Тиш Євгенія Володимирівна. Моделювання та методи обкобки кардіоінтервалограм при фізичних навантаженнях : Дис... канд. наук: 01.05.02 - 2008.
Анотація до роботи:
Тиш Є.В. Моделювання та методи обробки кардіоінтервалограм при фізичних навантаженнях. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 - Математичне моделювання та обчислювальні методи (технічні науки) – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2008 р.
Дисертацію присвячено створенню математичних, імітаційних моделей та методів обробки кардіоінтервалограм людини при фізичних навантаженнях, базуючись на теоретико-ймовірнісному підході для діагностики стану серцево-судинної системи засобами ЕОМ. Побудовано математичну модель КІГ у вигляді суми дискретної детермінованої функції та стаціонарної лінійної випадкової послідовності. Побудована модель дозволяє врахувати як нестаціонарний (перехідний) характер, так і стохастичність кардіоінтервалограми при фізичних навантаженнях, тобто є більш адекватною по відношенню до останніх. На основі створеної математичної моделі, розроблено методи статистичної обробки зареєстрованих КІГ. Запропоновано нові діагностичні ознаки для діагностики адаптивно-регулятивних можливостей організму людини: математичне сподівання, кореляційну функцію та щільність розподілу, що повністю характеризують варіативність КІГ при фізичних навантаженнях. Обґрунтовано методи статистичного оцінювання діагностичних ознак, а саме, коефіцієнтів розкладу оцінки математичного сподівання та оцінки кореляційної функції КІГ у ряд за ортогональними поліномами Чебишева, а також параметрів кривих Пірсона для оцінювання щільності розподілу, що дало можливість зменшити (оптимізувати) розмірність вектора діагностичних ознак. Розроблено методи комп’ютерного імітаційного моделювання КІГ для потреб тестування алгоритмів обробки та навчання систем розпізнавання біомедичних образів.
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну наукову задачу: побудовано математичну модель КІГ при фізичних навантаженнях, обґрунтовано методи її статистичної обробки та запропоновано нові класи діагностичних ознак адаптивно-регулятивних можливостей організму для комп’ютерних систем автоматизованої діагностики. Основні результати та висновки проведених теоретичних та експериментальних досліджень полягають в наступному:
Розроблено нову математичну модель КІГ з врахуванням фізичного навантаження у вигляді суми дискретної детермінованої функції та стаціонарної лінійної випадкової послідовності, що дало змогу врахувати як перехідний характер, так і стохастичність структури КІГ при фізичних навантаженнях.
Обґрунтовано методи статистичної обробки КІГ, що базуються на розробленій математичній моделі. З використанням методу найменших квадратів побудовано алгоритм оцінювання математичного сподівання КІГ, а з використанням теорії статистичного оцінювання ймовірнісних характеристик ергодичних відносно кореляційної функції та щільності розподілу випадкових послідовностей, запропоновано алгоритм оцінювання кореляційної функції та щільності розподілу стаціонарної компоненти КІГ.
Запропоновано нові класи діагностичних ознак: коефіцієнти розкладу оцінки математичного сподівання та оцінки кореляційної функції в ряди за ортогональними дискретними поліномами Чебишева та параметри кривої Пірсона, що апроксимує щільність розподілу КІГ. Запропоновані класи діагностичних ознак дають змогу мінімізувати розмірність діагностичного простору, що суттєво зменшує вимоги до обчислювальних ресурсів комп’ютерної діагностичної системи.
Розроблено метод імітаційного моделювання КІГ при фізичних навантаженнях, що базується на її математичній моделі та методі Юла-Уокера, для потреб тестування та навчання комп’ютерних діагностичних систем за КІГ.
Для апробації основних положень дисертаційного дослідження, розроблено систему комп’ютерних програм, на основі якої проведено серію натурних та імітаційних експериментів з моделювання та обробки КІГ при фізичних навантаженнях. Результати експериментів підтвердили достовірність та практичну цінність розробленої математичної моделі, методів аналізу та імітації КІГ.
Публікації автора:
Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А., Щербак Л.М. Математична модель та методи обробки кардіоінтервалограми при фізичних навантаженнях в задачах діагностики адаптивних можливостей організму людини // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2003. – Т.8, №4. – С. 97-105.
Лозінська (Тиш) Є.В., Литвиненко Я.В., Лупенко С.А., Щербак Л.М. Імітаційне моделювання кардіоінтервалограми на ЕОМ при фізичних навантаженнях // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – Хмельницький: Навчальна книга. – 2002. – №2. – С. 120-124.
Бойко І.Ф., Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А., Щербак Л.М. Методи аналізу кардіоінтервалограми людини в комп’ютерних діагностичних системах: класифікація та порівняльний аналіз // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – Хмельницький: Навчальна книга. – 2004. – №1. – С.141-147.
Бойко І.Ф., Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А. Оцінювання діагностичних ознак кардіоінтервалограми за функцією щільності розподілу // Електроніка та системи управління. – НАУ. – 2005. – №3 (5). – С. 32-38.
Лозінська (Тиш) Є.В. Уточнена математична модель кардіоінтервалограми при фізичних навантаженнях // Електроніка та системи управління. – НАУ. – 2006. – №4 (10). – С. 71-77.
Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А., Щербак Л.М. Математична модель тривалості серцевих скорочень при фізичних навантаженнях для діагностики адаптивних можливостей організму людини по зареєстрованій електрокардіограмі // Тези доповідей шостої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2002. – С. 63.
Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А. Моделювання тривалості серцевих скорочень при фізичних навантаженнях // Тези доповідей сьомої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2003. – С. 12.
Лозінська (Тиш) Є.В., Литвиненко Я.В., Лупенко С.А., Щербак Л.М. Математичне моделювання кардіоінтервалограми при фізичних навантаженнях // Тези доповідей VI міжнародної науково-практичної конференції „Наука і освіта – 2003”. – Дніпропетровськ-Мелітополь,2003. – Т.30 – С. 39-41.
Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А. Математичне моделювання та методи обробки кардіоінтервалограми людини в сучасних комп’ютерних діагностичних системах // Тези доповідей восьмої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2004. – С.63.
Лозінська (Тиш) Є.В., Лупенко С.А., Осухівська Г.М. Обґрунтування математичної моделі кардіоінтервалограми при фізичних навантаженнях // Тези доповідей дев’ятої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2005. – С. 63.
Лозінська (Тиш) Є.В. Методи статистичної обробки кардіоінтервалограми та діагностичні ознаки на базі її математичної моделі // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції „Дні науки ’2005”, Дніпропетровськ-Бєлгород: Наука і освіта, 2005. – Т 18. – С. 37-39.
Бойко І.Ф., Лозінська (Тиш) Є.В. Математичне моделювання тривалостей серцевого ритму // Тези доповідей всеукраїнської науково-практичної конференції “Медична інформатика - 2005” Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського. – Тернопіль, 2005. – С. 48-50.
Лозінська (Тиш) Є.В. Методи прийняття рішень при діагностиці за кардіоінтервалограмою // Тези доповідей десятої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2006. – С.12.
