Разработка технологии и программно-аппаратного комплекса биорадиолокационного мониторинга двигательной активности, дыхания и пульса

• Автор: Анищенко, Леся Николаевна
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

Содержание

Список сокращений

Введение

Глава 1. Постановка задачи исследования

1.1. Аналитический обзор литературы

1.2. Биомеханика дыхания и сердцебиения человека

1.3. Диэлектрические свойства тканей человека

1.4. Выбор типа зондирующего сигнала

1.5. Основные медико-технические требования к разрабатываемой биотехнической системе

радиолокационного мониторинга

1.6. Биотехническая система радиолокационного мониторинга
1.7. Результаты исследований и выводы по главе
Глава 2. Математическое моделирование взаимодействия
электромагнитных волн радиочастотного диапазона с объектами
биорадиолокации
2.1. Отражение ЭМВ от границы раздела двух сред
2.2. Отражение ЭМВ от слоистой структуры
2.3. Чувствительность коэффициента отражения ЭМВ от многослойной структуры к толщине, а также мнимой и действительной составляющим диэлектрической проницаемости слоев модели
2.4. Расчет вероятностных параметров для коэффициента отражения ЭМВ от поверхности слоистой структуры с использованием метода Монте-Карло
2.5. Математическое моделирование влияния частоты излучения на величину полезного сигнала при регистрации дыхания и сердцебиения радиолокационным методом
2.6. Результаты исследований и выводы по главе

Глава 3. Теоретические основы дистанционного измерения параметров дыхания, пульса и оценки двигательной активности при радиолокационном зондировании человека
3.1. Адаптивная фильтрация радиолокационных данных при
наличии переотражений внутри помещения
3.1.1. Математическая модель процесса переотражения ЭМВ внутри помещения
3.1.2. Адаптивная фильтрация переотражений в случае неподвижной цели
3.1.3. Адаптивная фильтрация переотражений в случае подвижной цели
3.2. Алгоритмы разделения реализаций дыхания и сердцебиения
при радиолокационном зондировании человека
3.2.1. Разделение реализаций дыхания и сердцебиения при помощи ФВЧ Бесселя
3.2.2. Выделение сердцебиения при помощи режекторного фильтра
3.2.3. Применение алгоритма эмпирической модовой декомпозиции для разделения сигналов дыхания и пульса в принимаемом биорадиолокационном сигнале
3.3. Результаты исследований и выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные результаты дистанционного измерения параметров двигательной активности, дыхания и пульса
биологического объекта при радиолокационном зондировании
4.1. Исследование адаптационных возможностей организма к
физической нагрузке
4.1.1. Современные методы оценки функционального
состояния человека

4.1.2. Методика проведения экспериментов по оценке функционального состояния человека
4.1.3. Сравнение эффективности алгоритмов разделения сигналов дыхания и сердцебиения
4.1.4. Обработка экспериментальных данных
4.1.5. Анализ экспериментальных результатов
4.2. Исследование адаптационных возможностей организма к умственной нагрузке
4.3. Методика проведения экспериментов при исследовании влияния дыхательных тренажеров на паттерн дыхания
4.4. Исследование возможности регистрации паттерна дыхания
в течение сна
4.5. Оценка параметров двигательной активности малых лабораторных животных
4.6. Результаты исследований и выводы по главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложение
Приложение

килогерц, возникающую вследствие поляризации противоионов вблизи мембран клеток и больших, контактирующих с мембраной, структур в ткани;
- на частотах более 100 кГц в ткани проявляется бета-дисперсия в частотной области от 0,1 до 10 МГц вследствие перезарядки клеточной мембраны через внутриклеточную и внеклеточную среду. При бета-дисперсии клеточные мембраны имеют незначительный импеданс, и ток проходит как через внеклеточное, так и через внутриклеточное пространство;
- на частотах выше 1 ГГц ткань проявляет гамма-дисперсию вследствие вращательной релаксации молекул воды. Этому виду дисперсии соответствует область частот около 20 ГТц.
Рисунок 1.9. Внешний вид установки, предназначенной для измерения комплексной диэлектрической проницаемости образцов биологической ткани [70]
В задачах, когда радиолокатор применяется для зондирования внутренних органов человека, получение сколько-нибудь значимых рекомендаций относительно технических характеристик разрабатываемой системы или оценки ее возможностей затруднительно без знания электрических свойств биологических тканей. Для решения такой задачи, а именно для определения комплексных диэлектрических проницаемостей тканей в работе [70] предлагается простая экспериментальная установка, использующая частоту 2,45 ГТц (что соответствует длине волны в воздухе около 12 см). Для этой цели характеристики рассеяния СВЧ излучения биологической тканью, помещенной в специальный держатель и