Експрес-діагностика на основі дискретного вейвлет-аналізу пульсограм
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Експрес-діагностика на основі дискретного вейвлет-аналізу пульсограм
|
|
| Creator |
Мужицька, Наталія Віталіївна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 — біологічні та медичні прилади і системи.— Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ. — 2012. У дисертації розроблено методи та засоби для проведення експрес- діагностики на основі дискретного вейвлет-аналізу пульсограм. Проведено порівняльний аналіз методичного та алгоритмічного забезпечення сучасних систем автоматизованої обробки пульсограм. Розроблено гармонічну трифазову модель пульсової хвилі, доповнену конкретними чисельними показниками, розрахованими для плечової артерії. На основі створеної моделі вказано набір гемодинамічних параметрів, що вважаються основними в процедурі експрес-діагностики. Обгрунтовано переваги дискретного вейвлет-аналізу в задачі виділення інформативних компонент пульсової хвилі, доведено його високу точність, можливість роботи в режимі реального часу, придатність до тривалого зберігання вихідних результатів. Запропоновано методику обробки модельних сигналів, в результаті застосування якої рекомендовано материнські вейвлети, кількість рівнів розкладу, та спосіб синтезу очищеного сигналу, які дозволяють виділити корисний сигнал з коефіцієнтом кореляції до 0,9995 від початкового сигналу, причому даний показник є стабільним при різних співвідношеннях сигнал/шум на інтервалі (1-10) %. Запропонований метод синтезу пульсового сигналу за коефіцієнтами дискретного вейвлет-розкладу виявився більш ефективним при порівнянні з популярними сьогодні методами порогової обробки. Розроблено структуру і принципи роботи системи автоматизованої обробки пульсограм на основі створених методик. Реалізовано експериментальний зразок та проведено дослідження реальних пульсограм, в результаті чого підтверджено ефективність створених методик. Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 — биологические и медицинские приборы и системы.— Национальный технический университет Украини «Киевский политехнический институт», Киев. — 2012. В диссертационной работе решена актуальная научно-прикладная задача разработки методов и средств для проведения экспресс-диагностики на основе анализа пульсограм с использованием дискретного вейвлет- анализа. Полученные в диссертации результаты в совокупности позволяют более эффективно реализовать экспресс-диагностику на основе пульсограм и способствуют болем широкому внедрению данного направления диагностических исследований. Проведен сравнительный анализ методического и алгоритмического обеспечения систем автоматизированной обработки пульсограм, в результате которого установлено, что основными недостатками таких систем является их невысокая эффективность при работе в условиях помех (шумы, разрывы сигнала, биологические артефакты) а также отсутствие сопутствующего программного обеспечения для вычисления основных гемодинамических показателей. Разработана гармоническая трехфазовая модель пульсовой волны, которая имеет ряд существенных преимуществ, а именно: подобие реальному сигналу, применение четких математических зависимостей для рассчета основных параметров пульсограм, показала свою пригодность для экспресс-исследований по пульсограмам. Данная модель была дополнена конкретными численными показателями, рассчитанными для плечевой артерии; на основе данной модели определили гемодинамические параметры, которые считаются основными в процедуре экспресс-диагностики. Доказаны преимущества дискретного вейвлет-анализа над другими методами цифровой обработки в задаче экспресс-диагностики по параметрам пульсограм в условиях помех. К таким преимуществам можно отнести высокую точность выделения информативных компонент, возможность работы в режиме реального времени, незначительные вычислительные затраты, пригодность к длительному хранению выходных результатов. Предложена методика, которая позволила определить адаптивные материнские вейвлеты для задачи дискретного вейвлет-анализа пульсограм. В результате применения этой методики рекомендованы материнские вейвлеты, количество уровней разложения, и способ синтеза очищенного сигнала, которые позволяют выделить полезный сигнал с коэффициентом корреляции до 0,9995 от исходного сигнала, причем данный показатель является стабильным при различных соотношениях сигнал/шум на интервале (1—10) %. Предложенный метод синтеза пульсового сигнала по коэффициентам дискретного вейвлет-разложения оказался более эффективным при сравнении с широко применяемыми в настоящее время методами пороговой обработки; кроме того он более стабилен при различных соотношениях сигнал/шум, гораздо проще с точки зрения математической реализации и обеспечивает меньший объем исходных данных. Разработана структура и принципы работы системы автоматизированной обработки пульсограм на основе созданных методик. Преимуществом созданной системы является возможность использования доступных аппаратных средств, все новые принципы и методики при этом заложенные в разработанное программное обеспечение. Реализован экспериментальный образец и проведены исследования реальных пульсограм, в результате чего подтверждена эффективность созданных методик над стандартной процедурой Фурье-анализа, заложенной в программное обеспечение реографа-полианализатора при наличии реальных помех (белый шум, обрыв сигнала, биологический артефакт). PhD tesis on the spesiality 05.11.17 — biological and medical devices and systems. National technical university of Ukraine “Kyiv polytechnic institute”, Kyiv, 2012. The thesis describe the development of methods and tools for express diagnosis based on discrete wavelet analysis of pulse waves. A comparative analysis of methods and software of modern automatic processing of pulse waves is done. A harmonic three-phase model of pulse wave is designed. It is supplemented by concrete numerical indicators for brachial artery. Specified set of hemodynamic parameters, based on the new model proposed, these parameters considers as a basic for express-diagnosis procedure. Proved the advantages of discrete wavelet analysis in the problem of selection of informative component of the pulse wave, proved its high accuracy, the ability to work in real time, suitability for long-term storage of output results. The method of processing of model signals proposed, as a result recommended basic wavelets, the number of decomposition levels and method for synthesis for purified signal allows you to get correlation coefficient up to 0.9995 with the original signal. The proposed method of synthesis of pulse signal from coefficients of the discrete wavelet decomposition was more effective in comparison with popular threshold methods. The structure and principles of the automatically pulse wave processing systems, that based on the established methods, developed. Implemented an experimental model and studied the real pulse waves, resulting in a confirmed efficiency of established methods. |
|
| Publisher |
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
|
|
| Date |
2012-04-21T11:06:26Z
2012-04-21T11:06:26Z 2012 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1692
|
|
| Language |
uk
|
|