Математические модели и комплекс программ для функциональной диагностики биомедицинских сигналов инфранизкочастотного диапазона

• Автор: Попов, Александр Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Методы и компьютерные средства решения

проблем в области современной гастроэнтерологии

1.1. Методы и методики функциональной диагностики органов желудочнокишечного тракта.

1.2. Развитие компьютерной электрогастроэнтерографии

1.3. Математические модели сигналов электрогастроэнтерографии

1.4. Основные выводы .

Глава 2. Медленные перистальтические волны как объект

анализа спектральными методами

2.1. Гастроэнтерограммы как временные ряды.

2.2. Цифровая полосовая фильтрация данных
электрогастроэнтерографии
2.3. Применение вейвлетфункций при обработке гастро и энтерограмм
2.4. Ускоренный алгоритм поиска локальных особенностей гастро и энтерограмм
2.5. Вейвлетфункции и соотношение неопределенности в теории сигналов.
2.6. Основные результаты и выводы
Глава 3. Медицинская информационноизмерительная система для диагностики желудочнокишечного тракта
методом селективной электрогастроэнтерографии
3.1. Структуры и характеристики аппаратно реализованных образцов системы
3.2. Методика электрографических исследований и документация сеансов измерений
3.3. Аппаратное обеспечение системы нового образца, комплекс программ ввода и обработки сигналов.
3.4. Вычисление статистических характеристик медленных перистальтических волн большой длительности
3.5. Основные результаты и выводы
Заключение
Глоссарий
Список основных сокращений
Приложение
Введение
Актуальность


С) значимости исследования свидетельствует его поддержка грантом РФФИ по направлению “Север” (проект 2-рсевер_ а “Разработка математических моделей и алгоритмов диагностики для систем исследования Ж КТ пациентов в условиях высоких широт”). Данные литературы свидетельствуют о том, что заболевания верхних отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в условиях северных широт отличаются по уровню своей распространенности и особенностям клинического течения но сравнению со средними широтами. Заболеваемость органов брюшной полости в арктическом регионе наблюдается чаще и протекает тяжелее ||. В частности при сравнении зарегистрированной заболеваемости язвенной болезиыо населения установлено, что показатели этого вида заболеваний на Европейском Российском Севере в два раза выше аналогичных показателей по Санкт-Петербургу |]. Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов и средств обобщенного спектрального анализа для компьютерной диагностики биомедицинских сигналов инфранизкочастотного диапазона. Исследование вариантов аналоговой и цифровой фильтрации медленных перистальтических волн (МПВ) на основе метода многоканальной селективной электрогастроэнтерографии (СЭГЭГ). Анализ спектрально-временных характеристик МПВ методами вейвлет-функций. Разработка алгоритма исследования гастроэнтерограмм большой длительности. Создание аппаратно-программного комплекса для реализации метода СЭГЭГ. Методы исследования. В основе решения поставленных задач лежат методы теории цифровой обработки сигналов, теории временных рядов, математический аппарат вейвлет-анализа. Методика первичной цифровой многоканальной обработки аналоговых данных гастроэнтерографии. Алгоритм вейвлет-анализа, основанный на линейном сканировании тестовых сигналов вдоль цифровых записей гастро- и энтерограмм. Ускоренный метод вейвлет-анализа сигналов с применением быстрого преобразования Хаара. Метод статистической обработки записей гастро- и энтерограмм большой длительности. Комплекс прикладных программ для ввода и обработки гастро- и энтерограмм. Научная новизна. Новыми являются алгоритм первичной цифровой обработки гастроэнтерограмм на основе полосовой фильтрации, алгоритмы вейвлет-анализа гастроэнтерограмм для обнаружения пиков МНВ и временных расстояний между ними, алгоритмы и программы статистической обработки данных вейвлет-анализа. Практическая значимость и реализация. Разработаны и применены на практике в условиях клиники экспериментальные образцы медицинской информационно-измерительной системы (МИИС), предназначенные для проведения функциональной диагностики органов ЖКТ методом селективной эл е ктрогаст роэнтерографи и. Система отличается малыми аппаратурными затратами и, соответственно, малой стоимостью и применялась в клинических условиях для диагностики состояния ЖКТ пациентов с острыми заболеваниями органов брюшной полости. Она может применяться в гастроэнтерологических клиниках. Апробация работы. X Ломоносовские чтения в Поморском государственном университете им. М.В. XI Ломоносовские чтения в Поморском государственном университете им. М.В. XVII Международная конференция “Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии — ” (Абрау-Дюрсо, ). Семинар математического факультета Петрозаводского государственного университета (Петрозаводск, ). Обоснованность и достоверность научных положений и основных выводов обеспечивается корректным использованием математических моделей и спектральных методов обработки биомедицинских сигналов заданного диапазона, проверкой результативности алгоритмов обработки данных на экспериментальном материале. Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в' 5 научных публикациях, среди которых 3 опубликованы в изданиях, соответствующих перечню ВАК. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 6 страницах и состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, глоссария, списка сокращений, приложения. Текст иллюстрирован таблицами, рисунками. Библиографический указатель включает 9 источников, из них отечественных и 7 иностранных авторов, ссылок на ресурсы интернет.