Распределенная компьютерная система сбора и математической обработки электрофизиологических сигналов

• Автор: Нагин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с.

ВВЕДЕНИЕ . .

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. БИ0МЕДИИНСКИЕ СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.

. . Понятие о биомедицинских системах регистрации и математической обработки

физиологических сигначов

1.1.2 Основные направления стандартизации в области аппаратнопрограммных систем

регистрации и обработки биологических сигначов

1.1.3 Расширенные требования, предъявляемые к компьютерным биомедицинским системам

1.2. Проектирование компьютерных биомедицинских систем реального времени

1.2.1 Основные понятия и общая терминология.

1.2.2 Разработка биомедицинских программных систем на основе компонентной программной
архитектуры.
1.2.3 Применение архитектур промежуточного ПО при проектировании программных
биомедицинских систем.
ГЛАВА 2. РАСПРЕДЕЛЕННАЯ КОМПОНЕНТНООРИЕНТИРОВАННАЯ ПРОГРАММНАЯ
АРХИТЕКТУРА ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ БИОМЕДИЦИНСКИХ СИСТЕМ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1. Основные этапы исследования
2.2. Разработка концепции решения задач.
2.2.1 Структуризация биомедицинских систем регистрации электрофизиологической
информации
2.2.2 Показатели и критерии эффективности.
2.3. Разработка основных моделей компонентной архитектуры ВМС.
2.3.1 Модечь организации вычисчительных процессов.
2.3.2 Структурная модечь данных.
2.3.3 Имитационная модечь подсистемы распредечения и обработки данных.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА
РЕГИСТРАЦИИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ичТЕЫЛСАЯО IIиихитичиттимхиIичи1тшм1иимн1нч
3.1. Основные функциональные характеристики аппаратнопрограммного комплекса
3.1.1 Краткая характеристика и назначение компьютерной БМС 1теШСагс
3.1.2 Состав и структура программного комплекса.
3.2. ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ
3.2.1 Подсистема записи данных с устройств регистрации электрофизиологических сигначов и
распредечения данных
3.2.2 Подсистема визуачизации и печати биомедицинских данных
3.2.3 Подсистема хранения и накопления биомедицинских данных
3.2.4 Подсистема внешних коммуникационных интерфейсов.
3.3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ
3.3.1 Планирование внутренних задач системы.
3.3.2 Исследование производительности программной реачизации на основе СОМ.
3.3.3 Оценка затрат на реализацию дополнительных требований программной архитектуры .
ГЛАВА 4. ПРИКЛАДНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ
БИОМЕДИЦИНСКОЙ СИСТЕМЫ 1ГЧТЕЫЛСАЯ0
4.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЭКГ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
4.1.1 Характеристики и классификация шумов, присутствующих в электрокардиограмме
4.1.2 Методы подавления ряда инструментальных шумов.
4.1.3 Реачюация подсистемы подавления шумов ЭКГ методами цифровой фильтрации
4.2. Выделение и анализ СЖБкомплексов в ЭКГсистемах реального времени
4.2. 1 Классификация методик выделения кмлкв 1
4 2.2 Алгоритм детектирования кмлкв
4.2.3 Определение параметров Оволны
4 2.4 Коррекция дрейфа изолинии.
4 2.5 Определение параметров 8волны и окончания ОИЯкомплекса
4 2.6 Особенности реализации Одетектора.
4.2.7 Реализация алгоритма детектирования комплексов на базе микроконтроллера
З А КЛ КЧ Е Н И Е
ЛИТЕРАТУРА


Па базе комплекса 1ме1Псагс1 разработан встраиваемый модуль ЭКГ, построенный на базе промышленного компьютера, представляющего в качестве интерфейса управления несколько функциональных клавиш, расположенных по периметру ЖКэкрана, и манипулятор. Программное обеспечение встраиваемого модуля построено из компонент, используемых в системе 1Ше1ПСагс1. Достоверность полученных результатов обусловлена использованием общепринятых математических методов обработки сигналов, методов разработки и верификации программного обеспечения, российских и международных стандартов на программноаппаратные комплексы съема и обработки биомедицинских сигналов. Электроника и информатика . Всероссийская научнотехническая конференция с международным участием, Москва, МИЭТ, г. Биомедприбор . Международная конференция по биомедицинскому приборостроению, Москва, ВНИИМП РАМН, г. Микроэлектроника и информатика . Микроэлектроника и информатика . Межвузовская научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий ХХХХ1. Международный симпозиум, Москва, г. Микроэлектроника и информатика . Межвузовская научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии . Международная научнотехническая конференция, Владимир, ВлГУ, г. Биомедприбор . Международная конференция по биомедицинскому приборостроению, Москва, ВНИИМПРАМН, г. Электроника и информатика . Международная научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. Микроэлектроника и информатика . Межвузовская научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. Медицинская физика. Евразийский конгресс по медицинской физики и инженерии, Москва, МГУ, г. Радиоэлектроника в медицинской диагностике . Международная научнотехническая конференция, Москва, ИРЭ РАН, г. I ii i ii i i. I, . Микроэлектроника и информатика . Межвузовская научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. I ii i i Ii. Электроника и информатика . Международная научнотехническая конференция, Москва, МИЭТ, г. Глава 1. Биологические системы являются наиболее сложными системами, с которыми когдалибо приходилось сталкиваться человеку. Это, прежде всего, объясняется тем, что исследование подобных систем осложняется наличием ряда ограничений, наиболее важным из которых является невозможность изолировать анализируемую систему. Любая подобная система испытывает сильное влияние со стороны значительного числа смежных систем, без учета воздействия которых получение достоверных результатов невозможно. В настоящее время одним из наиболее важных инструментов при проведении подобных исследований служат компьютерные биомедицинские системы БМС регистрации и обработки электрофизиологических сигналов, обеспечивающие функции записи, обработки и анализа биомедицинских сигналов различной природы. Биологические сигналы допускают несколько возможных классификаций, наиболее важными из которых являются разделение по физической природе источника сигнала, по предметной области применения и, наконец, по характеристикам самого сигнала. Основные биологические сигналы, с которыми наиболее часто работают компьютерные БМС, приведены в Табл. Табл. Характеристики основных физиологических сигналов человека. Нейрофизиоло гическая Электроэнцефалограмма ЭЭГ 0. Электроретинограмма ЭРГ 0. Гц 0. Электрокортикограмма кГц 0. Сердечно сосудистая Электрокардиограмма 0. Артериальное давление до 0 Гц 0 мм. Частота сердечных сокращений доЗ Гц уд. Классификация сигналов по предметной области основывается на рассмотрении спектра биомедицинских задач, таких как диагностика, мониторинг, решение которых строится путем регистрации, математической обработки и анализа тех или иных электрофизиологических сигналов. Классификация по физическим характеристикам предусматривает разделение множества сигналов на группы, которые в свою очередь, также делятся на подгруппы в соответствии с такими свойствами, как периодичность, стационарность, детерминированность и т. Различные по своему назначению, компьютерные биомедицинские системы имеют одну общую особенность источником данных является сам человек. Немалую роль в развитии БМС играет прогресс в области вычислительных средств и вычислительных методов анализа.