нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка как уравнения Ван дер Поля. Кластерный анализ проводится на основе поиска схожих форм спектров Фурье, полученных путем моделирования работы сердца ФПУ. Таким образом, разрабатывается система обработки кардиологической информации, обеспечивающая персонифицированный мониторинг, анализ и прогнозирование развития состояния пациента в реальном времени. Система представляет собой устройство для съема ЭКГ и пульсовой волны, с помощью которого сразу после окончания сбора данных пациента информация отправляется посредством Интернет в облако для дальнейшей обработки, анализа и хранения. На данный момент были уже получены результаты: гипотеза подтвердилась. При математическом моделировании работы сердца ФПУ, на основе которых были выделены формы спектров Фурье, были выделены кластеры, среди которых образовались различные подмножества как форм спектров Фурье с патологиями, так и форм спектра Фурье здоровых людей. Из данного проведенного исследования следует, что по результатам кластерного анализа электрокардиограммы возможно отнести данную ЭКГ к какому-либо кластеру и тем самым продиагностировать состояние кардиологического здоровья данного пациента.

В работе рассматриваются вопросы использования облачных сервисов и технологий в сфере телемедицины, как одной из наиболее значимых областей цифровой экономики. Проведен обзор основных задач телемедицины: удаленного мониторинга, анализа и прогнозирования развития состояния пациента, решаемых на основе математического анализа данных о пациенте, собираемых с использованием облачных технологий.

The volume consists of scientific and research papers of the Fifth International Con- ference “Actual Problems of System and Software Engineering” (APSSE-2017), which took place with the support of the Russian Foundation for Basic Research (RFBR) (Project No17-07-20565). The Conference was held at the National Research University “Higher School of Economics” from November 14 to November 16, 2017 in Moscow, Russia. The conference was devoted to the analysis of the status, contemporary trends, re- search issues and practical results obtained by national and foreign scientists and ex- perts in the system and software engineering area, as well as information and analyti- cal systems development area using Big Data technologies. The target audience of the conference came to be the experts, students and post- graduates working in the area of ordering, designing, development, implementation, operation, and maintenance of information and analytical systems for various applica- tions and their software, also working on custom software development. Plenary papers were delivered by the leading domestic and foreign specialists and were aimed at developing the views on the most important and fundamental aspects of the information technology development. The Conference hosted 13 invited reports. There were submitted 77 articles, 51 from which were selected for publication. All the submitted articles were reviewed by the members of the Program Committee as well as by the independent reviewers.

The paper deals with the Forrester’s approach to analysis of heart electrical dynamics based on the hypothesis that heart belongs to the class of Complex Systems and its dynamics can be described by coupled Van der Pol differential equations with a time lag. The chain of such equations suggested by Ginzburg and Landau was used to describe such states of heart dynamics as normal beatings, fibrillation and ischemia through the kinds of the chain dynamics as regular oscillations, chaotic dynamics and intermittency dynamics of order – disorder type correspondingly. The mathematical model supporting the hypothesis demonstrated all mentioned model modes of heart functioning. During the computer, study of the model another hypothesis has been put forward concerning the existence in the heart dynamics a special oscillatory region, which interacts with ischemia oscillatory region lowering its energy. According to the prediction, both regions had to have different resonant parameters. Taking into account the results of the model study there has been made another prediction about possible synchronization of the heartbeats by applying external periodical perturbation at frequency of about 1 Hz. The pilot data supporting the proposed hypothesis have demonstrated the reality of the suggested hypothesis. In particular, the real ECG and their Fourier spectra of healthy patients corresponded to the model regular ECG and their Fourier spectra. The ECG Fourier spectrum of the patient with a cardio stimulator corresponded to the model synchronization of the ECG and its Fourier spectrum generated by the developed mathematical model. As far as the ECGs and Fourier spectra in patients with differently developed ischemia are concerned, they confirmed the hypothesis about the existing of two interacting oscillatory regions in myocardium: the ischemic and the defending ones. The defending region decreases the volume of the ischemic process through lowering its energy. Summing it up one can conclude that the experimental results confirmed the suggested hypothesis and the prediction following from it.

Computer model simulating the coupled blood pressure dynamics in magisterial and small arteries with the heart electrical dynamics has been suggested. The Fermi-Pasta-Ulam auto recurrence in the description of the electrical activity of the heart has demonstrated the universal role of the FPU recurrence in the study of dynamical systems. The heart electrical dynamics was described by the coupled Van der Pol differential equations with time lags, linked with two additively coupled nonlinear differential equations circumscribing the blood pressure dynamics in the networks of magisterial and small arteries. The arterial blood pressure dynamics was interpreted as coupled FPU recurrences showing a rich variety of resulting FPU spectra, which were referred to different states of Cardio Vascular System. Synchronous registering of the real ECG and Pulse Wave Fourier dynamic images allowed to unify the characteristic Fourier pictures of the heart electrical activity with the hydrodynamic blood parameters developing in the networks of two types of arteries. The computer study of the suggested model and comparison of its results with the real data proved that the ECG Fourier parameters coupled with the Pulse Wave Fourier parameters form the FPU spectra that increase stability of Cardio Vascular System and can be used for diagnostics as well as for evaluation of the therapeutic arrangements results.

Electrocardiograms (ECG) remain the main noninvasive tool that cardiologists use first for examining CAD in clinical practice. Since the invention of cardiograph, the cardiologists following the original Eindhoven construction traditionally have been using 12 lead electrodes kit for registering ECGs. However, together with development of telemedicine the one lead electrode ECG registering is in high demand. The heart, being a selfsustained oscillatory system could be possibly analyzed through studying the Fourier spectrum features of the ECG registered by any of the 12 conventional leads, which remind electricity consumer’s lines going from a central generating power station – the heart. So far, any lead as any electrical line may contain the overwhelming heart dynamic characteristics by analogy with the parameters of the central electric generator.

В статье описаны результаты реализации инструмента генерации тестовых данных, методом разбиения значений входных параметров системы на классы эквивалентности для автоматизации комплексного функционального тестирования информационных систем, управляемых XML-сообщениями.

Конференция посвящена анализу состояния, актуальным направлениям развития, научным проблемам и практическим результатам, полученным отечественными и зарубежными учеными и специалистами в области системной и программной инженерии, а также в области построения информационно-аналитических систем с применением технологии Big Data.

Аудиторией конференции являлись специалисты, студенты и аспиранты, работающие в области заказа, проектирования, разработки, внедрения, эксплуатации и сопровождения информационных и информационно-аналитических систем различного назначения и их программного обеспечения, а также работающие над созданием проектов заказного программного обеспечения.

Пленарные доклады сделаны ведущими отечественными и зарубежными специалистами и ориентированы на формирование у слушателей представлений о важнейших и фундаментальных направлениях развития отрасли информационных технологий.

Данная статья посвящена разработке технологии автоматизированного нагрузочного тестирования банковской платежной системы , основанной на моделях нагрузочного тестирования. Объектом исследования является процесс проведения нагрузочных испытаний банковских платежных систем. Предметом исследования является технология автоматизированного нагрузочного тестирования. Целью исследования является разработка технологии автоматизированного нагрузочного тестирования банковских платежных систем. Статья содержит главные аспекты разрабатываемой технологии.