Phonocardiosignal as a periodically correlated stochastic process preprocessing algorithm structure grounding
DSpace at Ternopil State Ivan Puluj Technical University
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Phonocardiosignal as a periodically correlated stochastic process preprocessing algorithm structure grounding
Обґрунтування вибору алгоритму попереднього опрацювання фонокардіосиґналу як періодично корельованого випадкового процесу |
|
| Creator |
Паляниця, Юрій Богданович
Яворська, Євгенія Богданівна Шадріна, Галина Михайлівна Дедів, Леонід Євгенович Palaniza, Yuri Yavorska, Evheniya Shadrina, Halyna Dediv, Leonid |
|
| Contributor |
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine |
|
| Subject |
біосигнал
кардіосигнал фонокардіосигнал математична модель імітаційна модель верифікація алгоритми виявлення патології серця MATLAB biosignal cardiosignal phonocardiogram mathematical model simulation model verification heart pathology detecting algorithms MATLAB 57.087 519.21 |
|
| Description |
Ціла низка екзогенних та ендогенних факторів чинить комплексний синергічний негативний вплив на стан серцево-судинної системи як основного адаптогена. Для його ранньої діагностики, зокрема у системах віддаленого моніторування, запропоновано використати фонокардіосигнал (синхронно зареєстрований з електрокардіосигналом), який у термінах системно-сигнальної концепції є переносником відомостей про морфофункціональний стан серця. Як модель фонокардіосигналу використано періодично корельований випадковий процес (оскільки ця модель є адекватною до природи породження сигналу) та синфазний метод опрацювання, що дало змогу врахувати вплив нервової регуляції (синусового вузла як водія ритму). Синфазний метод вимагає забезпечення однорідності статистичного матеріалу та визначення періоду корельованості вхідної послідовності, який у випадку фонокардіосигналу може бути представленим як середня тривалість серцевого циклу. Визначення його за тривалістю R-R інтервалу не дає змоги забезпечити вибірку однієї окремої реалізації, тобто інтервалу між моментами прояву дії синусового вузла, що на електрокардіограмі виявляється P-зубцем. Тому запропоновано визначати одну реалізацію серцевого циклу як інтервал P-P. Наведено процедуру попереднього опрацювання зареєстрованого сигналу за алгоритмом: детрендінг сигналу (позбавлення від тренду, постійної складової сигналу), згладжування (позбавлення від високочастотних шумів з мінімальним спотворенням спектру та зміщенням локалізацій P-зубців), знаходження періоду повторюваності за P-зубцями. Така модель фонокардіосигналу дає можливість удосконалення існуючих систем віддаленого кардіомоніторингу для виявлення змін у роботі серця на ранніх стадіях розвитку патологічного процесу шляхом упровадження нового класу інформативно-інваріантних ознак – спектральних компонент, отриманих у результаті опрацювання сигналу синфазним методом.
For the cardiovascular desease early diagnosis by the remote monitoring systems the fonokardiosyhnal (as periodically correlated random process) simultaneously registered with electrocardiosignal usage is proposed. An registered signal preproccesing procedure, groundet in this article, is carried out by the following algorithm: detrending procedure (the constant component of the signal (trend) reducing), smoothing (high noise suppression with minimal spectrum distortion and P-peacs offset locations), the P-peacs repeating intervals determination. |
|
| Date |
2019-01-10T10:42:09Z
2019-01-10T10:42:09Z 2018-11-12 2018-11-12 2018-09-27 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
Phonocardiosignal as a periodically correlated stochastic process preprocessing algorithm structure grounding / Yuri Palaniza, Evheniya Yavorska, Halyna Shadrina, Leonid Dediv // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2018. — Vol 91. — No 3. — P. 143–152. — (Mathematical modeling. Mathematics).
