Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск

Использование старшего показателя Ляпунова для распознавания биомедицинских сигналов

https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-3-23-29

Полный текст:

Аннотация

В статье рассмотрена актуальная проблема анализа биосигналов с хаотическими свойствами. Ее решение важно для распознавания различных сигналов, связанных с изменением функционального состояния пациента в ходе непрерывного наблюдения. Рассматривается возможность распознавания мерцательной аритмии по сигналам ритмограмм и уровней наркоза по сигналам электроэнцефалографии (ЭЭГ) с помощью показателей Ляпунова. Исходными данными для расчетов служат сигналы сердечного ритма длительностью 300 кардиоциклов и пятисекундные сигналы ЭЭГ. В работе показано, что старший показатель Ляпунова позволяет распознавать мерцательную аритмию на фоне сигналов нормального ритма и частой экстрасистолии, а также стадии наркоза по сигналу ЭЭГ. Разработанный алгоритм предназначен для медицинских компьютерных систем и реализован в программной среде MATLAB.

Об авторах

К. С. Старченкова
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Россия

Старченкова Карина Смбатовна, аспирант

197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 5



Л. А. Манило
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Россия

Манило Людмила Алексеевна, д. т. н., профессор

197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 5



Список литературы

1. Роникс Системс. Вариабельность сердечного ритма [Электронный ресурс]. URL: http://www.kardi.ru/ru/index/Article?&ViewType=view&Id=37 (дата обращения: 21.12.2019).

2. VitalScan. Физиологические основы вариабельности сердечного ритма (ВСР) [Электронный ресурс]. URL: http://www.vitalscan.ru/dt_hrv1_ru.htm (дата обращения: 21.12.2019).

3. Бабунц И. В., Мираджанян Э. М., Машаех Ю. А. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма. Ставрополь, 2002. 112 с.

4. Аль-Хулейди Н. А. Система обработки и нейросетевого анализа биоэлектрических сигналов для решения задач медицинской диагностики: дисс. канд. техн. наук. Владимир: 2014. 150 с.

5. Антипов О. И., Захаров В. А., Неганов В. А. Особенности применения фрактальных мер детерминированного хаоса к автоматизированному распознанию стадий сна при полисомнографии // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2012. Т. 15. № 3. С. 101–109.

6. Антипов О. И., Нагорная М. Ю. Показатель Херста биоэлектрических сигналов // Инфокоммуникационные технологии. 2011. № 1 (9). С. 75–77.

7. Хачатрян К. С., Манило Л. А. Метод анализа псевдофазового портрета в задаче распознавания биомедицинских сигналов // Биотехносфера. 2016. № 5 (47). С. 14–18.

8. Старченкова К. С., Манило Л. А. Оценка энтропии ритмограмм для разных видов сердечных аритмий. БИОМЕДСИСТЕМЫ-2019, сборн. тр. конф. Рязань: РГРТУ, 2019. С. 206–209.

9. MIT-BIH Database Distribution [Электронный ресурс]. URL: http://ecg.mit.edu (дата обращения: 21.12.2019).

10. Эконометрика. Учебник / под ред. И. И. Елисеевой. М: Финансы и статистика, 2002. 344 с.

11. GrassbergerP., ProcacciaI. Characterization of strange attractors // Phys. Rev. Lett. 1983.Vol. 50. P. 346–349.

12. Старченкова К. С., Манило Л. А. Оценка размерности вложения аттракторов ритмограмм для разных видов сердечных аритмий. 74-я Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная Дню радио, сборник трудов. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2019.

13. Benettin G., Galgani L., et al. Lyapunov characteristic exponents for smooth dynamical systems and for Hamiltonian systems: a method for computing all of them // Meccanica. 1980. V. 15. P. 9–30.

14. Wolf A., Swift J. B., et al. Determining Lyapunov exponents from a time series // Physica D: Nonlinear Phenomena. 1985. No. 16 (3). P. 285–317.


Для цитирования:


Старченкова К.С., Манило Л.А. Использование старшего показателя Ляпунова для распознавания биомедицинских сигналов. Вопросы радиоэлектроники. 2020;(3):23-29. https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-3-23-29

For citation:


Starchenkova K.S., Manilo L.A. Using a senior Lyapunov exponent to recognize biomedical signals. Issues of radio electronics. 2020;(3):23-29. (In Russ.) https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-3-23-29

Просмотров: 31


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2218-5453 (Print)
ISSN 2686-7680 (Online)