Моделирование механизма генерации везикулярных шумов дыхания

Abstract

Предложена математическая модель механизма генерации везикулярных шумов дыхания, основанная на предположении о существенном вкладе вибраций стенок альвеол в этот процесс. Стенки альвеол представлены в виде мембран и показано, что при их периодическом растяжении возникают поперечные колебания, порождающие звуковые колебания в паренхиме. Определены характеристики сложного шумового сигнала, который формируется при одновременном возбуждении представительного ансамбля мембран с разными геометрическими и механическими характеристиками. Анализ такого сигнала свидетельствует, что его форма, спектр и фрактальные свойства достаточно близки к форме, спектру и фрактальным свойствам реальных везикулярных шумов.

Запропоновано математичну модель механізму генерації везикулярних шумів дихання, яка базується на припущенні про істотний вклад вібрацій стінок альвеол у цей процес. Стінки альвеол представлено у вигляді мембран і показано, що при їхньому періодичному розтягуванні виникають поперечні коливання, які викликають звукові коливання в паренхімі. Визначено характеристики складного шумового сигналу, який формується при одночасному збудженні представницького ансамблю мембран із різними геометричними й механічними характеристиками. Аналіз такого сигналу засвідчив, що його форма, спектр і фрактальні властивості досить близькі до форми, спектру і фрактальних властивостей реальних везикулярних шумів.

A mathematical model of the mechanism of generation of vesicular respiratory sounds is proposed on the base of assumption about the significant contribution of vibrations of the alveolar walls. The walls of the alveoli are presented in the form of membranes. It is shown that under their periodic stretching, the transverse vibrations of the membranes cause the acoustic vibrations in the parenchyma. The characteristics of the composite noise signal formed at simultaneous excitation of the representative ensemble of membranes with different geometric and mechanical characteristics are determined. The analysis of the signal evidences that its shape, spectrum and fractal properties are close enough to the form, spectrum and fractal properties of real vesicular noise