2522-4433 http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/27308 Palaniza Y., Yavorska E., Shadrina H., Dediv L. (2018) Phonocardiosignal as a periodically correlated stochastic process preprocessing algorithm structure grounding. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 91, no 3, pp. 143-152. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.03.143 |
|
| Language |
en
|
|
| Relation |
Вісник Тернопільського національного технічного університету, 3 (91), 2018
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 3 (91), 2018 http://data.euro.who.int/hfamdb/ http://www.dsplib.ru/index.html 1. European mortality database (MDB) [Electronik resource] : World Health Organization Regional Office for Euro, July 2016. – Mode of access: http://data.euro.who.int/hfamdb/ (accessed 06. 2016). 2. Драган, Я. Енергетична теорія лінійних моделей стохастичних сигналів [Текст] / Я. Драган. – Львів : Центр стратегічних досліджень еко-біотехнічних систем, 1997. 3. Баєвський, Р.М. Баллистокардиография [Текст] / Р.М. Баєвський, А.А. Талаков. – София : Медицина и физкультура, 1971. – 365 с. 4. Лупенко, С.А. Теоретичні основи моделювання та опрацювання циклічних сигналів в інформаційних системах : Наукова монографя [Текст] / Лупенко С.А. – Львів : Магнолія. – 2006; 2016. – 344 с. 5. Лупенко, С.А. Статистичний сумісний аналіз кардіосигналів на основі вектора циклічних ритмічно пов’язаних випадкових процесів [Текст] / С.А. Лупенко, Я.В. Литвиненко, А.С. Сверстюк // Електроніка та системи управління. – № 4 (18). – К. : НАУ. – 2008. – С. 22 – 29. 6. Баевский, Р.М. Временная организация функций и адаптивно-приспособительная деятельность организма [Текст] / Р.М. Баевский // Теоретические и прикладные аспекты анализа временной организации биосистем. – М. : Наука. – С. 88 – 111. 7. Паляниця, Ю.Б. Сучасні підходи до опрацювання фонокардіосигналу та математична модель його у вигляді періодично корельованого випадкового процесу [Текст] / Ю.Б. Паляниця // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. – 2016. – Вип. 2 (235). – С. 90 – 93. 8. Драґан, Я.П. Системний аналіз статистичного оцінювання станів стохастичної вібраційної системи і принципу шунтування [Текст] / Я.П. Драґан, Ю.І. Грицюк, Ю.Б. Паляниця // Науковий Вісник НЛТУ України: Збірник науково-технічних праць. – Львів : РВВ НЛТУ України. – 2015. – Вип. 25.10. – C. 255 – 259. 9. Статистичний аналіз засобами енергетичної теорії стохастичних акустичних сигналів у проблемах меддіагностики [Текст] / Я.П. Драган, Г.М. Осухівська, Л.С. Сікора, Л.С. Чорна, Б.І. Яворський // Комп’ютерні технології друкарства. – Львів : УАД. – 1998. – С. 111 – 113. 10. Драґан, Я.П. Основи сучасної теорії стохастичних сиґналів: енерґетична концепція, математичний апарат, фізичне тлумачення [Текст] / Я.П. Драґан, Л.С. Сікора, Б.І. Яворський. – Л. : Центр стратегічних досліджень екобіотехнічних систем, 1999. – 133 с. 11. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах [Текст] / С.А. Котельников, А.Д. Ноздрачев, М.М. Одинак, Е.Б. Шустов, И.Ю. Коваленко, В.Ю. Давыденко // Физиология человека. – 2002. – № 1. – С. 130 – 143. 12. Обґрунтування структури системи дистанційної діагностики адаптаційних резервів серця [Текст] / Я.П. Драґан, Ю.Б. Паляниця, О.В. Гевко, І.Ю. Дедів // Науковий Вісник НЛТУ України: Збірник науково-технічних праць. – Львів : РВВ НЛТУ України. – 2015. – Вип. 25.10. – C. 255 – 259. 13. Паляниця, Ю.Б. Обґрунтування вибору алгоритму попереднього опрацювання фонокардіосиґналу як періодично корельованого випадкового процесу [Текст] / Ю.Б. Паляниця, Г.М. Шадріна // Матеріали ХІХ наукової конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя: зб. тез доповідей, 18 – 19.05.16 р. – Тернопіль : ТНТУ, 2016. – С. 117. 14. Alan V. Oppenheim. Discrete-time Signal Processing [Text] / Oppenheim, Alan V., Ronald, W. Schafer, and John, R. Buck. 2-nd Ed. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, 1999. 15. Цифровая обработка сигналов [Электронный ресурс] : Теория и практика цифровой обработки сигналов. – Режим доступа: http://www.dsplib.ru/index.html (дата обращения 27.09.2018). 