Методы и средства обработки биоэлектрической информации

• Автор: Истомина, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 330 с. : ил

1 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ БЭИ.

1.1 Особенности БС как источников БМИ.

1.2 Особенности БЭС и систематизация их ИП

1.2.1 Особенности измерения параметров БЭС

1.2.2 Систематизация информативных параметров БЭС.

1.3 Методы измерения информативных параметров БЭС.

1.4 Систематизация порсшностей СМТ и их основные источники

1.4.1 Систематизация видов погрешностей СМТ

1.4.2 Помехи как основные источники погрешностей СМТ.

1.5 Систематизация СМТ.

Основные результаты и выводы.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ПРОЦЕССУ АНАЛИЗА ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БЭС.
2.1 Систематизация методов, порогов и базовых операций, применяемых при распознавании БЭС
2.2 Комплексный подход к распознаванию БЭС.
2.3 Способы формализованного описания БЭС.
2.3.1 Систематизация терминалов БЭС
2.3.2 Сокращенное формализованное описание ИИ ЭКС
2.3.3 Формализованное описание процесса анализа ИП БЭС.
Основные результаты и выводы.
3 НЕОБРАТИМЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИП ЭКС.
3.1 Генетикопрогностическое описание алгоритмов анализа ИП ЭКС
3.1.1 Этапы совершенствования алгоритмов анализа ИП формы ЭКС
3.1.2 Этапы совершенствования алгоритмов анализа ИП периодичности ЭКС .
3.2 Методы обнаружения ИСФ ЭКС и анализа их формы.
3.2.1 Методы ранговой обработки ЭКС
3.2.2 Метод сложного компарирования при распознавании ИСФ ЭКС
3.2.3 Методы анализа формы импульсов по производной ЭКС
3.2.4 Методы определения коэффициентов формы импульсов ЭКС.
Основные результаты и выводы.
4 ОБРАТИМЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИП ЭКС
4.1 Возможности ортогональных базисов при исследовании ЭКС.
4.2 Применение степенных кусочнопостоянных функций Хаара
4.3 v в задачах анализа информативных параметров ЭКС
4.3.1 Принципы vпреобразования
4.3.2 преобразование при анализе ИП ЭКС
4.3.3 v анализ периодичности импульсов ЭКС.
4.4 Сравнение возможностей применения v для решения задач анализа ЭКС.
4.5 Реализация портативных КМ на основе преобразования ЭКС
4.1ерспективы применения v для задач анализа ЭКС
Основные результаты и выводы.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ЭКС ПРИ ЭСС
5.1 Современные методы и средства электрической стимуляции сердца . . . .
5.1.1 Основные принципы электрической стимуляции сердца
5.1.2 Современные методы ЭСС.
5.1.3 Систематизация основных режимов работы КС
5.2 Нелинейные системы с хаотической динамикой.
5.3 Связь параметров стимултруюших импульсов с возникновением детерминированного хаоса.
5.4 Исследование хаотической динамики ЭКС при ЭСС
Основные результаты и выводы.
6 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АНАЛИЗА ИП
6.1 Методология тестирования технических средств анализа ИП БЭС
6.2 Разработка моделей ТП БЭС на примере ЭКС
6.2.1 Разработка МТГ1 периодичности ЭКС.
6.2.2 Разработка МТТ1 ЭКС с учетом формы сигнала
6.2.3 Результаты статистической обработки моделей.
6.3 Методика оценки эффективности средств анализа ИП ЭКС
6.3.1 Выбор МТП для оценки эффективности работы алгоритмов КМ.
6.3.2 Выбор эффективных алгоритмов анализа ЭКС
6.3.3 Выбор базовых критериев оценки эффективности работы алгоритмов . . 3 6.4Результаты экспериментальной оценки эффективности работы алгоритмов .
Основные результаты и выводы
7 РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АНАЛИЗА БЭС И ОБРАБОТКИ БЭИ
7.1 Защищенные охранными документами схемотехнические решения
7.2 Разработка и внедрение медицинских приборов и систем
7.3 Разработка медицинских систем на базе НК
7.4 Программные пакеты и разработки, внедренные в учебный процесс . . . .
7.5 Внедренные методические разработки
Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


