Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Біологічні та медичні прилади та системи


Зудов Олег Миколайович. Завадостiйке вимiрювання артерiального тиску на основi кореляцiйно- спектральної обробки сигналiв пульсу : Дис... канд. наук: 05.11.17 - 2002.



Анотація до роботи:

Зудов О. М. Завадостійке вимірювання артеріального тиску на основі кореляційно-спектральної обробки сигналів пульсу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – “Медичні прилади та системи”. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2001.

Дисертацію присвячено питанням підвищення достовірності результатів вимірювання артеріального тиску крові. В дисертації розроблено принципи забезпечення завадостійкості непрямих вимірювань осцилометричним способом, що здійснюються в несприятливих умовах. Ці принципи передбачають введення опорного каналу реєстрації пульсового сигналу з подальшою спільною кореляційно-спектральною обробкою цього сигналу і основного сигналу, що реєструють на органі з компресійною манжетою. Знайдено критерії визначення параметрів артеріального тиску на основі такої обробки. Розроблено принципи побудови завадостійких систем вимірювання артеріального тиску.

В роботі обгрунтовані і доведені наступні положення.

1. Жоден з існуючих методів і пристроїв для вимірювання АТ не забезпечує достовірних результатів в умовах завад і артефактів. Разом з тим потреба у таких вимірюваннях існує у спортивній медицині, для моніторингу АТ, для вимірювання АТ у дітей, у тяжко хворих, у дослідах на тваринах, а також для підвищення достовірності вимірювань у повсякденній медичній практиці.

2. Найбільш перспективними з точки зору підвищення достовірності є оклюзійні осцилометричні методи вимірювання АТ, серед яких найбільш простим в реалізації є фотоплетизмографічний метод.

3. Забезпечення достовірності результатів вимірювання АТ досягається завдяки, по-перше, обгрунтуванню критеріїв визначення систолічного і особливо діастолічного рівнів тиску, виходячи з конкретної біофізичної моделі гідродинамічних процесів в артерії, що підлягає оклюзії; і, по-друге, застосуванню завадостійкої обробки пульсових сигналів.

4. Найбільш зручною моделлю гемодинаміки під час оклюзії є модель електричних аналогій гідродинамічних параметрів кровоносної судини в умовах оклюзії. В роботі запропоновані уточнення і доповнення до електричної моделі артерії під час оклюзії. Доведена необхідність розгляду параметрів цієї моделі і сигналів пульсу в спектральній області для обгрунтування критеріїв визначення АТ. Валідність моделі та адекватність запропонованих доповнень і уточнень підтверджуються узгодженістю результатів математичного моделювання пульсових сигналів в умовах декомпресії та експериментальних досліджень. В роботі вперше було застосовано саме електричну модель для теоретичного пояснення відмінностей АТ в різних точках судинного русла; на основі цього виявлено нові діагностичні можливості вимірювання АТ в дрібних судинах.

5. Для завадостійкої обробки пульсових сигналів доцільно застосовувати апарат кореляційно-спектрального аналізу. Тому необхідно вводити у систему вимірювання АТ другий опорний канал пульсового сигналу. Такий сигнал реєструється з біологічного органу, що не знаходиться під впливом оклюзії. Він є когерентним до основного пульсового сигналу, що реєструється дистально від компресійної манжети.

6. Завадостійкість визначення АТ за результатами кореляційно-спектральної обробки основного і опорного пульсових сигналів грунтується на двох основних положеннях: по-перше, пульсові сигнали в двох каналах корельовані між собою і одночасно не корельовані із сигналами завад; по-друге, пульсові сигнали мають квазіперіодичну структуру, якої не мають сигнали завад. Основними видами завад, які зустрічаються в процесі вимірювання АТ, є шуми тракту реєстрації, електричні наводки, фізіологічні і рухові артефакти. Основними кореляційно-спектральними параметрами, які лежать в основі критеріїв визначення АТ, є взаємна кореляційна функція і взаємний спектр сигналів основного і опорного каналів, їх функція когерентності, а також коефіцієнт передачі гіпотетичної системи-моделі. В роботі досліджено завадостійкість кожного критерію по відношенню до кожного з видів завад. Розроблено також методи оптимальної обробки пульсових сигналів і вибір оптимальної швидкості декомпресії.

