Совершенствование автономных медицинских измерительных приборов на основе сплайновых вейвлет фильтров

• Автор: Бурукина, Ирина Петровна
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 222 с. : ил.

1 Анализ и пути совершенствования современных медицинских измерительных приборов, применяемых для анализа сигналов ЭКГ

1.1 Особенности сигнала ЭКГ и методы его анализа

1.2 Общие сведения о вейвлетах и их применение для анализа ЭКГ

1.3 Современное состояние средств диагностики сердечнососудистой системы

1.4 Анализ автономных медицинских измерительных приборов и путей их совершенствования

Выводы по главе

2 Разработка элементов теории сплайновых вейвлет фильтров

2.1 Анализ математических свойств сплайновых вейвлет

2.2 Постановка задачи анализа и синтеза аналого-цифровых фильтров, реализующих сплайновые вейвлет алгоритмы

2.3 Анализ структуры интегрирующих аналого-цифровых преобразователей

2.4 Разработка методики расчета аналого-цифрового фильтра замкнутого типа с использованием интегрирующих аналого-цифровых преобразователей
2.5 Разработка математической модели аналого-цифрового фильтра с использованием цифроаналоговых преобразователей с широтно-импульсным модулятором в петле обратной связи
2.6 Синтез алгоритмов интерполирующих сплайнов
Выводы по главе
3 Исследование и разработка путей совершенствования автономных медицинских измерительных приборов на базе сплайновых вейвлет фильтров

3.1 Особенности проектирования автономных медицинских измерительных приборов
3.2 Разарботка структур сплайновых вейвлет фильтров на уровне Simulink модели Ю9
3.3 Вопросы помехоустойчивости автономных медицинских измерительных приборов
Выводы по главе
4 Разработка инженерной методики проектирования сплайновых вейвлет фильтров в автономных медицинских измерительных приборах
4.1 Особенности структуры аппартной части автономных медицинских измерительных приборов
4.2 Выбор структуры сигма-дельта аналого-цифровых преобразователей для усовершенствования автономных медицинских измерительных приборов
4.3 Разработка функциональной структуры усовершенствованного одноканального автономного медицинского измерительного прибора
4.4 Разработка структуры усовершенствованного одноканального автономного медицинского измерительного прибора на уровне Simulink модели
Выводы по главе
Заключение
Список сокращений
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Развитие медицинской науки и новые идеи в клинической медицине ставят всё новые задачи по созданию медицинской аппаратуры. В настоящее время использование в медицинской практике компьютера в сочетании с измерительной и управляющей техникой позволило создать новые эффективные средства для обеспечения автоматизированного сбора информации о состоянии пациента, ее обработки в реальном масштабе времени и управления его состоянием. Этот процесс привел к созданию медицинских измерительных приборов (МИЛ) с новыми инструментальными методами исследования. В 60-х годах применение средств вычислительной техники в медицинской аппаратуре позволило перейти к теоретической разработке принципиально новых устройств, но на практике широкое применение такие приборы получили благодаря успехам в области микроэлектроники и цифровой обработки информации.
Приоритетным направлением программы информатизации медицины является мониторинг здоровья населения. Мониторинг здоровья - это система оперативного слежения за состоянием и изменением здоровья населения, представляющая собой постоянно совершенствующийся механизм получения разноуровневой информации для углубления оценки и прогноза здоровья населения за различные временные интервалы [53].
Автономные медицинские измерительные приборы (АМИП) являются ключевым звеном в системах мониторинга различного типа, работают в условиях непосредственного контакта с объектом исследования в реальном режиме времени и позволяют повысить качество профилактической и лечебно-диагностической работы. В медицинской практике широко используются АМИП, предназначенные для контроля деятельности сердечно сосудистой системы (ССС) по

вывод, что вышеприведенные структуры (рисунок 2.1, 2.2) эквивалентны по выходу и реализуют импульсную характеристику в виде сплайна (т+1)-го порядка.
о 20 40 60 80 100 120 140

0 20 40 60 80 100 120 140
0 20 40 60 80 100 120 140

0 20 40 60 80 юо 120 140
Рисунок 2
Структура (рисунок 2.2), в отличие от структуры (рисунок 2.1), может быть потенциально реализована, поскольку содержит физически реализуемые элементы и алгоритмы, а именно интегратор и процедуру вычисления конечной разности, для реализации которой необходимы элемент аналоговой или цифровой памяти и сумматор. Формально математически данная процедура заключается в замене оператора е~р оператором цифровой задержки г~1 на один шаг дискретизации. Данная формализация корректна при выполнении условия теоремы Котельникова по отношению к входному сигналу, т.е. спектр входного сигнала финитен и частота дискретизации более чем в 2 раза превышает его максимальную частоту [112,113]. В соответствии со сказанным формула (2.3) может быть записана в следующем виде:

і і і: