Коллективный алгоритм на базе нечеткой логики для обработки электрокардиологической информации в сложных сигнально-помеховых ситуациях

• Автор: Шамин, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ информативных элементов электрокардиосигналов, методов их обнаружения и распознавания

1.1 Информативные параметры электрокардиосигнала

1.2 Анализ видов электрокардиографических помех и методов снижения их интенсивности

1.3 Аналитический обзор методов распознавания и принятия решений, применяемых при обработке информативных элементов ЭКС

1.4 Выводы но главе

ГЛАВА 2 Коллективный алгоритм обработки электрокардиографической информации на базе теории нечетких множеств
2.1 Перспективы применения коллективных методов распознавания для повышения помехоустойчивости при обработке ЭКГинформации
2.2. Обоснование применения теории нечеткой логики для повышения помехоустойчивости при обработке ЭКГинформации
2.3 Разработка коллективного решающего правила и алгоритма на базе теории нечетких множеств для повышения эффективности обработки электрокардиографической информации в сложных сигнальнопомсховых ситуациях
2.4 Системный подход к обработке электрокардиологической информации в условиях интенсивных помех
2.5 Разработка системы информационнолингвистических моделей информативных участков электрокардиосигнала
2.6 Разработка системы информационнолингвистических моделей сложных сигнальных и сигнальнопомеховых ситуаций
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3 Разработка и совершенствование коллективного алгоритма обработки элекрокардиосигнала на базе ТИМ
3.1 Обоснование выбора системы нечеткого вывода для коллективного алгоритма обработки электрокардиологической информации
3.2 Формирование системы входных признаков для обработки электрокардиологической информации
3.3 Разработка модели коллективного алгоритма обработки электрокардиологической информации на базе ТНМ
3.4 Результаты исследований по оптимизации параметров коллективного алгоритма обработки электрокардиологической информации на базе ТНМ
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4. Разработка информационнометодического обеспечения для оценки эффективности работы коллективного алгоритма обработки элекрокардиосигнала на базе ТНМ
4.1 Выбор и обоснование применения баз для верификации
4.2 Методика верификации алгоритмов обработки электрокардиографической информации для кардиомониторных систем
4.3. Разработка системы для верификации алгоритмов обнаружения КИ ЭКС
4.4 Результаты сравнительной оценки эффективности коллективного алгоритма обработки ЭКГинформации на базе ТНМ
4.5 Выводы по главе
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Когда вся наружная поверхность вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя отрицательный, снова будет зафиксирована изоэлектрическая линия, что соответствует диастоле. Во время диастолы происходит медленное обратное движение ионов калия и натрия, которое мало влияет на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно и эти процессы уравновешивают друг друга. Описанные процессы относятся к возбуждению единичного волокна миокарда. Возникающий при деполяризации импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, оно постепенно охватывает весь миокард, развиваясь по типу цепной реакции. Электрическое поле отдельных клеток, суммируясь, создает электрическое поле вокруг сердца, в результате возникают определенным образом распределенные потенциалы во всем теле, в том числе и на его поверхности. Электрокардиосигналом представляют собой суммарные сигналы разности потенциалов регистрируемые с поверхности тела. ЭКС отражают электрофизиологические явления в сердечной мышце, и широко используются в медицине в качестве источника диагностической информации о физиологическом состоянии и деятельности как сердца и сердечнососудистой системы, так и всего организма в целом ,. Участок нормального ЭКС с указанными элементами сигнала и фазами электрических процессов в сердце, с принятыми в электрокардиографии обозначениями, показан на рисунке 1. На рисунке 1. ЭКС по структурным участкам сердца справа импульсы потенциала действия, полученные униполярным электродом, внизу поверхностный ЭКС, II отведение. Рисунок 1. Рисунок 1. Электроды для регистрации ЭКС накладывают на различные участки тела чаще всего на конечности и торс в соответствии с различными схемами расположения, называемыми системами электрокардиографических отведений. При отсутствии патологий во всех отведениях формируются стандартные элементы ЭКС импульсы и интервалы между ними, повторяющиеся от одного сердечного цикла к другому, и отражающие последовательность возбуждения сердечной мышцы. Импульсы зубцы Р, Я, Т являются обязательными компонентами ЭКС в любом отведении. Импульсы 2 н Я непостоянные и обнаруживаются в зависимости от положения оси выбранного отведения относительно положения сердца. Амплитудные и временные параметры основных импульсов ЭКС достаточно стабильны у одного и того же здорового человека, в то же время имеют довольно широкий разброс у разных лиц в зависимости от комплекции и биологических особенностей индивида. Даже в отсутствии патологий существует множество вариантов конфигураций Дкомплексов, что значительно усложняет автоматическую обработку ЭКС с целью обнаружения и анализа его информативных элементов. На основании литературы 6,, была составлена таблица 1. ЭКС при отсутствии патологий. При различных патологиях значения амплитуды и длительности импульсов, их форма, полярность, а так же длительности интервалов между импульсами могут значительно изменяться, что дает основание использовать ЭКС для диагностики многих заболеваний сердечнососудистой системы. ЭКС, даже при отсутствии патологий, характеризуется высокой изменчивостью параметров флуктуация амплитуды, длительности кардиоимпульсов и интервалов между ними вокруг средних значений, локальные выбросы и перегибы, вызванной биологическими особенностями формирования и проведения электрических импульсов тканями организма, расположением электродов, индивидуальными свойствами биообъекта. При патологических же состояниях параметры ЭКС, особенно форма и интервалы между соседними Дкомплексами, могут изменяться случайным образом. Ритм сердца последовательность интервалов между Яимпульсами является случайным и практически всегда негауссовским процессом, стационарным лишь в некоторых фазах без физической нагрузки 6. Таблица 1. КЗкомплексы обычно начинаются и заканчивается на уровне изолинии. Рисунок 1. Сравнительные характеристики спектральной мощности
Сравнительные характеристики спектральной мощности ЭКС, его составляющих и основных помех приведены на рисунке 1. Цифрами на рисунке обозначены 1 ЭКС, 2 ЖЗкомплекс, 3 Р и Т зубцы, 4 помехи от движения, 5 напряжение поляризации, 6 мышечные шумы. Гц с наличием максимума на частоте около Гц 4.