Зв’язок роботи з науковими програмами




Сторінка1/14
Дата конвертації22.04.2016
Розмір0.92 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


ЗМІСТ

ВСТУП


Актуальність. Всі види життя, від клітин до організмів, генерують сигнали біологічного походження. Такі сигнали можуть бути електричними (наприклад, деполяризація нервової клітини або біопотенціали серця). Такі біологічні сигнали можуть представляти інтерес для встановлення діагнозу, для моніторингу пацієнта, і біомедичного дослідження.

Найчастіше для реєстрації біомедичних сигналів використовуються електрографічні методи, які забезпечують вимірювання та контроль параметрів біомедичних сигналів у нормі та при фізіологічних або патологічних відхиленнях від норми.

Однак живі організми генерують великий потік сигналів, часто прихованих у фоні інших сигналів і компонентів шуму. Головна мета обробки біосигналів - відфільтрувати сигнали що нас цікавлять від фону і зменшити надмірний потік даних до декількох, але доречних параметрів.

Проведений аналіз показав, що не дивлячись на різноманіття існуючих методів обробки біосигналів, існуючи алгоритми виявляються недостатньо ефективними. Актуальність даної роботи визначається необхідністю розробки нових методів, які дозволять підвищити якість обробки при роботі з біосигналами.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження, результати яких наведені в магістерській дисертації, проводилися згідно планів наукових досліджень кафедри Автоматики та інформаційно-вимірювальної техніки Вінницького національного технічного університету та кафедри біофізики, інформатики та медичної апаратури Вінницького національного медичного університету. Робота впроваджена у Вінницькому національному медичному університеті, про що складено відповідний акт, наведений в додатку А.



Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є підвищення швидкодії обробки біомедичних сигналів, збільшення якості обробки сигналів та покращення якості фільтрації сигналів.

Досягнення цієї мети вимагає вирішення наступних задач:



  • проведення комплексного поглибленого аналізу існуючих систем обробки біосигналів та розробка загальної структурно-функціональної моделі системи обробки ЕЕГ, ЕКГ та ЕМГ сигналів;

  • розробка і вивчення спеціальних алгоритмів обробки біосигналів та відповідного програмного забезпечення;

  • проведення клініко-експерементальних досліджень з метою визначення адекватності роботи алгоритмів що розроблялись.

Технічне завдання наведене у додатку Б.

Об’єкт дослідження – процес обробки біосигналів.

Предмет дослідження – методи фільтрації біосигналів.

Методи дослідження. У процесі дослідження використовувалися методи аналізу біосигналів на основі вейвлет-перетворення.

Наукова новизна отриманих результатів.



  • вперше запропоновано біортогональний вейвлет bior1.5 як базисний при обробці біосигналів. Дане рішення дозволило збільшити швидкодію обробки сигналів;

  • у роботі запропоновано використання процедури порогової обробки, як інструмента для очищення кардіосигнала від шумів, що дозволило покращити очистку ЕКГ сигналу від гаусівського білого шуму та інших компонентів шумів в біосигналах;

  • розроблений метод аналізу ЕКГ-сигналу на основі вейвлет-перетворення в системі електрокардіографії дозволяє очистити біосигнал від шумів без втрати інформації та якісно визначити інформацію про Т та Р зубці ЕКГ. Окрім того запропонований метод дає високу якість визначення QRS-комплекса – одного з найважливіших комплексів при діагностуванні серцевих захворювань людини;

Практичне значення одержаних результатів.

Дослідження, проведені у даній роботі, дозволили розробити новий метод аналізу електрокардіограм, що вдосконалює існуючі. Значно було покращено якість визначення Р та Т зубців ЕКГ. З практичної точки зору, дане дослідження дозволить визначити відхилення роботи серця людини від норми.



Особистий внесок здобувача. Більшість результатів отримано автором самостійно. Магістрантом запропоновано використання процедури порогової обробки сигналів, для підвищення якості позбавлення від шумів. Автором було створене програмний додаток, який реалізує створену методику обробки електрокардіограм. У співавторстві була написана стаття[1], матеріали якої були використані при написанні даної роботи.

Апробація результатів роботи. Результати роботи були представлені на XLIV регіональній науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу, співробітників та студентів ВНТУ (м. Вінниця, 2015).



Публікації.

За результатами роботи було отримано патент на корисну модель[2]. Частина використаних у дослідженні матеріалів була висвітлена у статті[1].




1 АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ОБРОБКИ БІОМЕДИЧНИХ СИГНАЛІВ




1.1 Загальна характеристика проблеми

Функціональний стан людини з точки зору медицини є одним з важливих показників стану її здоров’я. Оцінку функціонального стану організму людини проводять під час діагностично-лікувальних та профілактичних заходів в медичній практиці. Це важливо також для систем медичного страхування, охорони праці, розробки медичних експертних систем. Одним з напрямків є створення електронного паспорта здоров’я людини – бази даних, у якій зберігаються параметри, що характеризують функціональний стан всіх органів організму людини та критерії їх порівняльної оцінки. Для оцінки функціонального стану організму людини використовуються різні методи дослідження: електричні, електромагнітні, ультразвукові, люмінесцентні, біохімічні, механічні та ін. Одним з основних параметрів, який характеризує функціональний стан людини є біомедичний сигнал.

У медичній практиці для діагностичних цілей та контролю функціонального стану пацієнтів широко використовується апаратура, яка реєструє біомедичні сигнали та визначає їх параметри у нормі та при фізіологічних або патологічних відхиленнях від норми. Найчастіше для реєстрації біомедичних сигналів використовуються електрографічні методи, які забезпечують вимірювання та контроль біопотенціалів, що виникають природно або під впливом зовнішніх факторів у різних ділянках та органах організму людини.

Біопотенціал – електрична напруга, що виникає в клітинах, органах і тканинах живих організмів у процесі їхньої життєдіяльності. Різниця потенціалів між збудженою та незбудженою частинами окремих клітин характеризується тим, що потенціал збудженої частини клітини є меншим від потенціалу незбудженої частини. Для тканини різниця потенціалів визначається сукупністю потенціалів окремих клітин.

Зняття біопотенціалів проводиться за допомогою електродів, які встановлюються на поверхні тіла чи органів людини. Вимірюється не абсолютний потенціал, а різниця потенціалів між двома точками поверхні, яка відображає її біоелектричну активність та характер метаболічних (обмінних) процесів. Біопотенціали використовують для отримання інформації про стан і функціонування різних органів. До електрографічних методів відносяться електрокардіографія, реографія, електроенцефалографія, електроміографія, електрогастрографія тощо.

Біологічні сигнали можуть становити інтерес для встановлення діагнозу, моніторингу пацієнта і проведення біомедичного дослідження[1].




  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка