Методы и алгоритмы формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов для экспертной системы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Рулев Максим Евгеньевич

• Рулев Максим Евгеньевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Рулев Максим Евгеньевич

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ

ЭЛЕКТРОСЕЙСМОКАРДИОГРАФИИ

1.1 Биофизические сигналы сердца

1.2 Технология информационного анализа электрокардиосигналов

1.2.1 Параметры вариабельности электрокардиоциклов

1.2.2 Символьное кодирование и структурирование кодограмм

1.2.3 Диагностические системы «Поток», «Скринфакс» и дистанционно-диагностический комплекс

1.3 Известные разработки и технические решения для регистрации кардиосигналов

1.3.1 Обзор портативных электрокардиографов

1.3.2 Обзор систем регистрации нескольких биофизических сигналов

1.4 Обзор алгоритмов и экспертных систем обработки и анализа кардиосигналов

1.4.1 Алгоритмы и методы обработки биофизических сигналов

1.4.2 Экспертные системы медицинского назначения

1.5 Выводы по главе

Постановка задач диссертационной работы

ГЛАВА 2. ИЗМЕРЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРО-, СЕЙСМО- И

ГИРОКАРДИОСИГНАЛОВ

2.1 Схема построения электрокардиоблока высокого разрешения

2.1.1 Назначение и технические требования

2.1.2 Отведения Эйнтховена

2.1.3 Блок-схема и состав

Стр.

2.2 Схема построения сейсмокардиоблока

2.2.1 Назначение и технические требования

2.2.2 Системы координат

2.2.3 Блок-схема и состав

2.3 Анализ электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов

2.3.1 Выбор отведения электрокардиограммы

2.3.2 Выбор проекции сейсмокардиограммы

2.3.3 Выбор проекции гирокардиограммы

2.3.4 Сравнение кардиосигналов

2.3.5 Идентификация респираторных циклов

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ПРИЗНАКОВ ЭЛЕКТРО-, СЕЙСМО- И ГИРОКАРДИОСИГНАЛОВ

3.1 Обработка и анализ кардиоциклов

3.1.1 Частотный анализ и фильтрация биофизических сигналов

3.1.2 Расчет признаков электрокардиоциклов

3.1.3 Расчет признаков сейсмокардиоциклов

3.1.4 Расчет признаков гирокардиоциклов

3.1.5 Оценка вариабельности, анализ и выбор характерных признаков кардиоциклов

3.1.6 Расчет приращений и знаков приращений характерных признаков кардиоциклов

3.2 Обработка и анализ респираторных циклов

3.2.1 Построение пневмограммы

3.2.2 Расчет признаков респираторных циклов, определяемых по электрокардиосигналам

3.2.3 Расчет признаков респираторных циклов, идентифицируемых по сейсмокардиосигналам

3.2.4 Расчет признаков респираторных циклов, выделяемых из гирокардиосигналов

Стр.

3.2.5 Расчет и анализ приращений и знаков приращений признаков респираторных циклов

3.2.6 Оценка вариабельности, анализ и выбор характерных признаков респираторных циклов

3.3 Этапы алгоритмов формирования характерных признаков электро-,

сейсмо-, гирокардиосигналов и респираторных составляющих

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОСЕЙСМОКАРДИОБЛОК И ЕГО МОДЕЛЬ ПОГРЕШНОСТЕЙ

4.1 Схема построения электросейсмокардиоблока

4.2 Анализ технических характеристик электросейсмокардиоблока

4.3 Модель погрешностей электросейсмокардиоблока

4.3.1 Оценка систематических погрешностей

4.3.2 Оценка случайных погрешностей

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5. КОДИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ХАРАКТЕРНЫХ ПРИЗНАКОВ КАРДИОСИГНАЛОВ ДЛЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

5.1 Этапы кодирования динамики характерных признаков электро-, сейсмо-,

гирокардиосигналов и респираторных составляющих

5.1.1 Кодирование динамики характерных признаков кардиосигналов

5.1.2 Кодирование динамики характерных признаков респираторных составляющих кардиосигналов

5.2 Критерии экспертной системы

5.3 Анализ влияния погрешностей электросейсмокардиоблока

5.4 Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ, РЕЗУЛЬТАТЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

ПРИЛОЖЕНИЕ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Биофизический сигнал - физическое проявление определенного физиологического процесса живого организма, которое может быть измерено и представлено в удобном для последующей обработки виде.

Вариабельность - изменчивость различных параметров биофизических сигналов, возникающая в результате воздействия на организм внешних и внутренних факторов.

Гирокардиограмма - кривая, отражающая изменения во времени угловой скорости грудной клетки, передаваемой от сердца в результате его деятельности.

Гирокардиография - неинвазивный метод функционального исследования сердца, основанный на графической регистрации изменений во времени угловой скорости грудной клетки.

Гирокардиосигнал - квазипериодический биофизический сигнал механической природы в виде угловых скоростей, порождаемый сердцем в процессе его функционирования.

Гирокардиоцикл - фрагмент гирокардиограммы между двумя последовательными локальными максимумами или минимумами, временной промежуток между которыми равен одному сердечному циклу.

Кардиосигнал - квазипериодический сигнал электрической, магнитной, гидродинамической или механической природы, порождаемый сердцем в процессе его функционирования.

Неинвазивная диагностика - метод обследования внутренних органов без оперативного вмешательства.

Пневмограмма - графическое изображение дыхательных движений грудной клетки, характеризующих работу лёгких.

Респираторный цикл - фрагмент дыхательной огибающей между двумя последовательными локальными минимумами (максимумами), определяемыми в момент начала вдоха (выдоха).

Сейсмокардиоблок - устройство для измерения механических движений тела человека, вызванных работой сердца.

Сейсмокардиограмма - кривая, отражающая изменения во времени линейного ускорения грудной клетки, передаваемого сердцем при его деятельности.

Сейсмокардиография - неинвазивный метод функционального исследования сердца, основанный на графической регистрации изменений во времени линейного ускорения грудной клетки.

Сейсмокардиосигнал - квазипериодический биофизический сигнал механической природы в виде линейных ускорений, порождаемый сердцем в процессе его функционирования.

Сейсмокардиоцикл - фрагмент сейсмокардиограммы между двумя последовательными локальными максимумами или минимумами, временной промежуток между которыми равен одному сердечному циклу.

Функциональное состояние - уровень состояния физиологических функций, меняющийся в зависимости от характера и условий деятельности человека.

Электрокардиоблок - устройство для измерения разности потенциалов электрического поля (биопотенциалов) сердца.

Электрокардиограмма - кривая, отражающая изменения во времени разности биопотенциалов сердца в процессе его функционирования.

Электрокардиография - неинвазивный метод функционального исследования сердца, основанный на графической регистрации изменений во времени разности его биопотенциалов.

Электрокардиосигнал - квазипериодический биофизический сигнал электрической природы, порождаемый сердцем в процессе его функционирования.

Электрокардиоцикл - фрагмент электрокардиограммы между двумя последовательными локальными максимумами или минимумами, временной промежуток между которыми равен одному сердечному циклу.

Электросейсмокардиоблок - устройство для синхронного измерения разности биопотенциалов сердца и механических движений грудной клетки, вызванных деятельностью сердца.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АКФ - автокорреляционная функция

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

БИБ - бесплатформенный инерциальный блок

БПФ - быстрое преобразование Фурье

ВИП - вторичный источник питания

ВКФ - взаимная корреляционная функция

ВСР - вариабельность сердечного ритма

ГКГ - гирокардиограмма

ДДК - дистанционно-диагностический комплекс

МК - микроконтроллер

ММА - микромеханический акселерометр

ММГ - микромеханический гироскоп

ОУ - операционный усилитель

ПК - персональный компьютер

ПСК - приборная система координат

СКБ - сейсмокардиоблок

СКГ - сейсмокардиограмма

СКО - среднеквадратическое отклонение

ФВЧ - фильтр высоких частот

ФНЧ - фильтр низких частот

ЦМР - цена младшего разряда

ЭКБ - электрокардиоблок

ЭКГ - электрокардиограмма

ЭОС - электрическая ось сердца

ЭС - экспертная система

ЭСКБ - электросейсмокардиоблок

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и алгоритмы формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов для экспертной системы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время нельзя не отметить значительный прогресс медицины в совершенствовании традиционных и появлении принципиально новых методов регистрации и анализа биофизических сигналов человека. Благодаря внедрению в медицину новейших разработок и компьютерных технологий появилась возможность дистанционного контроля функционального состояния человека. На базе методов системного анализа в медицинских и биологических исследованиях ведутся работы по созданию автоматических средств сбора и обработки биофизической информации.

Тем не менее, признавая успехи и развитие медицины в последние десятилетия, современные методы идентификации и анализа биофизических сигналов применяются на конечном, заключительном этапе развития заболеваний, когда лечебные мероприятия малоэффективны, в связи с чем вероятны опасные и даже смертельные для жизни осложнения. Создавшееся положение можно объяснить отсутствием до настоящего времени методов и алгоритмом обработки нескольких биофизических сигналов, которые позволил бы выполнить комплексную оценку функционального состояния организма. Такой подход позволит реализовать принцип профилактической медицины, т. е. не допустить их развития в опасные стадии.

Первые попытки проведения профилактических мероприятий и ранней диагностики заболеваний можно найти в трудах Баевского Р.М., Берсеневой А.П., Каз-начеева В.П. [1-3]. Исследования, изложенные в этих работах, сводились к изучению вариабельности сердечного ритма (ВСР) на основе продолжительной регистрации электрокардиограммы (ЭКГ). К сожалению, авторам не удалось достигнуть желаемого результата, поэтому метод оценки динамики ВСР не получил распространения в практической медицине, но стал основой для последующих разработок.

Новый этап в решении проблемы ранней диагностики заболеваний внутренних органов и первичной профилактики финальной стадии их развития составили

работы Успенского В.М. [4-6]. Продолжая изучать вариабельность не только сердечного ритма, но и амплитуд ЭКГ и его фазовой динамики, он пришел к выводу, что сердце обладает всеми свойствами информационного органа, а импульсы, генерируемые сердцем как электрической, магнитной, так и гидродинамической природы предложил рассматривать в качестве сигналов, в которые путем модуляции закладывается информация во время их генерации в сердце. Им предложена теория информационной функции сердца, которая в полной мере согласуется с современными положениями в области информации, информационных систем, теории сигналов и их передачи. Основанный на этой теории метод информационного анализа электрокардиосигналов позволяет регистрировать и выполнять оценку динамики типовых параметров (признаков) электрокардиосигнала. Однако на сегодняшний день для разработанного метода отсутствует алгоритм формирования характерных признаков электрокардиосигналов, который позволил бы в автоматическом режиме получать необходимую информацию для последующей обработки. Кроме того, существующие методы обработки основаны на оценке лишь некоторых участков электрокардиосигнала, алгоритмически определяемых тем или иным способом, вследствие чего для диагностики используется только часть информации, заложенной в каждом электрокардиоцикле.

Кроме генерации электрических сигналов сердце совершает поступательно-вращательные движения в трехмерном пространстве. Измерение механических движений привело к появлению сейсмокардиографии. Развитие микромеханических датчиков существенно расширило возможности применения сейсмокардио-графии, а также послужило импульсом для возникновения гирокардиографии. Структуры сейсмокардиограммы (СКГ) и гирокардиограммы (ГКГ) отличаются от структуры ЭКГ, а сами сигналы несут дополнительную информацию, исходя из этого использование механических сигналов при обработке позволит расширить возможности применения метода информационного анализа Успенского В.М. Кроме того, при измерениях СКГ и ГКГ инерциальные датчики располагают на грудной клетке, благодаря чему представляется возможным помимо кардиосигна-лов регистрировать дыхание человека и также подвергать его первичной обработке

с целью выявления заболеваний дыхательной системы. Как сейсмокардиография, так и гирокардиография активно исследуются, но не применяются в медицинской практике, поскольку пока отсутствуют алгоритмы обработки сейсмо- и гирокар-диосигналов.

Для регистрации биофизических сигналов используют как громоздкие устаревшие приспособления, так и портативные современные приборы и изделия. Однако, основной проблемой существующих приборов, регистрирующих, в частности, электрокардиосигналы, является наличие погрешностей, отрицательно сказывающихся на измеряемой информации и нередко приводящих к ошибочным результатам. Кроме того, устройства, регистрирующие сейсмо- и гирокардиосиг-налы, либо отсутствуют вовсе, либо обладают высокими погрешностями, не позволяющими их использовать в медицинской практике.

Благодаря внедрению в медицину новейших разработок и компьютерных технологий ведутся работы по усовершенствованию имеющихся, а также созданию совершенно новых автоматических средств сбора и обработки биофизической информации. Получили широкое применение экспертные системы (ЭС) помощи врачам, способствующие получению более точных результатов при значительном количестве анализируемых данных. Вместе с тем, существующие экспертные системы требуют как можно больше исходной информации, включая проведение ряда клинических исследований инвазивным способом.

На основании вышеизложенного разработка методов и алгоритмов формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов, синхронно регистрируемых специальным устройством, обладающим низкими погрешностями, и предназначенных для экспертной системы оценки функционального состояния организма неинвазивным способом является новой и весьма актуальной.

Объектом исследования являются электрокардиосигналы, сейсмокардио-сигналы, гирокардиосигналы.

Предмет исследования - алгоритмы формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов человека на основе их вариабельности.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в настоящей работе использованы методы эмпирического характера, в частности - эксперимент, измерение и сравнение, а также общелогические методы. Программирование и ряд исследований проводились в средах MATLAB и Python. Дополнительно привлекались современные пакеты прикладных программ MathCAD и Excel с проработкой конструкторской документации в системе проектирования KOMnAC-3D.

Цель исследования состоит в разработке алгоритмов формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов, синхронно регистрируемых ЭСКБ с низкими погрешностями, с использованием численных методов, элементов программирования и цифровой обработки сигналов.

Диссертация состоит из словаря терминов, перечня сокращений, введения, пяти глав, заключения и приложения. Работа изложена на 163 страницах текста компьютерного набора, включает 36 таблиц, 62 рисунка и приложение с результатами расчетов и актами внедрения. Список литературы содержит 124 наименования.

Во введении дана общая характеристика диссертационной работы. Обоснована актуальность темы диссертации. Описана структура диссертации, приведено ее краткое содержание. Раскрыты научная новизна и практическая значимость работы, указана степень достоверности результатов и их апробация, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ разработок в областях, затрагивающих регистрацию и анализ электро- и сейсмокардиосигналов. Перечислены основные биофизические сигналы, генерируемые сердцем человека. Представлена технология информационного анализа электрокардиосигналов. Раскрывается понятие ВСР. Перечисляются параметры, характеризующие вариабельность электрокардиоцик-лов. Показана технология символьного кодирования и структурирования кодограмм по приращениям характерных признаков электрокардиосигналов. Приведены диагностические системы, функционирующие на базе информационного анализа электрокардиосигналов. Представлен обзор известных разработок и технических решений для регистрации и анализа биофизических сигналов. Проведен обзор

алгоритмов и ЭС обработки и анализа кардиосигналов. Сформулированы задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена измерению и исследования биофизических сигналов человека. Приведена схема построения электрокардиоблока (ЭКБ) высокого разрешения для регистрации ЭКГ. Представлена схема расположения отведений по Эйнтховену. Описана схема построения сейсмокардиоблока (СКБ), предназначенного для регистрации СКГ и ГКГ. Перечислены системы координат, используемые при вычислениях проекций угловой скорости и линейного ускорения. Выполнен анализ измеряемой биофизической информации и выбраны подходящие информационные каналы для её обработки. Идентифицированы респираторные циклы из исследуемых кардиосигналов.

Третья глава посвящена разработке алгоритмов формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов. Приводятся применяемые цифровые фильтры для устранения внешних воздействий в измеряемых биофизических сигналах. Представлены выражения для определения характерных признаков электрокардиоциклов, сейсмокардиоциклов. Выполнены оценка вариабельности, анализ и выбор характерных признаков кардиоциклов. Рассчитаны приращения и знаки приращений выбранных характерных признаков кардиоциклов. Изложены методы построения дыхательных огибающих по электро-, сейсмо- и гирокардио-сигналам. Представлены выражения для определения характерных признаков респираторных циклов, найденных по электрокардиосигналу, сейсмокардиосигналу и гирокардиосигналу. Рассчитаны и проанализированы приращения и знаки приращений характерных признаков респираторных циклов. Выполнена оценка вариабельности, проведен анализ и сделан выбор характерных признаков респираторных циклов, найденных из разных биофизических сигналов. Представлены обобщенные схемы алгоритмов формирования характерных признаков кардиоциклов и респираторных циклов.

Четвертая глава посвящена разработке ЭСКБ для синхронной регистрации биофизических сигналов и его модели погрешностей. Приведена схема построения ЭСКБ на основе ЭКБ высокого разрешения и СКБ. Показаны алгоритмы обработки

биофизических сигналов в составе ЭСКБ. Представлены технические характеристики разработанного ЭСКБ и выполнено их сравнение с известными аналогами. Проведено исследование влияния систематических и случайных погрешностей ЭСКБ на результаты обработки биофизических сигналов. Выполнен анализ уровня собственных шумов ЭСКБ. Представлена модель погрешностей ЭСКБ.

В пятой главе уделяется внимание практическому применению предложенных алгоритмов формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гиро-кардиосигналов, а также соответствующих респираторных составляющих для экспертной системы. Представлена методика кодирования динамики характерных признаков электрокардиоциклов, сейсмокардиоциклов, гирокардиоциклов и респираторных составляющих. Предложен ансамбль критериев экспертной системы для сравнения символьных комбинаций, сформированных алгоритмами кодирования. Выполнен расчет и анализ критериев ЭС. Оценено влияние погрешностей ЭСКБ на результаты расчета критериев ЭС.

В заключении представлены основные результаты и выводы диссертационной работы.

Работа соответствует паспорту научной специальности:

2.3.1 «Системный анализ, управление и обработка информации, статистика»: пункт 4 «Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений, обработки информации и искусственного интеллекта», пункт 12 «Визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов обработки информации», пункт 13 «Методы получения, анализа и обработки экспертной информации, в том числе на основе статистических показателей».

Методы исследования

Для решения поставленных задач в настоящей работе использованы методы эмпирического характера, в частности - эксперимент, измерение и сравнение, методы цифровой фильтрации, а также методы математической статистики. Программирование и ряд исследований проводились в средах MATLAB и Python. Дополнительно привлекались современные пакеты прикладных программ MathCAD и Excel

с проработкой конструкторской документации в системе проектирования КОМ-ПАС-3Б.

Новым в данной работе является исследование биофизических сигналов человека, регистрируемых ЭСКБ, а именно электрокардиосигнала, сейсмокардиосиг-нала и гирокардиосигнала, включая выявление закономерностей в биофизических сигналах и нахождение характерных признаков кардиоциклов, их расчет и оценку вариабельности, а также идентификацию респираторной составляющей, нахождение ее характерных признаков, их расчет и оценку вариабельности с последующим определением приращений соответствующих параметров для кодирования и формирования символьных последовательностей для анализа ЭС. Таким образом, достигнута следующая научная новизна полученных результатов:

1. Получены результаты анализа кардиосигналов, отличающиеся идентификацией большего количества локальных экстремумов в сейсмо- и гирокардиосиг-нале по сравнению с электрокардиосигналом, совпадающих по времени.

2. Разработан алгоритм расчета электрокардиоциклов, сейсмокардиоциклов и гирокардиоциклов, отличающийся идентификацией наиболее информативных характерных признаков и их приращений.

3. Разработан алгоритм расчета респираторных циклов исходя из электрокар-диосигналов, сейсмокардиосигналов и гирокардиосигналов, отличающийся идентификацией наиболее информативных характерных признаков и их приращений.

4. Получена модель погрешностей ЭСКБ, отличающаяся учетом влияния погрешностей электрокардиографического отведения и микромеханических датчиков на результаты синхронной регистрации и обработки электро-, сейсмо- и гиро-кардиосигналов в соответствии с разработанными алгоритмами.

5. Предложен ансамбль критериев экспертной системы, отличающийся анализом знаков приращений характерных признаков электро-, сейсмо-, гирокардио-сигналов и их респираторных составляющих.

Практическая значимость работы:

1. Разработан комплекс программ для определения характерных признаков электро-, сейсмо-, гирокардиосигналов, их респираторных составляющих, а также

соответствующих приращений и знаков приращений, обеспечивающий формирование необходимой и дополнительной кардиологической информации.

2. Разработано программное обеспечение, позволяющее синхронно регистрировать электрические кардиосигналы и механические кардиосигналы от микромеханических акселерометра и гироскопа.

3. Разработано оборудование для измерения электрических и механических кардиосигналов с низкими погрешностями, которое потенциально может получить применение при неинвазивных кардиологических исследованиях.

4. Разработаны критерии экспертной системы, позволяющие врачу оценить динамику характерных признаков электро-, сейсмо-, гирокардиосигналов и их респираторных составляющих для идентификации отклонений в работе кардиореспи-раторной системы.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы внедрены в научно-производственную деятельность ОАО «НПО ГЕОФИЗИКА-НВ» (г. Москва), ООО «БИОГРАМ» (г. Пушкино), ООО «АРК Системс» (г. Москва), в учебный процесс Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Мытищи) и в клиническую практику ОГБУЗ «Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа» (г. Белгород).

Достоверность научных результатов базируется на корректности представленных математических вычислений, большим объемом проведенных натурных экспериментов и тщательном анализе полученных результатов.

Апробация и реализация результатов работы.

Результаты диссертационного исследования докладывались, обсуждались и получили одобрение специалистов на научных семинарах и конференциях (в том числе, международных): международный форум «Микроэлектроника-2019», (Алушта, 2019), XXVII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам (Санкт-Петербург, 2020), международный форум «Микроэлектроника-2020» (Ялта, 2020), VI международная научная конференция «Фундаментальные и прикладные задачи механики» (Москва, 2020), междуна-

родный форум «Микроэлектроника-2021» (Алушта, 2021), XXIX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам (Санкт-Петербург, 2022), Российский форум «Микроэлектроника-2022» (Сочи, 2022), вторая конференция «Современные проблемы науки и образования в ракетно-космической технике и автоматизации производств» (Мытищи, 2022), Юбилейная XXX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам (Санкт-Петербург, 2023), ежегодные научно-технические конференции профессорско-педагогического состава, аспирантов и студентов Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана по итогам научно-исследовательских работ (Мытищи, 2020-2025), научный семинар кафедры систем автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2024).

Публикации. Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 20 печатных работах (общим объемом 8,21 п.л./2,13 п.л.), в т. ч. в 8 статьях (из них 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 2 - по материалам научных конференций и в изданиях, индексируемых в базе данных Scopus), 11 тезисах докладов в материалах и трудах научных конференций международного и российского уровня и 1 патенте РФ на изобретение.

Личный вклад соискателя состоит в проведении теоретического анализа, сборе и обработке исходных данных, разработке алгоритмов обработки биофизических сигналов, непосредственном планировании и проведении экспериментов, обработке и интерпретации результатов, апробации результатов исследования, подготовке основных публикаций по выполненной работе.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Алгоритм расчета электрокардиоциклов, сейсмокардиоциклов и гирокар-диоциклов, обеспечивающий формирование характерных признаков электрокар-диосигнала, сейсмокардиосигнала, гирокардиосигнала и их приращений.

2. Алгоритм расчета респираторных циклов, обеспечивающий формирование характерных признаков пневмограмм, идентифицируемых из электрокардиосиг-нала, сейсмокардиосигнала и гирокардиосигнала, и их приращений.

3. Модель погрешностей ЭСКБ, обеспечивающая учет влияния погрешностей электрокардиографического отведения и микромеханических датчиков на результаты функционирования алгоритмов формирования характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов.

4. Ансамбль критериев ЭС, обеспечивающий информирование специалиста, проводящего исследования с помощью ЭСКБ на основе кодирования знаков приращений характерных признаков электро-, сейсмо- и гирокардиосигналов.

Автор выражает искреннюю благодарность первому научному руководителю, кандидату технических наук, старшему научному сотруднику Ачильдиеву Владимиру Михайловичу за огромную помощь при проведении научных исследований и выполнении всех этапов написания диссертации, заведующему кафедрой систем автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана, доктору технических наук, профессору Неусыпину Константину Авенировичу и секретарю научных семинаров кафедры систем автоматического управления Масленникову Андрею Леонидовичу за ценные советы и указания при редактировании и подготовке диссертации к защите, и, в особенности, автору технологии информационного анализа электрокардиосигналов, доктору медицинских наук, профессору, члену Международной академии наук информации, информационных процессов и технологий Успенскому Вячеславу Максимилиановичу за одобрение и апробацию выполненных разработок.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОСЕЙСМОКАРДИОГРАФИИ

1.1 Биофизические сигналы сердца

Исследования сердечно-сосудистой системы человека начались еще в Древнем Египте и Древнем Китае. Уже тогда врачи нашли способ проверки пульса и знали, что сердце непосредственно связано кровеносными сосудами со всеми органами и конечностями тела. Они обучились основам диагностики, определяя по пульсу общее состояние здоровья пациента [4, 7].

В V в. до н. э. Гиппократу удалось описать строение сердца как мышечного органа [8]. Во II в. греческий врач К. Гален создал революционное для того времени учение, в котором подробно описал работу сердца и сосудов [9]. В общем виде сформулировать и подтвердить практически теорию кровоснабжения удалось лишь в XVII в. британскому врачу У. Гарвею [10].

В период с XVII по XIX вв. многочисленные исследования сердечно-сосудистой системы приводят к становлению кардиологии (греч. kardia - сердце, лат. logos - учение) как полноценной науки. Ученые и врачи узнают о заболеваниях сердечно-сосудистой системы и разрабатывают методы их выявления. Так, в 1819 г. французским врачом Р. Лаэннеком был открыт метод выслушивания сердечной деятельности при помощи стетоскопа (аускультация) [11].

Расцветом кардиологии стало XX столетие. В 1903 г. В. Эйнтховен изобрел электрокардиографию [12], ставшей отправной точкой в исследованиях и изобретениях новых методов регистрации кардиоимпульсов и последующей диагностики. Кроме электрокардиографии известны и широко применяются такие методы регистрации кардиосигналов, как фонокардиография, магнитокардиография, баллисто-кардиография, реокардиография, сейсмокардиография и гирокардиография [13]. От наименований методов происходят названия биофизических сигналов, возникающих при работе сердца, которые перечислены на Рисунке 1.1.

Рисунок 1.1.

Биофизические кардиосигналы Фонокардиография (греч. phone - звук + греч. kardia - сердце + греч. graphe - писать, изображать) - это неинвазивный метод обнаружения звуков, производимых сердцем и кровотоком. Идея разработки инструмента для записи фонокардио-графии по наиболее распространенной версии восходит к Р. Гуку (XVII в). Самые ранние известные примеры фонокардиографии относятся к началу XIX в. [14], а первая практическая система фонокардиографии была описана Эйнтховеном в 1894 г. В СССР впервые в медицинскую практику метод внедрила Л.М. Фителева в начале 60-х гг. XX столетия. Регистрацию фонокардиограммы производят с помощью фонокардиографа на основе микрофона [15, 16].

Электрокардиография (греч. elektron) - самый распространенный неинвазив-ный метод оценки функционального состояния миокарда путем графической регистрации с поверхности тела биоэлектрических потенциалов, генерируемых сердечной мышцей. Его основоположником является нидерландский физиолог В. Эйнт-ховен, сконструировавший электрокардиограф для измерений электрических сигналов сердца в 1903 г. Традиционным способом регистрации ЭКГ является метод отведений, предложенный им же в 1906 г. [17]. За огромный вклад в развитие кардиологии Эйнтховен получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине

в 1924 г. [18]. Первая в России ЭКГ человека была записана профессором А.Ф. Самойловым в 1908 г. в клинике Казем-Бека [19].

Помимо электрокардиосигнала сердце генерирует магнитное поле, регистрируемое магнитометром. Первая магнитокардиограмма была получена одновременно с ЭКГ Дж. Баулем и Р. Макфри в 1963 г. и оказалась весьма сходной с ней [20]. В этом же году Р. Стрейтбакер, С. Хьюд и С. Вайкон [21] в эксперименте на изолированном сердце морской свинки показали идентичность ЭКГ и магнитокар-диограммы, которая позже была подтверждена многочисленными клиническими исследованиями [22-25].

Одновременно с электрическими, магнитными, звуковыми и механическими сигналами сердце является источником гидродинамических волн, вызванных движением крови по артериям. Эти волны являются пульсом, который можно подсчитать на запястье или сонной артерии на шее [4].

Баллистокардиография (греч. Ьа11о - бросать) - метод регистрации реактивных механических движений тела человека, при котором измеряются силы сердечной деятельности, действующие на весь организм. Первая регистрация ритмичных вибраций тела осуществлена Дж. У. Гордоном в 1877 г., а разработка теоретических и практических основ баллистокардиографии начинается только с 1939 г., когда И. Старр сконструировал аппарат, называемый баллистокардиографом, способный записывать пригодные для клинических целей колебания тела [26]. В СССР балли-стокардиография получила дальнейшее развитие и распространение благодаря работам В.В. Парина [27]. Первый российский баллистокардиограф в виде плоской платформы был разработан в 1954 г. [28].

Благодаря появлению баллистокардиографа, помимо медицины баллисто-кардиография начала широко использоваться в СССР в самых различных областях - в спорте, авиации, а также при профессиональном отборе лиц, чья работа завязаны с высокими сердечно-сосудистыми нагрузками [29]. Однако самое необычное место для регистрации баллистокардиограммы - в космосе. Так, в 1977 г. для ис-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рулев Максим Евгеньевич, 2025 год

Список использованных источников

1. Казначеев В.П., Баевский Р.М., Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. Л.: Медицина, 1980. 207 с.

2. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. М: Медицина, 1997. 234 с.

3. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Введение в донозологическую диагностику. М: Слово, 2008. 176 с.

4. Успенский В.М. Информационная функция сердца. Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов / под ред. В.Б. Симоненко. М.: Планета, 2016. 272 с.

5. Устройство экспресс-диагностики заболеваний внутренних органов и он-копатологии: патент № 2159574 РФ / Успенский В.М., Кравченко Ю.Г., Павловский К.Н., Авербах Ю.И.; заявл. 13.04.2000; опубл. 27.11.2000. Бюл. № 33.

6. Способ диагностики заболеваний внутренних органов: патент № 2407431 РФ / Успенский В.М.; заявл. 07.07.2009; опубл. 27.12.2010. Бюл. № 36.

7. Guerini V. A History of Dentistry from the Most Ancient Times Until the End of the Eighteenth Century // Lea & Febiger. 1909. 355 p.

8. Лисицын Ю.П. История медицины. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 393 с.

9. Гален К. О назначении частей человеческого тела / Пер. с др.-греч. С.П. Кондратьева, под ред. и с примеч. В.Н. Терновского. М.: Медицина, 1971. 555 с.

10. Вильям Г. Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных / Пер. с лат. К.М. Быкова. М.: АН СССР, 1948. 236 с.

11. Ларинский Н.Е., Абросимов В.Н. История физикальной диагностики в биографиях, лицах и фактах. Рязань: РязГМУ И.П. Павлова, 2012. 140 с.

12. Эйнтховен В. Большая советская энциклопедия / под ред. А.М. Прохорова. М.: Сов. энциклопедия, 1969.

13. Paukkunen M. Seismocardiography: Practical implementation and feasibility Helsinki // School of Electrical Engineering. 2014. 44 p.

14. Sprague H. History and Present Status of Phonocardiography // IRE Transactions on Medical Electronics. 1957. Vol. PGME-9. P. 2-3. DOI: 10.1109/IRET-ME.1957.5008615.

15. Фитилева Л.М. Клиническая фонокардиография. М.: Медицина, 1968. 403

с.

16. Кельман И.М. Электрокардиография и фонокардиография. М.: Медицина, 1974. 152 с.

17. Burch G., DePasquale N. A History of Electrocardiography // Norman Publishing. 1990. 309 p.

18. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1924. URL. https://www.no-belprize.org/prizes/medicine/1924/summary (дата обращения 10.03.2022).

19. Самойлов А.Ф. Электрокардиограммы. СПб.: Русский врач, 1908. 24 с.

20. Baule G., McFee R. Detection of Magnetic Gields of the Heart // American Heart Journal. 1963. Vol. 66. P. 95-96.

21. Stratbucker R., Hyde C., Wikon. S. The Magnetocardiogram: A New Approach to the Field Surrouding the Heart // Proceedings of IEEE Transactions on Bio-medical Electronics. 1963. Vol. 10. P. 145-149.

22. Введенский В.Л., Ожогин В.И. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. М.: Наука, 1986. 199 с.

23. Холодов Ю.А., Козлов А.Н., Горбач А.М. Магнитные поля биологических объектов. М.: Наука, 1987. 143 с.

24. Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения. М.: Энергоатомиз-дат, 1989. 285 с.

25. Шабалин А.В., Никитин Ю.П. Клинические аспекты магнитокардиогра-фии. Новосибирск: СО РАМН, 1999. 124 с.

26. Starr I., Abraham N. Physical Aspects of the Circulation in Health and Disease // Ballistocardiography in Cardiovascular Research. 1967. 438 p.

27. Парин В.В., Баевский Р.М. Кибернетика в медицине и физиологии. М.: Медгиз, 1963. 119 с.

28. Баевский Р.М., Фунтова И.И., Танк Й. Баллистокардиография и сейсмо-кардиография в российской космической медицине. Краткий исторический обзор // Клиническая информатика и телемедицина. 2012. Т. 8. № 9. С. 99.

29. Баевский Р.М. Основы практической баллистокардиографии. М.: Медгиз, 1962. 156 с.

30. Полищук В.И. Терехова Л.Г. Техника и методика реографии и реоплетиз-мографии. М.: Медицина, 1983. 176 с.

31. Кедров А.А. О новом методе определения пульсовых колебаний кровенаполнения сосудов в различных участках человеческого тела // Клиническая медицина. 1941. С. 71-80.

32. Цветков А.А. Биоимпедансные методы контроля системной гемодинамики. М.: Слово, 2010. 330 с.

33. Боженко Б.С. Сейсмокардиография - новый метод исследования функционального состояния сердца // Терапевтический архив. 1961. № 9. C. 56-61.

34. Ачильдиев В.М., Басараб М.А., Бедро Н.А., Солдатенков В.А., Евсеева Ю.Н., Грузевич Ю.К., Коннова Н.С., Левкович А.Д. Сейсмокардиоблок на основе микромеханических датчиков // Сборник материалов Юбилейной XXV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2018. С. 185-194.

35. Gyrocardiography: A New Non-Invasive Approach in the Study of Mechanical Motions of the Heart. Concept, Method and Initial Observations / M. Tadi [et al.] // Proceedings of IEEE 38th Annual International Conference of the Engineering in Medicine and Biology Society, 2016. P. 2034-2037. DOI: 10.1109/EMBC.2016.7591126.

36. Randall W. Neural Regulation of the Heart // Oxford University Press. New York. 1977. 440 p.

37. Сперелакис Н. Физиология и патофизиология сердца / Пер. с англ. В.В. Нестеренко. М.: Медицина, 1990. Т. 1. 622 с.

38. Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека. Киев: Наукова Думка, 1990. 224 с.

39. Физиология человека / Ч. Вейсс [и др.] / Пер. с англ. П.Г. Костюка. М.: Мир, 1986. Т. 3. 287 с.

40. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Высшая школа, 1987. 638 с.

41. Самойлов В.О. Медицинская биофизика: учеб. для вузов. СПб.: СпецЛит, 2007. 560 с.

42. Со К.-С. Клиническая интерпретация ЭКГ. Введение в электрокардиографию / Пер. с нем. В.Ю. Халатова. М.: МЕДпресс-информ, 2015. 248 с.

43. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Волковская И.В. Вариабельность сердечного ритма: методы измерения, интерпретация, клиническое использование // Анналы аритмологии. 2009. Т. 6. № 4. С. 21-32.

44. Коннова Н.С. Методы и алгоритмы обработки, анализа и визуализации данных ультразвукового доплеровского измерителя скорости кровотока: дис. ... канд. техн. наук. М., 2017. 205 с.

45. Синьков А.В., Синькова Г.М. Анатомо-физиологические основы ЭКГ. Иркутск: ИГМУ, 2015. 32 с.

46. Станфорд Г. Теория информации / Пер. с англ. Б.Г. Белкина; под ред. В.В. Фурдуева. М.: Иностранная литература, 1957. 446 с.

47. Дистанционный комплекс для анализа электрокардиосигналов: патент № 2698980 РФ / Ачильдиев В.М., Балдин А.В., Бедро Н.А., Грузевич Ю.К., Жук Д.М., Комарова М.Н., Грызлова Л.В., Роднова И.А., Солдатенков В.А., Успенский В.А., Шабаев И.Г.; заявл. 02.03.2018; опубл. 02.09.2019. Бюл. № 25.

48. Умные устройства для мониторинга здоровья WatchSport. URL. https://watchsport.ru/kardiomonitor-qardiocore.html (дата обращения 07.09.2022).

49. Умные часы и GPS навигаторы для туризма, эхолоты и автонавигаторы Garmin. URL. http://www.garmin.ru (дата обращения 07.09.2022).

50. KardiaMobile EKG Monitor URL. https://store.kardia.com/products/kardi-amobile (дата обращения 07.09.2022).

51. Healthcare - Apple Watch - Apple. URL. https://www.ap-ple.com/healthcare/apple-watch (дата обращения 30.05.2023).

52. CONTEC ECG80A Digital one-Channel 12-lead ECG/EKG Machine Electo-cardi. URL. https://contecmed.eu/ru/products/ecg80a (дата обращения 07.09.2022).

53. Поли-Спектр-8/EX Нейрософт. URL. https://neurosoft.com/ru/cata-log/ecg/poly-spectrum-8ex (дата обращения 07.09.2022).

54. Поли-Спектр Радио Нейрософт - система регистрации и передачи физиологических сигналов по радиоканалу. URL. https://neurosoft.com/ru (дата обращения 07.09.2022).

55. Product Details - touchECG System, Windows HD+ Configuration - Cardioline. URL. https://cardioline.com/en/product-details-touchecg-system-windows-hd-con-figuration (дата обращения 30.05.2023).

56. Калюта Т.Ю., Киселёв А.Р. Амбулаторный кардиомониторинг с помощью имплантируемых устройств. Современное состояние проблемы и перспективы // Анналы аритмологии. 2020. Т. 17. № 3. С. 185-193.

57. Yole Group. URL. https://www.yolegroup.com (дата обращения 20.10.2022).

58. Русская Ассоциация микроэлектромеханических систем. URL. https://mems-russia.ru (дата обращения 12.04.2023).

59. Микроэлектроника - Российский форум. URL. https://microelectronica.pro (дата обращения 12.04.2023).

60. Applications of MEMS Gyroscope for Human Gait Analysis / H. Zhao [et al.] // Gyroscopes - Principles and Applications. 2019. DOI: 10.5772/intechopen.86837.

61. Gyrocardiography: A New Non-invasive Monitoring Method for the Assessment of Cardiac Mechanics and the Estimation of Hemodynamic Variables / M. Tadi [et al.] // Scientific Reports. 2017. P. 1-11. DOI: 10.1038/s41598-017-07248-y.

62. Inertial Measurement Unit BMI055 - Bosch Sensortec. URL. https://www.bosch-sensortec.com/products/motion-sensors/imus/bmi055 (дата обращения 01.08.2023).

63. Wearable seismocardiography / P. Castiglioni [et al.] // Proceedings of IEEE 29th Annual International Conference of the Engineering in Medicine and Biology Society. 2007. P. 3954-3957. DOI: 10.1109/IEMBS.2007.4353199.

64. Компактное мобильное устройство для исследования кардиореспиратор-ной системы космонавтов на борту космических объектов: патент № 77783 РФ / Баевский Р.М., Фунтова И.И., Прилуцкий Д.А., Стругов О.М., Седлецкий В.С., Черникова А.Г.; заявл. 03.07.2008; опубл. 10.11.2008.

65. Баевский Р.М. Вариабельность сердечного ритма в космической медицине // Сборник трудов VI Всероссийского симпозиума «Ритм сердца и тип вегетативной регуляции в оценке уровня здоровья населения и функциональной подготовленности спортсменов». Ижевск. 2016. С. 15-19.

66. Differences in QRS Locations due to ECG Lead: Relationship with Breathing / M. García-González [et al.] // Proceedings of IFMBE XIII Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing. 2014. Vol. 41. P. 962-964. DOI: 10.1007/978-3-319-00846-2_238.

67. Paukkunen M., Linnavuo M., Sepponen R. A Portable Measurement System for the Superior-Inferior Axis of the Seismocardiogram // Journal of Bioengineering and Biomedical Sciences. 2013. No. 3. P. 1-4. DOI: 10.4172/2155-9538.1000123.

68. Tavakolian K. Characterization and analysis of seismocardiogram for estimation of hemo-dynamic parameters // Diss. ... Dr. of Philosophy. Burnaby. 2010. 217 p.

69. Анализ и обработка электрокардиосигналов / Е.А. Алтай [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 12. DOI: 10.18454/IRJ.2016.54.013.

70. Федотов А.А. Системы кардиомониторинга: метод. указания. Самара: Самарский университет, 2016. 27 с.

71. Бердников А.С. Алгоритм выделения опорных точек на совместном сигнале ЭКГ и фонокардиограммы // Сборник трудов 77-й научно-технической конференции Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященной Дню радио. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2022. № 1. С. 59-61.

72. Способ неинвазивного определения биофизических сигналов: патент № 2761741 РФ / Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Евсеева Ю.Н., Балдин А.В., Спасе-нов А.Ю., Кучеров К.В., Рулев М.Е., Шабаев Р.Г., Бедро Н.А; заявл. 26.11.2020; опубл. 13.12.2021. Бюл. №35.

73. Дудченко А.В. Медицинские экспертные системы в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний // Сборник трудов XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Молодёжь и современные информационные технологии». Томск: ТПУ, 2016. С. 312-313.

74. Furmankiewicz M., Soltysik-Piorunkiewicz A., Ziuzianski P. Artificial Intelligence Systems for Knowledge Management in e-Health: The Study of Intelligent Software Agents // Latest Trends on Systems: Proceedings of 18th International Conference on Systems. Santorini Island. 2014. P. 551-556.

75. Kumar S., Kaur G. Detection of heart diseases using fuzzy logic // International Journal of Engineering Trends and Technology. 2013. Vol. 38. No. 6. P. 2694-2699.

76. Onuwa O. B. Fuzzy Expert System for Malaria Diagnosis // Oriental Journal of Computer Science and Technology. 2014. No. 7. P. 273-284.

77. Kaur R., Kaur A. Hypertension Diagnosis Using Fuzzy Expert System // Proceedings National Conference on Advances in Engineering and Technology. 2014. P. 341-350.

78. Диагностика ишемической болезни сердца интеллектуальной системой «АРМ-кардиолог» / О.А. Ефремова [и др.] // Человек и его здоровье. 2014. № 1. С. 69-74.

79. Алгоритм постановки первичного диагноза ишемической болезни сердца для программы экспертной системы «АРМ-кардиолог» / В.М. Никитин [и др.] // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2013. № 4. С. 187-194.

80. Российская экспертная система «ОРИСКОН» - оценка риска основных неинфекционных заболеваний / С.А. Шальнова [и др.] // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2013. Т. 12. № 4. С. 51-55.

81. Соцмедика. URL. https://socmedica.com (дата обращения 11.11.2024).

82. Грузевич Ю.К., Ачильдиев В.М., Успенский В.М. Электрокардиоблоки высокого разрешения для скрининг-индикации заболеваний внутренних органов человека // Информационные и телекоммуникационные технологии. 2019. №2 40. C. 39-46.

83. Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека. М.: Медицина, 1997. Т. 1. 368 с.

84. Зудбинов Ю.И. Азбука ЭКГ. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. 160 с.

85. ADS1294CZXGR Datasheet (PDF) - Texas Instruments. URL. https://www.alldatasheet.net/datasheet-pdf/pdf/1569987/TI/ADS1294CZXGR.html (дата обращения 01.08.2023).

86. Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Справочник. М.: Альтекс-А, 2003. 224 с.

87. ST Microelectronics: microcontroller STM32F405 - Data Sheet. URL. https://www.st.com/resource/en/datasheet/dm00037051 .pdf (дата обращения 18.01.2024).

88. ADM7160 Datasheet (PDF) - Analog Devices. URL. https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/523551/AD/ADM7160.html (дата обращения 17.04.2023).

89. Сейсмокардиоблок на основе микромеханических датчиков / В.А. Солда-тенков [и др.] // Сборник материалов Юбилейной XXV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ Электроприбор, 2018. С. 185-194.

90. Гирокардиография как способ неинвазивной диагностики заболеваний / М.Е. Рулев [и др.] // Наноиндустрия. 2020. № S96-2. С. 381-388.

91. Рулев М.Е., Ачильдиев В.М., Батырев Ю.П. Регистрация и обработка биофизических сигналов для неинвазивной диагностики заболеваний человека // Лесной вестник / Forestry Bulletin. 2022. Т. 26. № 3. С. 137-146. DOI: 10.18698/25421468-2022-3-137-146.

92. Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Солдатенков В.А. Информационные измерительные и оптико-электронные системы на основе микро- и наномеханиче-ских датчиков угловой скорости и линейного ускорения. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 264 с.

93. Электросейсмокардиоблок, в составе которого электрокардиоблок высокого разрешения и сейсмокардиоблок на основе микромеханических датчиков / В.М. Ачильдиев [и др.] // Наноиндустрия. 2019. № S89. С. 560-568.

94. L3GD20H Datasheet (PDF) - STMicroelectronics. URL. https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/929243/STMICROELECTRON-ICS/L3GD20H.html (дата обращения 04.04.2024).

95. KXR94-7050 Datasheet (PDF) - List of Unclassifed Manufacturers. URL. https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/787611/ETC2/KXR94-7050.html (дата обращения 04.04.2024).

96. Основы электрокардиографии / С.М. Соболев [и др.]. Витебск: ВГМУ, 2012. 83 с.

97. Электросейсмогирокардиоблок для скрининга заболеваний человека / М.Е. Рулев [и др.] // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № S5-2. С. 583-593.

98. Wearable Cardiorespiratory Monitoring Employing a Multimodal Digital Patch Stethoscope: Estimation of ECG, PEP, LVET and Respiration Using a 55 mm Single-Lead ECG and Phonocardiogram / M. Klum [et. al.] // Sensors. 2020. P. 1-21. DOI: 10.3390/s20072033.

99. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных / Пер. с англ. В.Е. Привольского, А.И. Кочубинского; под ред. И.Н. Коваленко. М.: Мир, 1989. 540 с.

100. Первичная обработка биофизических сигналов электросейсмокар-диоблока / М.Е. Рулев [и др.] // Сборник материалов XXIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ Электроприбор, 2022. С. 26-29.

101. Некоторые особенности идентификации погрешностей микромеханических акселерометров в составе датчика микровибрации и сейсмокардиоблока / В.А. Солдатенков [и др.] // Наноиндустрия. 2019. С. 569-576.

102. Власова Е.А., Зарубин В.С., Крищенко А.П. Ряды: учеб. для вузов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 616 с.

103. Винер Н. Интеграл Фурье и некоторые его применения. М.: Физматгиз, 1963. 256 c.

104. Павлейно М.А., Ромаданов В.М. Спектральные преобразования в MATLAB: учеб.-метод. пособие. СПб., 2007. 160 с.

105. Рулев М.Е., Ачильдиев В.М. Технические средства навигации и управление движением. Лабораторные работы: учеб.-метод. пособие. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2024. 64 с.

106. Разработка модели погрешностей электросейсмокардиоблока / М.Е. Ру-лев [и др.] // Сборник материалов XXX Юбилейной Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ Электроприбор, 2023. С. 200-203.

107. Development of an Error Model for an Electroseismocardiography System / M.E. Rulev [et al.] // Proceedings of 30th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2023. P. 1-4. DOI: 10.23919/ICINS51816.2023.10168340.

108. Gyrocardiography Unit for Non-Invasive Human Diseases Diagnosis / M.E. Rulev [et al.] // Proceedings of 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2020. P. 1-7. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133891.

109. Baevsky R., Chernikova A. Heart Rate Variability Analysis: Physiological Foundations and Main Methods // Cardiometry. 2017. P. 66-76.

110. ГОСТ Р 8.736-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. М., 2019. 25 с.

111. MATLAB - MathWorks - MATLAB & Simulink Website. URL. https://www.mathworks.com/products/matlab.html (дата обращения 15.06.2023).

112. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. URL. https://www.incart.ru/assets/pdf/hrv-standards.pdf (дата обращения 31.05.2023).

113. Рангайян Р.М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 440 с.

114. Рулев М.Е., Ачильдиев В.М. Регистрация, обработка и анализ информации с электросейсмокардиоблока для диагностики респираторных заболеваний // Лесной вестник / Forestry Bulletin. 2023. Т. 27. № 6. С. 199-207. DOI: 10.18698/25421468-2023-6-199-207.

115. CardiMax FX-8222 FX-8222 Specification ECG Unit. URL. https://fu-kuda.com/wp-content/uploads/2020/04/FX-8222_Catalog_4P_4.38MB.pdf (дата обращения 12.02.2024).

116. BTL Corporate - 12-channel ECG with A5 printouts BTL-08 LC. URL. https://www.btlmed.nl/en/products-cardiology-resting-ecg-btl-l-line-btl-08-lc (дата обращения 12.02.2024).

117. Электрокардиограф ЭК3ТЦ-3/6-04 «Аксион». URL. https://axion-med.ru/catalog/kardiologiya/elektrokardiografy_/elektrokardiograf-ekzt-3-6-04-aksion-

1 (дата обращения 12.02.2024).

118. Inertial Measurement Unit BMI160 | Bosch Sensortec. URL. https://www.bosch-sensortec.com/products/motion-sensors/imus/bmi160 (дата обращения 10.08.2023).

119. ST Microelectronics: MEMS INERTIAL SENSOR LIS3L02AL - Data Sheet. URL. https://www.st.com/resource/en/datasheet/lis3l02al.pdf (дата обращения 12.02.2024).

120. Digital Output Gyroscope MAX21000. URL. https://www.micro-semiconductor.com/datasheet/64-MAX21000.pdf (дата обращения 12.02.2024).

121. Ачильдиев В.М. Бесплатформенные инерциальные блоки на основе микромеханических датчиков угловой скорости и линейного ускорения: монография. М.: МГУЛ, 2007. 223 с.

122. Матвеев В.В. Инерциальные навигационные системы: учеб. пособие. Тула: ТулГУ, 2012. 199 с.

123. Якимов А.В. Физика шумов и флуктуаций параметров: учеб. пособие. Нижний Новгород: ННГУ, 2013. 85 с.

124. Оценка вариабельности дыхания человека по данным электросейсмо-кардиоблока / М.Е. Рулев [и др.] // Наноиндустрия. 2023. Т. 16. № S9-2. С. 347-352.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Результаты расчетов признаков кардиоциклов

Таблица П. 1.

Пример рассчитанных признаков электрокардиоциклов

Цикл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Признак -^ПОГШ 0,7612 0,7661 0,7692 0,7707 0,7660 0,7660 0,7640 0,7529 0,7601 0,7682 0,7676 0,7613 0,7821

Тпогш 781 751 725 699 677 670 678 709 765 778 768 756 737

5погш 110,54 101,94 103,37 111,89 104,06 99,78 92,72 93,61 105,84 110,07 105,23 115,21 105,85

-погш 781,04 751,04 725,04 699,04 677,04 670,04 678,04 709,04 765,04 778,04 768,04 756,04 737,04

апогш' 10 0,9746 1,0201 1,0609 1,1026 1,1314 1,1433 1,1268 1,0620 0,9935 0,9874 0,9995 1,0070 1,0613

Цикл 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Признак -^ПОГШ 0,7747 0,7875 0,7932 0,7771 0,7616 0,7505 0,7444 0,7650 0,7796 0,7666 0,7632 0,7774 0,7809

Тпогш 693 656 631 631 633 636 661 677 702 732 720 711 697

5погш 104,40 101,95 94,42 87,17 89,45 95,43 107,96 110,72 103,18 103,63 109,87 103,74 104,52

-погш 693,04 656,04 631,04 631,04 633,04 636,04 661,04 677,04 702,04 732,04 720,04 711,04 697,04

апогш' 10 1,1179 1,2004 1,2570 1,2315 1,2032 1,1801 1,1262 1,1300 1,1105 1,0473 1,0600 1,0934 1,1204

Цикл 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Признак -^ПОГШ 0,7893 0,7860 0,7521 0,7387 0,7295 0,7554 0,7748 0,7734 0,7671 0,7622 0,7756 0,7792 0,7675

Тпогш 693 679 672 663 670 702 722 731 734 720 695 676 663

5погш 108,54 100,67 95,04 87,90 91,23 104,20 106,04 119,02 119,64 119,14 107,31 118,53 104,34

-погш 693,04 679,04 672,04 663,04 670,04 702,04 722,04 731,04 734,04 720,04 695,05 676,04 663,04

апогш' 10 1,1389 1,1576 1,1192 1,1141 1,0888 1,0761 1,0732 1,0581 1,0451 1,0586 1,1159 1,1527 1,1576

Цикл 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Признак -^погш 0,7452 0,7509 0,7530 0,7473 0,7794 0,7867 0,7644 0,7678 0,7741 0,7743 0,7573 0,7681 0,7732

Тпогш 659 664 663 686 703 696 696 696 692 683 676 667 677

5погш 102,26 98,23 91,10 104,03 108,38 107,52 98,25 104,69 100,60 100,05 99,02 96,92 93,33

-погш 659,04 664,04 663,04 686,04 703,04 696,04 696,04 696,04 692,04 683,04 676,04 667,04 677,04

апогш' 10 1,1308 1,1309 1,1358 1,0893 1,1087 1,1303 1,0983 1,1032 1,1186 1,1336 1,1203 1,1516 1,1420

Цикл 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Признак -^погш 0,7515 0,7682 0,7637 0,7697 0,7748 0,7845 0,7572 0,7435 0,7462 0,7595 0,7652 0,7737 0,7775

Тпогш 703 712 715 702 695 682 664 652 639 641 683 733 751

5погш 97,29 101,93 104,86 103,82 105,33 94,70 88,63 86,68 88,43 87,26 97,77 110,21 112,32

-погш 703,04 712,04 715,04 702,04 695,04 682,04 664,04 652,04 639,04 641,04 683,04 733,04 751,04

апогш' 10 1,0689 1,0790 1,0682 1,0964 1,1148 1,1503 1,1404 1,1403 1,1678 1,1849 1,1204 1,0555 1,0352

Цикл 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Признак -^погш 0,7681 0,7682 0,7855 0,7716 0,7536 0,7610 0,7575 0,7659 0,7777 0,7904 0,7727 0,7659 0,7491

Тпогш 747 742 717 697 678 677 675 682 692 693 685 664 657

5погш 104,51 110,54 108,70 98,93 100,81 100,53 100,37 105,30 111,13 104,48 98,96 90,44 92,70

-погш 747,04 742,04 717,04 697,04 678,04 677,04 675,04 682,04 692,05 693,04 685,04 664,04 657,04

апогш' 10 1,0282 1,0353 1,0956 1,1070 1,1115 1,1241 1,1222 1,1230 1,1238 1,1405 1,1280 1,1534 1,1402

Цикл 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Признак -^погш 0,7578 0,7448 0,7754 0,7894 0,7754 0,7894 0,7665 0,7508 0,7570 0,7407 0,7720 0,7917 0,7713

Тпогш 652 652 673 695 708 711 689 662 650 640 645 663 677

5погш 86,24 93,17 104,10 108,29 109,51 102,28 94,77 102,60 97,93 99,93 103,77 102,43 111,57

-погш 652,04 652,04 673,04 695,04 708,04 711,04 689,04 662,04 650,04 640,04 645,04 663,04 677,04

апогш' 10 1,1623 1,1423 1,1522 1,1358 1,0951 1,1103 1,1124 1,1342 1,1646 1,1573 1,1968 1,1942 1,1393

Цикл 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Признак -^погш 0,7712 0,7828 0,7759 0,7679 0,7607 0,7808 0,7786 0,7724 0,7831

Тпогш 701 689 683 699 689 688 684 673 674

5погш 106,31 108,66 94,47 95,41 102,79 104,50 103,18 103,70 91,99

-погш 701,04 689,04 683,04 699,04 689,04 688,04 684,04 673,04 674,04

апогш' 10 1,1002 1,1361 1,1360 1,0986 1,1041 1,1348 1,1382 1,1478 1,1619

Пример рассчитанных признаков сейсмокардиоциклов

Цикл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Признак ^погш 0,5611 0,5771 0,6315 0,6261 0,7008 0,7829 0,7691 0,8352 0,6720 0,5963

^погш 781 751 725 699 677 670 678 709 765 778

^погш 226,27 239,39 223,56 231,18 255,79 277,94 255,64 283,04 286,78 262,55

погт 781,15 751,15 725,13 699,12 677,15 670,16 678,18 709,17 765,14 778,15

апогт' 10 0,7184 0,7684 0,8710 0,8958 1,0352 1,1686 1,1343 1,1780 0,8784 0,7664

Цикл 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Признак ^погш 0,5963 0,6368 0,6539 0,6272 0,6048 0,5867 0,6208 0,7691 0,7349 0,7061

^погш 768 756 737 693 656 631 631 633 636 661

^погш 243,99 250,54 249,05 234,65 218,20 221,37 228,86 236,20 229,59 230,57

^погт 768,15 756,14 737,14 693,14 656,12 631,13 631,13 633,17 636,17 661,15

апогт' 10 0,7764 0,8423 0,8872 0,9050 0,9220 0,9297 0,9838 1,2150 1,1556 1,0683

Цикл 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Признак ^погш 0,6656 0,5813 0,5749 0,5781 0,5643 0,5835 0,5408 0,6677 0,8011 0,7957

^погш 677 702 732 720 711 697 693 679 672 663

^погш 246,10 226,92 229,62 234,34 220,32 210,59 193,00 251,62 279,20 273,02

^погт 677,15 702,13 732,14 720,13 711,14 697,15 693,13 679,16 672,19 663,17

апогт' 10 0,9832 0,8281 0,7854 0,8030 0,7936 0,8371 0,7804 0,9834 1,1921 1,2002

Цикл 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Признак ^погш 0,7595 0,7243 0,6688 0,5653 0,5589 0,5472 0,5600 0,6027 0,7765 0,7627

^погш 670 702 722 731 734 720 695 676 663 659

^погш 256,99 255,67 260,59 225,45 229,80 215,26 205,15 221,21 284,33 273,54

^погт 670,16 702,16 722,15 731,14 734,12 720,13 695,13 676,13 663,16 659,17

апогт' 10 1,1335 1,0317 0,9263 0,7734 0,7615 0,7600 0,8058 0,8915 1,1712 1,1573

Цикл 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Признак ^погш 0,7328 0,7605 0,7584 0,5984 0,6315 0,5781 0,6005 0,5941 0,5792 0,8032

^погш 664 663 686 703 696 696 696 692 683 676

^погш 246,29 246,68 267,76 235,38 235,22 239,64 241,32 226,11 220,38 281,07

^погт 664,17 663,16 686,16 703,13 696,15 696,13 696,13 692,13 683,12 676,15

апогт' 10 1,1036 1,1471 1,1055 0,8512 0,9073 0,8306 0,8628 0,8586 0,8480 1,1882

Цикл 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Признак ^погш 0,6709 0,7541 0,8053 0,6304 0,6027 0,5643 0,5525 0,5899 0,7211 0,7584

^погш 667 677 703 712 715 702 695 682 664 652

^погш 253,28 264,62 280,67 244,08 243,94 233,36 219,34 216,17 272,57 270,58

^погт 667,14 677,18 703,18 712,14 715,13 702,14 695,13 682,13 664,15 652,16

апогт' 10 1,0059 1,1139 1,1456 0,8854 0,8429 0,8038 0,7950 0,8649 1,0859 1,1632

Цикл 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Признак ^погш 0,7477 0,7189 0,7147 0,6485 0,6165 0,5792 0,5941 0,6389 0,7104 0,8245

^погш 639 641 683 733 751 747 742 717 697 678

^погш 243,51 230,18 251,80 261,16 248,12 222,68 228,53 237,11 262,72 279,80

^погт 639,17 641,14 683,16 733,15 751,15 747,15 742,14 717,15 697,15 678,20

апогт' 10 1,1702 1,1216 1,0464 0,8848 0,8210 0,7754 0,8007 0,8911 1,0192 1,2161

Цикл 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Признак ^погш 0,7733 0,7872 0,7029 0,5813 0,5525 0,5504 0,5973 0,7200 0,7243 0,7008

^погш 677 675 682 692 693 685 664 657 652 652

^погш 257,43 263,07 248,29 230,20 215,22 208,22 217,27 272,48 253,77 243,98

^погт 677,17 675,15 682,15 692,15 693,13 685,13 664,13 657,14 652,16 652,15

апогт' 10 1,1423 1,1662 1,0307 0,8401 0,7973 0,8035 0,8996 1,0959 1,1108 1,0748

Цикл 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Признак ^погш 0,6272 0,5536 0,5184 0,5397 0,6368 0,6677 0,7200 0,6581 0,6688 0,5813

^погш 673 695 708 711 689 662 650 640 645 663

^погш 221,62 215,69 216,49 227,87 244,27 253,71 256,29 224,84 210,51 200,78

^погт 673,15 695,14 708,13 711,12 689,14 662,15 650,14 640,15 645,13 663,14

апогт' 10 0,9319 0,7965 0,7322 0,7591 0,9242 1,0087 1,1077 1,0283 1,0369 0,8768

Цикл 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Признак ^погш 0,5237 0,5643 0,5941 0,7509 0,6261 0,6027 0,5973 0,6251 0,6624 0,7648

^погш 677 701 689 683 699 689 688 684 673 674

^погш 236,67 237,81 220,67 276,90 259,51 224,06 208,70 231,45 250,23 270,71

^погт 677,12 701,13 689,14 683,15 699,15 689,15 688,13 684,15 673,15 674,15

апогт' 10 0,7736 0,8049 0,8623 1,0995 0,8958 0,8747 0,8682 0,9138 0,9842 1,1347

Пример рассчитанных признаков гирокардиоциклов

Цикл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Признак ^погш 0,5504 0,5306 0,5386 0,5304 0,6301 0,7238 0,6803 0,7357 0,7106 0,6158

^погш 781 751 725 699 677 670 678 709 765 778

^погш 270,91 269,11 253,06 235,02 237,30 289,93 282,88 340,66 308,90 286,61

погт 781,22 751,21 725,21 699,19 677,21 670,21 678,23 709,26 765,26 778,23

апогт' 10 0,7047 0,7065 0,7428 0,7588 0,9307 1,0804 1,0034 1,0376 0,9288 0,7916

Цикл 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Признак ^погш 0,5773 0,4736 0,5651 0,5427 0,4760 0,5099 0,6118 0,6581 0,6890 0,6805

^погш 768 756 737 693 656 631 631 633 636 661

^погш 260,39 253,00 234,26 228,01 199,46 192,42 223,03 289,95 262,92 249,87

^погт 768,24 756,22 737,22 693,20 656,18 631,18 631,21 633,23 636,22 661,23

апогт' 10 0,7517 0,6265 0,7668 0,7831 0,7256 0,8081 0,9696 1,0396 1,0833 1,0295

Цикл 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Признак ^погш 0,6502 0,5648 0,5224 0,6008 0,4771 0,4605 0,4690 0,5240 0,6542 0,7296

^погш 677 702 732 720 711 697 693 679 672 663

^погш 239,75 211,34 257,80 278,52 229,91 221,46 220,99 229,34 224,69 315,06

^погт 677,23 702,22 732,21 720,23 711,22 697,19 693,20 679,19 672,20 663,24

апогт' 10 0,9605 0,8046 0,7137 0,8344 0,6711 0,6607 0,6767 0,7717 0,9736 1,1004

Цикл 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Признак ^погш 0,7611 0,7280 0,6605 0,5032 0,5480 0,5232 0,4853 0,4755 0,6957 0,6829

^погш 670 702 722 731 734 720 695 676 663 659

^погш 343,97 282,93 311,75 243,12 271,99 258,53 228,98 196,61 289,91 289,55

^погт 670,26 702,24 722,23 731,21 734,21 720,21 695,19 676,20 663,22 659,23

апогт' 10 1,1360 1,0370 0,9148 0,6884 0,7466 0,7267 0,6982 0,7034 1,0493 1,0362

Цикл 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Признак ^погш 0,6645 0,7550 0,7653 0,5915 0,5664 0,5301 0,5270 0,4998 0,4566 0,6312

^погш 664 663 686 703 696 696 696 692 683 676

^погш 248,40 335,86 344,17 267,94 206,20 244,10 245,64 232,56 210,66 243,33

^погт 664,22 663,25 686,25 703,21 696,21 696,20 696,20 692,21 683,19 676,21

апогт' 10 1,0007 1,1388 1,1156 0,8414 0,8138 0,7616 0,7572 0,7223 0,6686 0,9337

Цикл 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Признак ^погш 0,6648 0,6810 0,7498 0,6282 0,5661 0,5597 0,4888 0,4523 0,6346 0,6678

^погш 667 677 703 712 715 702 695 682 664 652

^погш 255,34 288,55 297,34 270,60 269,20 257,80 257,31 192,08 237,62 268,01

^погт 667,23 677,25 703,25 712,20 715,22 702,20 695,21 682,19 664,23 652,24

апогт' 10 0,9967 1,0058 1,0665 0,8822 0,7917 0,7973 0,7033 0,6632 0,9557 1,0243

Цикл 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Признак ^погш 0,7035 0,7426 0,8026 0,7083 0,5808 0,5370 0,5293 0,5568 0,5994 0,6341

^погш 639 641 683 733 751 747 742 717 697 678

^погш 286,44 336,39 320,54 310,51 285,51 262,46 221,55 265,06 225,33 216,92

^погт 639,22 641,23 683,24 733,25 751,25 747,22 742,23 717,19 697,21 678,20

апогт' 10 1,1010 1,1584 1,1750 0,9663 0,7734 0,7188 0,7133 0,7766 0,8599 0,9352

Цикл 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Признак ^погш 0,6613 0,6936 0,7058 0,6269 0,5368 0,4827 0,5050 0,6520 0,6949 0,6898

^погш 677 675 682 692 693 685 664 657 652 652

^погш 252,11 309,91 266,94 245,91 213,81 212,30 212,40 277,07 247,48 320,68

^погт 677,21 675,22 682,21 692,21 693,20 685,20 664,20 657,23 652,21 652,24

апогт' 10 0,9768 1,0276 1,0348 0,9059 0,7746 0,7047 0,7605 0,9924 1,0658 1,0579

Цикл 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Признак ^погш 0,6413 0,4966 0,5866 0,5218 0,5078 0,5395 0,6394 0,7573 0,6528 0,5696

^погш 673 695 708 711 689 662 650 640 645 663

^погш 254,74 197,73 280,78 222,73 205,19 221,41 257,13 317,46 243,99 226,87

^погт 673,21 695,20 708,20 711,18 689,20 662,20 650,21 640,20 645,22 663,20

апогт' 10 0,9529 0,7146 0,8285 0,7338 0,7371 0,8150 0,9836 1,1832 1,0121 0,8591

Цикл 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Признак ^погш 0,5725 0,5152 0,5661 0,6392 0,5704 0,5200 0,5720 0,5064 0,5229 0,6408

^погш 677 701 689 683 699 689 688 684 673 674

^погш 252,95 229,25 245,08 243,69 234,44 224,83 259,03 179,54 215,95 290,97

^погт 677,20 701,19 689,21 683,22 699,20 689,21 688,20 684,18 673,19 674,23

апогт' 10 0,8456 0,7350 0,8216 0,9359 0,8160 0,7547 0,8314 0,7404 0,7769 0,9507

Результаты расчетов признаков респираторных циклов

Таблица П.4.

Пример рассчитанных признаков респираторных циклов,

полученных по электрокардиосигналу

Цикл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Признак р дых -^norm 0,7200 0,8454 0,8807 0,7540 0,8169 0,7262 0,8190 0,9066 0,6571 0,7659 0,9250 0,7554 0,6154

Т дых T norm 9582 5875 10576 7615 8278 7667 6410 7455 9200 9288 7405 8298 8306

Т вд т norm 6232 3560 7485 6107 5854 4429 4136 5210 6004 5191 4283 5954 5087

т7 вы1д Т norm 3350 2315 3091 1508 2424 3238 2274 2245 3196 4097 3122 2344 3219

С дых S norm 3024 2366 4463 3193 3887 2401 2664 3142 2545 3313 3427 3066 2064

Цикл 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Признак р дыьх ^norm 0,6380 0,8221 0,7674 0,6062 0,7610 0,7518 0,8894 0,7147 0,6641 0,5918 0,6802 0,6569 0,7123

Т дых T norm 5868 8589 7942 5908 9402 7692 9296 9364 7186 7830 6775 7421 8834

у вд т norm 2623 4536 4623 3460 5338 5334 6125 6142 4703 3557 4428 4424 5619

Т7 выд Т norm 3245 4053 3319 2448 4064 2358 3171 3222 2483 4273 2347 2997 3215

о дых Snorm 1962 3005 3014 1805 3143 3024 2366 3137 2363 1905 2554 2067 3014

Цикл 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Признак р дыьх ^norm 0,6336 0,7331 0,6935 0,6900 0,6949 0,7548 0,7220 0,7460 0,7634 0,5311 0,6590 0,7787 0,7407

у дых T norm 7318 8388 7933 7689 8491 8449 8328 7588 9286 7237 6194 9738 9418

Т вд т norm 3226 5185 4551 5260 5212 5282 5189 4554 6100 4161 2422 6656 5398

Т7 вы1д Т norm 4092 3203 3382 2429 3279 3167 3139 3034 3186 3076 3772 3082 4020

С дых Snorm 2761 3148 2586 2867 2925 2899 2854 2556 3376 1920 2154 4215 3137

Цикл 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Признак р дыьх -^norm 0,7768 0,7421 0,7191 0,7808 0,8072 0,7268 0,7120 0,7892 0,6776 0,7863 0,5670 0,4627 0,6832

Т дых T norm 8520 9557 8645 8256 9449 7651 8617 8320 8360 9346 7853 4970 8403

у вд т norm 6161 6333 6283 5173 5422 4546 4500 4357 4346 6204 4594 2630 5211

Т7 выд Т norm 2359 3224 2362 3083 4027 3105 4117 3963 4014 3142 3259 2340 3192

С дых Snorm 2363 2895 3189 3072 3308 2749 2526 2853 2639 3336 2203 1173 2793

Цикл 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Признак р дыьх ^norm 0,6072 0,5826 0,7141 0,6519 0,7522 0,6219 0,6464 0,8006 0,7421 0,7191 0,7808 0,8072 0,7268

у дых T norm 9548 9405 8549 7744 7880 8345 7594 8567 9557 8645 8256 9449 7651

Т вд т norm 6292 6027 4596 5367 5488 5120 4443 5292 6333 6283 5173 5422 4546

Т7 вы1д Т norm 3256 3378 3953 2377 2392 3225 3151 3275 3224 2362 3083 4027 3105

о дых Snorm 2629 2531 2698 2421 2779 2522 2895 3189 2895 3189 3072 3308 2749

Цикл 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Признак р дыьх -^norm 0,7120 0,7892 0,6776 0,7863 0,5670 0,4627 0,6832 0,6072 0,5826 0,7141 0,6519 0,7522 0,6219

Т дых T norm 8617 8320 8360 9346 7853 4970 8403 9548 9405 8549 7744 7880 8345

у вд т norm 4500 4357 4346 6204 4594 2630 5211 6292 6027 4596 5367 5488 5120

Т7 вы1д Т norm 4117 3963 4014 3142 3259 2340 3192 3256 3378 3953 2377 2392 3225

С дых Snorm 2526 2853 2639 3336 2203 1173 2793 2629 2531 2698 2421 2779 2522

Цикл 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Признак р дыьх ^norm 0,6464 0,8006 0,6702 0,5451 0,5961 0,8360 0,7778 0,8069 0,6907 0,5620 0,6575 0,5711 0,7572

у дых T norm 7594 8567 10524 9989 9213 7674 9429 7510 7770 9368 5548 7108 9628

у вд т norm 4443 5292 3612 6906 5238 4580 6192 3633 5492 4548 2498 6470 2763

Т7 выд Т norm 3151 3275 6912 3083 3975 3094 3237 3877 2278 4820 3050 638 6865

о дых Snorm 2895 3189 2831 1899 4246 3284 2750 2678 2322 2264 2139 2559 3823

Цикл 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Признак р дыьх -^norm 0,8331 0,5702 0,5168 0,6442 0,6320 0,8201 0,5429 0,5692 0,7139

у д&^х T norm 5305 6057 7681 7123 6820 6904 5913 6620 7120

у вд т norm 3132 2622 4277 3747 3581 3794 1889 4507 4338

Т7 выд Т norm 2173 3435 3404 3376 3239 3110 4024 2113 2782

о д&^х Snorm 1815 1421 2141 2194 3743 2608 2284 2831 1899

Таблица П.5.

Пример рассчитанных признаков респираторных циклов,

полученных по сейсмокардиосигналу

Цикл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ft Г> дых Лпогш 0,8366 0,9001 0,7519 0,8089 0,7856 0,7870 0,6869 0,6681 0,7440 0,7962

се х Т дых T norm 9087 8146 8986 8063 8095 7636 6994 7505 7803 8548

м П Т вд Т norm 5156 4080 5522 4642 4465 3977 3578 3980 4166 4801

Ä 7"1 выд Т norm 3931 4066 3464 3421 3630 3659 3416 3525 3637 3747

С С дЫ1Х ^norm 4583 4259 3823 3461 3393 3121 2664 2750 3244 3785

Цикл 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

ft Г> дых Лпогт 0,7848 0,7169 0,6882 0,7232 0,7169 0,7322 0,7097 0,7311 0,8101 0,8198

се х Т дым T norm 7974 8310 8560 6647 8025 7650 7063 9065 8307 9049

м П Т вд Т norm 4780 4715 3880 3319 4383 4865 3427 4920 4422 5211

& 7"1 выд Т norm 3194 3595 4680 3328 3642 2785 3636 4145 3885 3838

С С дЫ1Х ^norm 3889 3440 2752 2439 3349 3524 2603 3480 3395 3255

Цикл 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

ft Г> дых Лпогт 0,6649 0,6171 0,7092 0,6906 0,6894 0,5380 0,6341 0,6706 0,6989 0,6421

се ш Т дым T norm 9599 7629 8103 7870 7276 8108 7797 7887 8109 8065

м П Т вд Т norm 5489 4100 3679 4214 4296 4651 3649 4055 3961 4386

Ä 7"1 выд Т norm 4110 3529 4424 3656 2980 3457 4148 3832 4148 3679

С Г» дЫ1Х ^norm 3509 2531 2457 2958 2742 2533 2702 3078 3050 3054

Цикл 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

ft Г> дых Лпогт 0,6614 0,5487 0,6214 0,6569 0,5924 0,5856 0,5817 0,5974 0,7680 0,7014

се !Л Т дым T norm 7919 8505 8627 8140 8464 7258 7013 9463 8786 9427

м П Т вд Т norm 4331 5239 4531 4389 4881 3752 3085 5647 4931 5566

& 7"1 выд Т norm 3588 3266 4096 3751 3583 3506 3928 3816 3855 3861

С Г» дЫ1Х ^norm 3224 2771 3030 3012 3137 2367 2409 3350 3337 3297

Цикл 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

ft Г> дых -^norm 0,7730 0,6984 0,7022 0,5599 0,5647 0,5862 0,6331 0,6664 0,5369 0,4772

се !Л Т дым T norm 9207 8992 8280 8663 8171 8357 8351 8723 8946 7117

м П Т вд Т norm 4969 5074 4505 4966 4202 4165 4414 4074 4684 4163

& 7"1 выд Т norm 4238 3918 3775 3697 3969 4192 3937 4649 4262 2954

П Г» дЫ1Х ^norm 3642 3660 3397 3731 2459 2381 3130 3235 3105 1972

Цикл 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

ft Г> дых -^norm 0,3783 0,5817 0,6170 0,6487 0,6443 0,5651 0,4505 0,4048 0,6021 0,6552

се ш Т дым T norm 6439 8339 9230 9068 8939 7052 7280 8105 7468 8429

м П Т вд Т norm 2917 4779 5613 5208 4805 4901 4971 4466 3819 3946

Ä 7"1 выд Т norm 3522 3560 3617 3860 4134 2151 2309 3639 3649 4483

С Г» ды1Х ^norm 1533 2937 2877 2841 3234 1806 3409 2056 3070 3137

Цикл 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

ft D дых -^norm 0,4800 0,5144 0,4219 0,5785 0,6054 0,5843 0,4438 0,5972 0,5669 0,5411

се X Т дым T norm 9336 6095 6792 7996 7829 7966 6899 7597 8816 7464

м П Т вд Т norm 5695 3439 3438 4051 3802 3605 3550 3473 5092 3797

& 7"1 выд Т norm 3641 2656 3354 3945 4027 4361 3349 4124 3724 3667

С Г» ды1Х ^norm 2694 1862 1767 2563 2288 2002 2777 2589 2906 2249

Цикл 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

ft г> дых -^norm 0,5835 0,5970 0,6686 0,4843 0,5218 0,7617 0,6502 0,5307 0,5333 0,5851