Разработка аппаратно-программных комплексов с целью повышения эффективности мониторинга биосистем

• Автор: Желудько, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 05.11.13, 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МОНИТОРИНГ Л ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯИЯ ОРГАНИЗМА.

1.1. Основные направления эволюции аппаратных средств мониторинга ФСО.

1.2. Анализ информационного пространства мониторинга ФСО.

1.3. Основные методы обработки информации и их ограничения при анализе биосигналов.

1.3.1. Описание биосигналов в вероятностном пространстве.

1.3.2. Анализ биосигналов в частотной области

1.3.3. Представление информации о кардиосигнале в пространственновременной области на основе вейвлетанализа

1.3.4. Фракталы и фрактальная размерность биосигналов

Выводы к гл. 1.
Глава 2. ВЕРИФИКАЦИЯ ИНДЕКСОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА.
2.1 Разработка модуля достоверной оценки индекса напряжения ИН функциональных систем Баевского.
2.1.1. Методика повышения достоверности оценки ИН
2.1.2. Алгоритм модуля оценки ИН Баевского
2.1.3. Экспериментальные данные оценки верифицированного ИН Баевского.
2.2 Разработка модуля оценки модифицированного индекса лабильности ИЛ организма.
2.2.1 Методика оценки ИЛ организма.
2.2.2 Алгоритм работы программного модуля оценки ИЛ
2.2.3 Экспериментальные данные оценки ИЛ ФСО.
2.3 Разработка модуля оценки индекса эффективности ИЭ
2.3.1 Методика оценки ИЭ.
2.3.2 Алгоритм модуля оценки ИЭ
2.3.3 Экспериментальные данные оценки ИЭ.
Выводы к гл. 2
Глава 3. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТПРЕОБРАЗОВАНИЯ БИОПРОЦЕССОВ И БИОСИГНАЛОВ.
3.1. Выбор и обоснование базиса вейвлетпреобразования биосигналов.
3.2. Структурный анализ проводящей системы сердца.
Выводы к гл. 3.
Глава 4. ПРОГРАММНОАППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА
4.1. Особенности применения полифункционального мониторинга ФСО.
4.2. Геледиагностика в современной инфокоммуникацонной среде
4.3 Оценка необходимых ресурсов для реализации передачи данных
4.4. Структура программных средств анализа ФСО
4.5. Мониторинг артериального сосудистого тонуса
Выводы к гл. 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ С ИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АПК аппаратнопрограммный комплекс
ВСР вариабельность сердечного ритма
ВОЗ всемирная организация здравоохранения
ФСО функциональное состояние организма
ФИО функциональная подвижность организма
ИИ индекс напряженности
ИЛ индекс функциональной подвижности лабильности организма
иэ индекс эффективности коррекции ФСО
экс электрокардиосигнал
ЭКГ электрокардиограмма
пв пульсовая волна
ФКС фонокардиосигнал
высокочастотные колебания сердечного ритма i
низкочастотные колебания
V очень низкочастотные
ультранизкочастотиые
КР кардиоритм
МНК метод наименьших квадратов
ММП метод максимального правдоподобия
КИГ кардиоинтервалограмма
ссз сердечнососудистые заболевания
ссс сердечнососудистая система
сед сердечнососудистая деятельность
ИБС ишемическая болезнь сердца
им инфаркт миокарда
АД артериальное давление
кластерный спектральный анализ
ЭУ электронные устройства
ЧСС частота сердечных сокращений
КЭ коэффициент эффективности
спм спектральная плотность мощности
зс золотое сечение
ФСК фрактальная структура кардиоритма
КИГ кардиоинтервалограмма
шпе шумоподобные сигналы
БВ быстрые волны
БД база данных
МВ1 медленные волны первого порядка
МВ2 медленные волны второго порядка
АКФ автокорелляционная функция
МКМ микроэлектронный кардиомонитор
АМо амплитуда моды
ЦНС центральная нервная система
ВРПВ время распространения пульсовой волны
СМФ свсрхмедленныс физиологические процессы
ССШ смссь сигналшум
ПФИ порешность фазовых изменений
ОПС объемнопространственная структура
ХП характеристический потенциал
ХР характеристика работоспособности
ФПВ фазовое пространство внешней среды
СИИ система извлечения информации
ПТП параметры технологического процесса
ТО технический объект
ПФП параметры фазового пространства
МЭС микроэлектронные системы
МЭУ микроэлектронное устройство
ИС интегральная схема
АФ активный фильтр
ФКС фонокардиосигнал
ФКГ фонокардиофамма
