Pracownia Fizyki Ukłądu Krążenia

Kierownik Pracowni: Jan Jacek Żebrowski
Członkowie Pracowni: Teodor Buchner, Piotr Fronczak, Katarzyna Klimaszewska, Monika Petelczyc, Piotr Podziemski, Jan Gieraltowski
Główne zainteresowania naukowe Pracowni Fizyki Ukłądu Krążenia:

Badania teoretyczne

  • Nasza uwaga skupia się przede wszystkim na badaniu niestacjonarnych układów dynamicznych. Zajmujemy się też zagadnieniami na styku procesów stochastycznych i stanów chaotycznych oraz zagadnieniami związanymi z nierównowagową fizyką statystyczną i teorią przejść fazowych w układach złożonych. Aktualnie badamy:
    • własności lokalnych miar złożoności, w tym miar statystycznych i dynamiki symbolicznej oraz własności rekurencji.
    • własności intermitencji w niestacjonarnych układach dynamicznych
    • przejścia chaotyczne w układach dynamicznych metodą ukrytych łańcuchów Markowa.
    • przyczyny występowania potęgowego skalowania się fluktuacji w różnych układach złożonych i szeregach czasowych.
    • przejścia fazowe w sieciach złożonych i grafach przypadkowych.

Badania teoretyczno-doświadczalne

  • Badania teoretyczno-doświadczalne prowadzone są we współpracy z ośrodkami medycznymi w oparciu o kliniczny materiał doświadczalny. Celem badań jest otrzymanie nowych oraz weryfikacja istniejących metod diagnostyki nieinwazyjnej stanu układu krążenia człowieka. Kierunki badań to:
    • Analiza niestacjonarnych szeregów czasowych danych doświadczalnych metodami dynamiki nieliniowej
      • analiza metodami diagramów rekurencyjnych, estymatorów entropii metrycznej oraz metodami dynamiki symbolicznej.
      • wykrywanie prekursorów arytmii (dane zapisane w defibrylatorach wszczepialnych)
      • badanie zjawisk towarzyszących omdleniom w trakcie klinicznych testów pionizacyjnych
      • Analiza wieloczynnikowa danych medycznych z testów pionizacyjnych i zapisów polisomnograficznych:
        • analiza synchronizacji (sprzężenia) rytmu serca z rytmem oddechu i dynamiką ciśnienia tętniczego
        • badanie kierunku przepływu informacji w układzie krążenia
      • Analiza multifraktalna rytmu serca w tym w krótkich odcinkach czasu
    • Tworzenie deterministycznych jaki i stochastycznych modeli rozmaitych zjawisk w układzie krążenia:
      • regulacji autonomicznej układu krążenia (związek rytmu serca, oddechu i ciśnienia krwi)
      • rytmu serca:
        • za pomocą zmodyfikowanych oscylatorów van der Pola
        • jako procesu stochastycznego przy niepomijalnych wyższych wyrazach rozwinięcia Kramersa-Moyala
      • przedsionka serca wraz z węzłami zatokowym i przedsionkowo-komorowym za pomocą równań FitzHugh-Nagumo oraz zmodyfikowanego równania van der Pola
      • modele czynności elektrycznej w naczyniach krwionośnych jako ośrodkach aktywnych

Współpracujemy z Instytutem Kardiologii w Aninie (kardiolodzy: doc. dr hab. n.med. Rafał Baranowski; 15 lat współpracy; dr n.med. Andrzej Przybylski, lek. med. Aleksander Prejbisz), Wojskowym Instytutem Medycznym w Warszawie (kardiolodzy: doc. dr hab. n.med. Grzegorz Gielerak wraz z zespołem, 5 lat współpracy) oraz Samodzielny Publiczny Dziecięcy Szpital Kliniczny-ul Litewska (anastezjolog dziecięcy: doc. dr hab. n.med. Bogumiła Wołoszczuk-Gębicka, od 2008). Nasi współpracownicy z ośrodków medycznych dysponują unikatową aparaturą diagnostyczną oraz bogatymi zbiorami danych zapisów holterowskich (24 i 48 h), zapisami testów pionizacyjnych pacjentów tych ośrodków oraz innymi danymi medycznymi.