В связи с практическим отсутствием эталонов БЭС в биомедицинских измерениях в качестве образцовых сигналов используются искусственные сигналы модели или участки реальных сигналов, причем последние представляют собой либо среднестатистические кривые, либо участки зарегистрированных БЭС, являющиеся наиболее яркими, типичными представителями классов нормы и патологии для различных заболеваний, выбранные группой квалифицированных врачейэкспертов . Технические средства, формирующие на выходе такие сигналы, можно отнести к мерам для медицинских измерений. Рисунок 1. Следует отметить, что большие трудности представляет использование в медицине метода замещения, т. БЭС, перечисленных выше, формирование параметров, замещающих биологические, далеко не всегда возможно, поэтому метод замещения в медицинских измерениях находит ограниченное применение. Кроме того, нулевой метод также редко используется в медицинских измерениях изза невозможности обеспечения высокой точности образцовых средств мер биофизических параметров. Рассмотрим специфику методов медицинских измерений. Вопервых, по виду взаимодействия с биообъектом по направлению потока энергии их делят на пассивные, требующие подключения к объекту внешнего источника энергии, и активные, использующие энергию объекта исследования. Вовторых, по соотношению веса операций измерения и контроля можно выделить промежуточные и окончательные медицинские измерения, т. БС или для выполнения операции контроля сравнения с нормой, и измерения явного вида, когда результатом является числовое значение измеряемой величины измерения в единицах физических величин. Втретьих, по виду ИП БЭС целесообразно подразделить методы биоизмерений на локальные и интегральные, предварительно разбив их по типу измеряемых параметров на методы измерения амплитуды, длительности и формы БЭС рисунок 1. Рисунок 1. Остановимся сначала на локальных методах измерения амплитудных, временных параметров и формы импульсов БЭС. Для измерения амплитуды импульсов БЭС чаще всего применяют два основных метода метод преобразования импульсного напряжения в квазипостояиное на заданном интервале времени метод расширения импульсов или пиковое детектирование и метод амплитудновременного преобразования , . При измерениях интервалов времени БС используют пороговые устройства, срабатывающие под действием импульса и фиксирующие начало и конец измеряемого интервата. Наибольшее распространение получили счетноимпульсный метол и метод с промежуточным преобразованием времяамплитуда , . Основой методов автоматизированного анализа формы импульсов является преобразование формакод, которое заключается в выделении ИП сигнала в виде унифицированного ряда значений напряжений и преобразования их в код для последующей обработки. Широко распространенным является метод анализа формы сигнаюв, основанный на сгробоскопическом преобразовании формакод , реализуемом методами аналогоцифрового преобразования . Существуют принципиально иные методы измерения параметров сигналов, основанные на выделении интегральных информативных характеристик. Такие методы широко распространены и заключаются в преобразовании сигналов, основанном на интегрировании. К ним относится детектирование модулированных сигналов, измерение мощности сигналов на основе тепловых эффектов, нахождение спектров сигналов по различным ортогональным системам функций. Интегральный метод измерения импульсов на основе нелинейного интегрального преобразования заключается в выражении амплитуды, длительности и формы импульсов через интегральные энергетические параметры. Наиболее распространенными в практике измерений интегральными параметрами, характеризующими импульсы, являются площадь импульса 8 характеризующая количество электричества или заряд и энергия импульса . Эти параметры дают весьма общую характеристику импульсов, описывая их в целом на них не влияют даже существенные локальные изменения формы импульсов, неравномерности основания и вершины, выбросы. В целом, предложенная систематизация методов измерения параметров БЭС необходима для обобщения опыта в данной области и понимания сути проблемы, она позволяет развивать известные методы, выявлять их недостатки и синтезировать новые алгоритмы. Перечисленные трудности влияют на нофешности методов и средств анализа БЭС, снижение которых повышает эффективность ЛДП. Поэтому необходимо рассмотреть источники погрешностей средств медицинской техники.