7. Оскільки застосування прямого метода вимірювання АТ як еталонного в лабораторних умовах неможливе, було розроблено і обгрунтовано спеціальні методики визначення точності і достовірності системи, які грунтуються на методах статистичної обробки результатів серій вимірювань, здійснених одночасно двома пристроями.

8. Встановлено, що розроблена система завадостійкого вимірювання АТ не поступається за точністю існуючим пристроям, при цьому вона має значну перевагу над ними в завадостійкості. Дана система забезпечує точність не гіршу за 5 %, в умовах артефактів, рівень яких робить існуючі пристрої непрацездатними.

9. Створений на основі проведених досліджень експериментальний зразок системи вимірювання АТ пройшов іспити в нормальних умовах і в екстремальних умовах завад і артефактів під час ергометричної проби на ергометрі “тредміл” (біжуча доріжка) в Державному науково-дослідному інституті фізичної культури і спорту, вперше продемонструвавши працездатність в умовах рухової активності потужністю до 475 Вт.

Публікації автора:

1. Зудов О.М. Кореляційно-спектральна обробка пульсових сигналів для підвищення достовірності вимірювання АТ // Вісник ДУ “Львівська політехніка”. - 2000. - №387. - С.90-93.

2. Зудов О.М. Оцінка точності неінвазійних вимірювачів АТ // ?лектроника и связь. - 2000. - №8. - Т.1. - С. 76-77.

3. Зудов О.М., Шарпан О.Б. Застосування електричної моделі гемодинамічної системи для оцінки співвідношення тиску крові в пальцевій та плечовій артеріях // ?лектроника и связь. - 2000. - №8. - Т.1. - С. 78-79.

4. Зудов О.М., Шарпан О.Б. Перешкодостійкий кореляційний спосіб вимірювання тиску крові // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. - 2000. - № 5.- С. 5-7.

5. Зудов О.М. Методи боротьби із завадами і артефактами у фотоплетизмографії // Вісник радіотехнічного факультету НТУУ “КПІ”. - Вип. 32. - К.: РТФ, 1998 - С. 98-100.

6. Зудов О.Н., Шарпан О.Б. Диагностические возможности спектрального анализа пульсовой волн? (плетизмограмм?) // Матеріали ІV наук.-практ. конф. “Сучасні технології в аерокосмічному комплексі”. - Житомир: ЖІТІ, 1999. - С. 148-152.

7. Зудов О.Н., Шарпан О.Б. Телеметрическая система фотоплетизмографии // Український журнал медичної техніки і технології. -1998. - №4. - C. 115-116.

8. Шарпан О.Б., Ященко А.Г., Зудов О.М., Магльована Н.І., Самуйленко В.Є. Завадостійке неінвазивне вимірювання АТ під час ергометричної проби // ?лектроника и связь. - 2001. №10 - С. 15-16.

9. Патент України UA 35393 А, МПК 6 А61В 5/00. Спосіб вимірювання кров’яного тиску / О.М. Зудов, О.Б. Шарпан. - № 99 105 444; Заявл. 05.10.1999; Опубл. 15.03.2000, Бюл. №2. – 6 с.

10. Zudov O. The correlatіon and spectral pulse signals processing for relіabіlіty increase of the arterial blood pressure measurement results // Proceedings of Іnternatіonal Conference on modern problem of telecommunіcatіons, computer science and engіneerіng traіnіng “TCSET’2000”. - Lvіv-Slavsko, February 14-19, 2000. - P.160-161.