Математическое моделирование вестибулярного нистагма. Часть II. Механико-информационная модель

Автор: Сучалкина А.Ф.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 2 (64) т.18, 2014 года.

Бесплатный доступ

Предложена механико-информационная модель вращательного горизонтального вестибулярного нистагма. Эта модель в зависимости от вестибулярной стимуляции горизонтальных полукружных каналов и отолитовых рецепторов способна описать ответное нистагменное движение глаз.Параметры модели определены на основе литературных данных, а также по результатам лабораторных исследований. Модель носит стохастический характер и включает в себя моделирование медленной фазы нистагма, логику переключения между медленной и быстрой фазами, моделирование работы саккадического механизма как марковского процесса и построение управлений для глазодвигательных мышц. Для полученных в результате моделирования траекторий были вычислены значения таких параметров нистагма, как длительности и амплитуды быстрых и медленных фаз нистагма.Построены гистограммы для всех четырех параметров нистагма. Для удобства сравнения результатов моделирования с результатами эксперимента гистограммы для всех параметров были объединены в одну. Проведено сравнение распределенийпараметров нистагма, полученных для механико-информационной модели и статистической модели, с распределениямипараметров нистагма, записанного в ходе исследования здорового испытуемого в лабораторных условиях. Кроме того, проведено сравнение распределенийпараметров нистагма, полученных для механико-информационной модели, с распределениямипараметров нистагма, полученных для статистической модели. Для сравнения распределений параметров использовался индекс Чекановского-Съеренсена. Результаты всех трех сравнений позволяют утверждать, что распределения параметров модельных нистагмов, полученных с помощью механико-информационной и статистической моделей, достаточно хорошо соответствуют как друг другу, так и распределению параметров нистагма, записанного в лабораторных условиях.

Еще

Вестибулярный нистагм, цепь маркова, модель голдберга-фернандеса, тест лиллиефорса, индекс чекановского-съеренсена

Короткий адрес: https://sciup.org/146216137

IDR: 146216137

Список литературы Математическое моделирование вестибулярного нистагма. Часть II. Механико-информационная модель

  • Боков Т.Ю., Сучалкина А.Ф., Якушева Е.В., Якушев А.Г. Математическое моделирование вестибулярного нистагма. Часть I. Статистическая модель//Российский журнал биомеханики. -2014. -Т. 18, № 1. -С. 48-64.
  • Доценко В.И., Егорова Е.А., Каспранская Г.Р., Муратова Е.А., Сучалкина А.Ф., Якушев А.Г. Экспериментальное изучение и математическое моделирование вестибулярного нистагма у здоровых людей и больных ДЦП//Фундаментальная и прикладная математика.-2005. -Т. 11, № 8. -С. 195-204.
  • Доценко В.И., Штефанова О.Ю., Якушев А.Г., Боков Т.Ю., Якушев А.А. Новые алгоритмы оценки морфофункциональных нарушений работы головного мозга и глубины экспериментальных патологических состояний организма с использованием показателей глазодвижений//Фундаментальные, клинические и гигиенические основы и аппаратно-методическое обеспечение системы медико-психологической реабилитации пациентов, подверженных высокому уровню напряженности труда и профессионального стресса: сб. тр. всерос. науч. шк. для молодежи. -Ростов н/Д: Изд-во Юж. федер. ун-та, 2011. -С. 48-59.
  • Доценко В.И., Штефанова О.Ю., Якушев А.Г., Каспранская Г.Р., Боков Т.Ю.Отображение степени поражения головного мозга и динамикивосстановительных процессов у неврологических больных с использованием новых показателей глазодвижений//Вестник восстановительной медицины. -2011, № 5. -С. 6-10.
  • Орлов А.И. О проверке однородности двух независимых выборок//Заводская лаборатория. -2003. -Т. 69, №1. -С. 55-60.
  • Орлов И.В. Вестибулярная функция. -СПб.: Наука, 1998. -248 с.
  • Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. -М.: Наука, 1982. -287 с.
  • Садовничий B.A., Александров В.В., Александрова Т.Е., Вега Р., Сидоренко Г.Ю., Сото Е., Шуленина Н.Э. Динамическая имитация стабилизации и потери вертикальной позы и тестирование прототипов вестибулярного протеза//Современные проблемы математики и механики. Т. 1. Прикладные исследования.-2009. -Вып. 1. -С. 154-164.
  • Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. -М.: Мир, 1970. -368 с.
  • Якушев А.Г. Композиционный способ программирования саккадического скачка глаза//Вестник Моск. ун-та. Сер. 1. Математика. Механика. -2011. -№ 1. -С. 70-73.
  • Якушев А.Г. О возможности визуального (с помощью взора) управления//Вестник Моск. ун-та. Сер. 1. Математика. Механика.-2012. -№ 4. -C. 32-36.
  • Якушев А.Г., Напалков Д.А., Ратманова П.О., Кручинина А.П., Штефанова О.Ю., Гинзбург Е.А. Композиционный способ определения управления глазодвигательными мышцами при саккаде//Росссийский журнал биомеханики. -2011. -Т. 15, № 1. -С. 99-109.
  • Fernandez C., Goldberg J. Physiology of peripheral neurons innervating semicircular canals of the squirrel monkey. II. Response to sinusoidal stimulation and dynamics of peripheral vestibular system//J. Neurophysiol. -1971. -Vol. 34. -P. 661-675.
  • Laschi C. Vision and eye movements in humans and robots [Электронныйресурс]. -URL: www.robot.uji.es/documents/iurs06/documents/Laschi_i.pdf(датаобращения: 20.02.2014).
  • Lilliefors H. On the Kolmogorov-Smirnov test for normality with mean and variance unknown//J. Amer. Stat. Assoc. -1967. -Vol. 62,№ 318. -P. 399-402.
  • Schmid R.M. System analysis of the vestibule-ocular system//Fifth symposium on the role of the vestibular organs in space exploration/Naval aerospace medical institute, Naval aerospace medical centre. 19-21 August, 1970, Pensacola, Florida.-P. 237-249.
  • Telban R.J., Cardullo F.M., Guo L. Investigation of mathematical models of otolith organs for human centered motion cueing algorithms[Электронныйресурс]. -URL: http://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2000-4291 (датаобращения: 25.02.2014).
  • Zupan L.H., Merfeld D.M., Darlot C. Using sensory weighting to model the influence of canal, otolith and visual cues on spatial orientation and eye movements//Biol. Cybern. -2002. -Vol. 86. -P. 209-230.
Еще
Статья научная