ВРПВ время распространения пульсовой волны ФПИ фотоплетизмофафический индекс ФПГ фотоплетизмофафический датчик КПК карманный персональный компьютер
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Алгоритм количественной оценки эффективности терапевтических бальнео и физиопроцедур на основе индекса эффективности ИЭ для корректной дозировки и исключения неблагоприятных последствий. Методика неинвазивного, атравматичного мониторинга артериального сосудистого тонуса с помощью измерения времени распространения пульсовой волны на основе совместного анализа электрокардиограммы и пульсовой волны. Методика структурного анализа биопроцессов для количественной оценки ФСО на основе фрактальной размерности скелетных функций вейвлетдиаграмм биосигналов. Апробация работы. Современные проблемы радиоэлектроники в , , и годах, в III научной конференции Системный анализ в медицине в году, Второй общегородской ассамблее Красноярск. Технологии будущего в году. Полученные результаты отражены в информационнообразовательном проекте ИОП Распределенная автоматизированная система дистанционного мониторинга состояния человека ИОП СФУ, год. Публикации но теме диссертации. По теме диссертации опубликовано И работ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, , , , , в том числе 1 статья опубликована в журнале, рекомендованном ВАК. Основные направления эволюции аппаратных средств мониторинга
Более чем столетняя история развития аппаратных средств диагностики ФСО накопило богатый опыт. Анализ эволюции этих средств позволяет выявить основные тенденции в проектировании и прогнозировать их на ближайшее будущее. В г. А. Уоллер впервые зарегистрировал электрокардиограмму ЭКГ и показал е связь с деятельностью сердца. В г. В. Эйнтховен применил при записи ЭКГ струнный гальвонометр, что позволило резко повысить качество записи ЭКГ. Этому же исследователю принадлежит ряд основополагающих работ по теории и практике электрокардиографии, отмеченных в г. Нобелевской премией по физиологии и медицине . Информатизация и компьютеризация влияет на развитие кардиомониторов КМ. Если ранее в конце х годов прошлого века у КМ имелась определенная специализация, выделяли КМ скорой помощи, клинические КМ, кардиологические, амбулаторные и они различались по массогабаритным показателям, потреблению энергии и функциональным возможностям, то современные компьютерные системы перекрывают вес вышеприведенные специализации КМ, и становятся универсальными приложениями. Диамант. Данные по фирмам производителям и основным решаемым задачам сведены в таблицу 1. Таблица 1. Монитор сердечного ритма предназначенный для велосипедистов. Определение сердечного ритма с точностью ЭКГ. Определение пульса и нагрузочных характеристик для спортсмена. Электрокардиограф, предназначенный для записи, отображения и перспроигрывания ЭКГ сигналов с возможностью анализа сердечного ритма и быстрой диагностики состояния пациента. На платформе . Интерфейсы для подключения КПК , . Снятие и обработка ЭКГ в 1 отведении, вычисление ВСР параметров стандартным методом, запись до минут, передача данных имеющимися средствами КПК. ХАИМЕ ДИК i канальный кардищраф, обеспечивающий отображение ЭКГ, запись результатов и информации о пациенте в базу данных, анализ результатов, в том числе и ВСР анализ, перепроигрывание и передача данных на ПК и принтер, в состав комплекса также входит фонокардиограф. Интерфейсы для подключения КПК СОМ дистанционно, через ИКсоединение, с помощью флэшкарты, с использованием . Снятие и обработка ЭКГ в отведениях, вычисление ВСР параметров стандартным методом, запись до минут, передача данных имеющимися средствами КПК. Данные записываются на карту памяти . КПК используется только для контроля через ИКпорт регистрации во время записи, анализ производится на ПК. Снятие и обработка ЭКГ в 3 отведениях, вычисление ВСР параметров стандартным методом по коротким интервалам, запись до часов, передача данных имеющимися средствами КПК. I ii канальный кардиограф, производящий регистрацию, просмотр, качественный анализ, архивирование и передачу на печать и ПК ЭКГ, а также ведение БД пациентов. Снятие и обработка ЭКГ в отведениях, вычисление ВСР параметров стандартным методом, запись до минут, передача данных имеющимися средствами КПК.