16. Фильтрация методом Савицкого-Голея спектральных характеристик чувствительности матричных фотоприемных устройств [Текст] / А.В. Никонов, Р.В. Давлетшин, Н.И. Яковлева, П.С. Лазарев // Успехи прикладной физики. – 2016. – Т. 4, №. 2. – С. 198 – 205. 1. World Health Organization Regional Office for Euro. European mortality database (MDB). Available at: http://data.euro.who.int/hfamdb/ (accessed 06. 2016). 2. Drahan Y. Enerhetychna teoriia liniinykh modelei stokhastychnykh syhnaliv, Lviv, Tsentr stratehichnykh doslidzhen eko-biotekhnichnykh system, 1997, Vol. 16, 333 p. [In Ukrainian]. 3. Baievskyi R.M. Ballystokardyohrafyia, Sofyia, Yzd-vo “Medytsyna y fyzkultura”, 1971, 365 p. [In Russian]. 4. Lupenko S.A. Teoretychni osnovy modeliuvannia ta opratsiuvannia tsyklichnykh syhnaliv v informatsiinykh systemakh, Naukova monohrafia, Lviv, Mahnoliia, 2016, 344 p. [In Ukrainian]. 5. Lupenko S.A. Statystychnyi sumisnyi analiz kardiosyhnaliv na osnovi vektora tsyklichnykh rytmichno poviazanykh vypadkovykh protsesiv, Elektronika ta systemy upravlinnia, Vol. 4 (18), Kiev, NAU, 2008, pp. 22 – 29 [In Ukrainian]. 6. Baevskyi R.M. Vremennaia orhanyzatsyia funktsyi y adaptyvno-prysposobytelnaia deiatelnost orhanyzma, Teoretycheskye y prykladnыe aspektы analyza vremennoi orhanyzatsyy byosystem, Moskva, Nauka, pp. 88 – 111 [In Russian]. 7. Palaniza Y.B. Suchasni pidkhody do opratsiuvannia fonokardiosyhnalu ta matematychna model yoho u vyhliadi periodychno korelovanoho vypadkovoho protsesu, Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu, Tekhnichni nauky, 2016, No. 2 (235) pp. 90 – 93 [In Ukrainian]. 8. Dragan Y.P. Systemnyi analiz statystychnoho otsiniuvannia staniv stokhastychnoi vibratsiinoi systemy i pryntsypu shuntuvannia, Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy, Zbirnyk naukovo-tekhnichnykh prats, Lviv, NLTU Ukrainy, 2015, No. 25.10, pp. 255 – 259 [In Ukrainian]. 9. Drahan Y.P., Osukhivska H.M., Sikora L.S., Chorna L.S., Yavorskyi B.I. Statystychnyi analiz zasobamy enerhetychnoi teorii stokhastychnykh akustychnykh syhnaliv u problemakh meddiahnostyky, Kompiuterni tekhnolohii drukarstva, Lviv, UAD, 1998, pp. 111 – 113 [In Ukrainian]. 10. Dragan Y.P., Sikora L.S., Yavorskyi B.I. Osnovy suchasnoi teorii stokhastychnykh sygnaliv: energetychna kontseptsiia, matematychnyi aparat, fizychne tlumachennia, Tsentr stratehichnykh doslidzhen ekobiotekhnichnykh system, 1999, 133 p. [In Ukrainian]. 11. Kotelnykov S.A., Nozdrachev A.D., Odynak M.M., Shustov E.B., Kovalenko Y.Y., Davidenko V.Yu. Varyabelnost rytma serdtsa: predstavlenyia o mekhanyzmakh, Fyzyolohyia cheloveka, 2002, No. 1, pp. 130 – 143 [In Russian]. 12. Dragan Y.P., Palianytsia Y.B., Hevko O.V., Dediv I.Y. Obgruntuvannia struktury systemy dystantsiinoi diahnostyky adaptatsiinykh rezerviv sertsia, Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy, Zbirnyk naukovo-tekhnichnykh prats, Lviv, NLTU Ukrainy, 2015, No. 10, pp. 255 – 259 [In Ukrainian]. 13. Palianytsia Y.B., Shadrina H.M. Obgruntuvania vyboru alhorytmu poperednoho opratsiuvannia fonokardiosygnalu yak periodychno korelovanoho vypadkovoho protsesu, Materialy ХІХ naukovoi konferentsii Ternopilskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu imeni Ivana Puliuia, zb. tez dopovidei, 18 – 19.05.16, Ternopil, TNTU, 2016, 117 p. [In Ukrainian]. 14. Oppenheim Alan V., Ronald W. Schafer, and John R. Buck. Discrete-time Signal Processing. 2-nd Ed. Upper Saddle River, NJ, Prentice Hall, 1999. 15. Tsyfrovaia obrabotka syhnalov [Elektronnyi resurs], Teoryia y praktyka tsyfrovoi obrabotky syhnalov. Available at: http://www.dsplib.ru/index.html (accessed 27.09.2018). 16. Nykonov A.V., Davletshyn R.V., Yakovleva N.Y., Lazarev P.S. Fyltratsyia metodom Savytskoho-Holeia spektralnыkh kharakterystyk chuvstvytelnosty matrychnыkh fotopryemnыkh ustroistv, Uspekhy prykladnoi fyzyky, 2016, Vol. 4, No. 2, pp. 198 – 205 [In Russian]. |
|
| Rights |
© Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2018
|
|
| Format |
143-152
10 |
|
| Coverage |
Тернопіль
Ternopil |
|
| Publisher |
ТНТУ
TNTU |
|