Методы и средства контроля электрокардиоаппаратуры и качества электрокардиографических сигналов

• Автор: Козюра, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Анализ текущего состояния предметной области исследования. Постановка цели и задач исследования
1.1 Проблемы, связанные с использованием электрокардиографических сигналов неудовлетворительного качества и причины их возникновения
1.2 Качество электрокардиографического сигнала
1.3 Нормативная и законодательная база контроля электрокардиоаппаратуры
1.4 Факторы, влияющие на качество электрокардиографического сигнала
1.4.1 Природа и параметры электрокардиографического сигнала .
1.4.2 Анализ факторов, влияющих на качество электрокардиографического сигнала
1.5 Методы контроля качества электрокардиографического сигнала
1.5.1 Обзор существующих методов контроля качества электрокардиографического сигнала
1.5.2 Обзор известных решений по контролю качества электрокардиографического сигнала в серийно выпускаемой электрокардиографической технике
1.5.3 Метрики качества электрокардиографических сигналов
1.6 Обобщенная структура метода контроля качества электрокардиографического сигнала
1.7 Требования к методу контроля качества электрокардиографических сигналов
1.8 Цели и задачи исследования
1.9 Выводы по первой главе
2 Метрики качества электрокардиографических сигналов
2.1 Базы данных электрокардиографических сигналов
2.2 Шкала порядков качества электрокардиографического сигнала
2.3 Эмпирическая модовая декомпозиция

2.4 Математические модели имитации электрокардиографических
сигналов и шумов
2.5 Зависимости параметров эмпирических мод электрокардиографических сигналов от соотношения сигнал/шум
2.6 Метрики качества электрокардиографических сигналов, характеризующие шумы и артефакты в сигнале
2.7 Набор метрик качества электрокардиографических сигналов
2.8 Алгоритм расчета положения Я-зубцов на базе эмпирической мо-
довой декомпозиции
2.9 Алгоритм определения инверсии электродов отведений
2.10 Экспертная оценка качества электрокардиографических сигналов .
2.11 Выводы по второй главе
3 Алгоритм и метод контроля качества электрокардиографических сигналов
3.1 Структура средства контроля качества электрокардиографических
сигналов
3.2 Классификатор качества электрокардиографического сигнала
3.2.1 Требования к методу классификации
3.2.2 Исследования точности различных методов машинного обучения для классификации качества электрокардиографических сигналов
3.3 Алгоритм контроля качества электрокардиографического сигнала .
3.4 Апробация метода контроля качества ЭКС
3.5 Возможные области применения метода контроля качества электрокардиографического сигнала
3.6 Выводы по третьей главе
4 Метод и программно-аппаратный комплекс контроля электрокардиоаппаратуры
4.1 Требования к методу и инструментальным средствам контроля
электрокардиоаппаратуры
4.2 Алгоритм контроля и поверки электрокардиоаппаратуры
4.3 Программно-аппаратный комплекс контроля электрокардиоаппаратуры
4.4 Генератор тестовых сигналов

4.5 Алгоритм определения границ линий сигнала на бумажном носителе
4.6 Программное обеспечение автоматизации контроля и поверки электрокардиоаппаратуры
4.7 Апробация макета программно-аппаратного комплекса
4.8 Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложение А Зависимости параметров эмпирических мод модельных электрокардиографических сигналов от соотношения сигнал/шум
Приложение Б Экспертные оценки
Приложение В Справки об экспертных оценках
Приложение Г Акт апробации в БУЗ Орловской области ОДКБ
Приложение Д Акты внедрения результатов диссертационной работы

Отечественные приборы обладают ограниченными возможностями контроля качества ЭКС. В большинстве случаев осуществляется только лишь контроль качества кожно-электродного контакта и индикация отключения электродов отведения. В ряде моделей используется дополнительный дисплей для визуального контроля качества ЭКС оператором. Пример проблем, связанных с использованием программного обеспечения систем холтеровского мониторинга, предполагающих классификацию сигнала на участки пригодные и непригодные для анализа, приведен в [38] и описан в пункте 1.1.
1.5.3 Метрики качества электрокардиографических сигналов
На основе анализа литературных источников разработана классификация существующих методов расчета показателей, характеризующих наличие шумов, артефактов, присутствующих в ЭКС, и методических ошибок, допущенных при его регистрации (рисунок 1.5) [12]. Главным классификационным признаком является математический аппарат, заложенный в базовый расчетный алгоритм:
а) параметрические [57, 65, 72, 116, 157] (основаны на расчете и анализе параметров ЭКС: максимальная амплитуда, длительность отдельных сегментов, скорость нарастания сигнала и т.п.);
б) статистические [57, 108, 138] (проводится расчет и анализ различных статистических моментов распределения параметров сигнала в целом или его отдельных участков: крутизна, дисперсия и эксцесс распределения амплитуд, мобильность, коэффициент формы и т.п.);
в) частотно-временные [54] (метрики, основанные на анализе образов оконного преобразования Фурье, или вейвлет преобразования, как дискретного так и пакетной вейвлет декомпозиции);
г) аналитические [57, 60, 108, 157] (основанны на сравнении эффективности работы различных алгоритмов обработки ЭКС (чаще всего используются алгоритмы определения положения ()к.5-комплексов), а также расчет разницы интерполированных фрагментов ЭКС с исходными сигналами);
д) частотные [57, 65, 84] (основанны на анализе отношений мощности сигнала или его отдельных сегментов в различных полосах частот - наиболее распространённые метрики);