Радиофизические исследования пульсовых сигналов

• Автор: Ринчинов, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ АНАЛИЗА БИОМЕДИЦИНСКИХ СИГНАЛОВ
1.1. БИОМЕДИЦИНСКИЕ СИГНАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
1.2. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ БИОСИГНАЛОВ
1.3. Обзор методов анализа пульсовой волны
1.4. Выводы
2. СПЛАЙН-ФУНКЦИИ В АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННОМ АНАЛИЗЕ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ, АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Интерполирующие сплайны в амплитудно-временном анализе пульсовой волны
2.2. Методика и аппаратура многоканальных измерений пульса человека
2.3. Программное обеспечение
2.4. Выводы
3. МЕТОД ВЫДЕЛЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ
3.1. Основные подходы к автоматизации пульсовой диагностики
3.2. Диагностические параметры пульсовой волны
3.3. Оценка корректности определения фаз кардиоцикла
3.4. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ
4.1. Исследование диагностической значимости амплитудно-временных параметров пульсовой волны
4.2. Исследование динамики пульсов жара и холода
4.3. Система поддержки принятия решений автоматизированного пульсодиагностического комплекса
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Радиофизика как область физики, в которой изучаются процессы, связанные с колебаниями и волнами, достигла огромных успехов в дистанционном изучении космоса, земли и океана. Эта информация является интегральной, отражающей основные системные закономерности в структуре и функционировании исследуемых объектов [1-4]. Радиофизические методы исследования стали одними из основных в современных прикладных отраслях, таких как метеорология и геофизика, изучение лесов и водоемов, экологический мониторинг. Перспективной областью использования радиофизических подходов является медицина, в которой достижения физики находят свое наиболее концентрированное, близкое самым насущным нуждам человека применение.
Радиоэлектронные технологии на протяжении длительного времени служат основой для создания совершенной медицинской аппаратуры. Без использования таких диагностических и лечебных средств, как УЗИ-сканирование, рентгеновская и магнитно-резонансная томография, лазерная терапия и хирургия и др., невозможно представить ни одно современное медицинское учреждение. Однако научная идеология и подходы радиофизики могут существенным образом дополнить, а зачастую и радикально изменить представления о функционировании организма человека, открыть принципиально новые возможности в медицине [4].
Бурно развивающаяся область науки - биомедицинская радиофизика -основана на тесном взаимодействии радиофизиков, биофизиков, математиков, физиологов и инженеров. Биомедицинская радиофизика является междисциплинарной областью, в которой получили успешное развитие фундаментальная наука и инженерная практика.
Радиофизические методы находят свое применение в изучении влияния природных и техногенных излучений на организм человека, в исследовании собственных физических полей и излучений организма,

разнообразных биологических колебательных систем [5-11]. Наработанные в радиофизике решения многих проблем, таких как эффективная фильтрация сигнала, повышение отношения сигнал/шум, определение и отслеживание динамических параметров процесса, статистическое моделирование, оценка характера процесса, анализ гармонических составляющих и т.д., широко применяются при исследовании биомедицинских сигналов, при создании новых диагностических и терапевтических инструментов [5, 6].
Дальнейшее развитие средств медицинской диагностики связано с созданием интеллектуальных устройств, интегрирующих совершенную приборную основу и компьютеризированные методы обработки и анализа биосигналов и принятия решений [12-19]. Они существенно облегчают труд врачей, способствуют повышению точности и эффективности диагностики.
Несмотря на разнообразие направлений в области компьютерного анализа сигналов, методы и техника их обработки во многих случаях являются сходными. Их можно использовать при изучении сигналов различной физической природы, имеющих разные среды распространения.
В этой связи несомненный интерес представляет изучение радиофизическими методами диагностической значимости пульсовых колебаний. Пульс в организме человека является интегральным процессом, отражающим состояние многих органов и функциональных систем. В физиологии принято связывать пульсовые колебания в основном с процессами, протекающими в сердечно-сосудистой системе. Вместе с тем, в практике многих традиционных медицинских систем, в том числе тибетской, накоплены обширные знания по распознаванию различных психосоматических нарушений в организме человека по пульсу.
Пульсовая диагностика заболеваний в тибетской медицине является диагностическим методом, с помощью которого исследуются 12 основных функциональных систем организма человека. При этом возможна как

будет называться двумерный график в координатах (/к,/к-с), к = с,
Преимущество фазового представления заключается в том, что оно в компактной форме отражает динамические свойства наблюдаемой системы. С его помощью можно легко оценить скоростные характеристики процесса, его стационарность.
Фазовое представление широко используется в анализе биомедицинских сигналов. Так, в [77] аттракторы используются для изучения динамических свойств длительных реализаций ЭКГ. Показано, что в аттракторе
присутствует предельный цикл (фазовые траектории стягиваются в геометрически компактную область), если у обследуемого наблюдается функциональное нарушение сердечно-сосудистой системы; в отсутствие таких нарушений фазовый портрет представляет собой странный аттрактор, не имеющий ярко выраженных центров притяжения фазовых траекторий. Утверждается, что частота и амплитуды сердечных
сокращений, вместо того, чтобы стремиться к гомеостатической стабильности, могут претерпевать значительные флуктуации даже в отсутствие изменения внешних факторов. Такая динамика биологической системы способствует повышению ее адаптационных и регуляционных возможностей [77].
Фазовые диаграммы длинных реализаций пульсовых сигналов в первую очередь служат для качественной оценки пульсов. Введение количественных показателей при исследовании фазовых портретов позволяет определить дополнительный набор объективных критериев для дифференциации и классификации пульсовых сигналов различных нозологий.
1.4. Выводы
1. Современный уровень развития радиоэлектроники и теории
обработки сигналов, непосредственно связанный с развитием