Научная статья на тему 'Обработка медико-биологических сигналов с помощью математических производных'

Обработка медико-биологических сигналов с помощью математических производных Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

CC BY
260
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим медицинским наукам , автор научной работы — Македонский Д. Ф., Мамбергер К. К., Руденко С. М., Руденко М. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Обработка медико-биологических сигналов с помощью математических производных»

беседы. Такой психокатарсис - «очищение» - является хорошим лечебным фактором воздействия на феномен «флэш-бэк» у пациентов, который проявляется в том, что человек мгновенно переносится в психотравмирующую ситуацию и её переживания вновь и вновь, пытается избежать деятельности или ситуаций, символизирующих психотравму. Музыкальная катарсическая терапия действительно приносит успокое-.

МТр:

1. Анксиолитическое влияние, седативный эффект (на тревогу, раздражитель-

, ).

2. Тимоаналептический эффект, влияние на психическую активность (повышенную истощенность, апатию, психомоторную заторможенность, суточные колебания настроения).

3. Гипнотическое действие (на расстройство засыпания, нарушение глубины и

).

4. Вегетотропное действие (на потливость, тахикардию, лабильность вазомо-

).

5. Повышение социальной активности, адаптивности пациента.

, ( ), -ного поэтапного лечения лиц, страдающих ПТСР, слияние слова и музыки определенной направленности помогает усилить благотворное психотерапевтическое воздействие на настроение, а значит на самочувствие человека, улучшить качество его . « », эффект при терапии ПТСР. Если представить, что невроз - это монолог человеческо-, -. , -вильного мышления, т.е. здорового мышления, приводящего к выздоровлению.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Безнесюк Е.В., Князева МЛ. Социальнопсихологические и пато(психо)логические феномены современной культуры // Независимый психиатрический журнал. - М. 2003. №11. - С.59 - 68.

2. МКБ-10 (международная классификация болезней), класс V. Психические расстройства и расстройства поведения. Часть I. ВОЗ. Россия. ЛРНЦ, Ростов-на-

: « ».

3. I Международный конгресс «Музыкотерапия и Восстановительная Медицина в XXI веке»: Тезисы и доклады. М. 2000. 199 с.

4. / . . .

- СПб.: Питер Ком, 1998. - 752 с. (Серия «Мастера психологии»)

5. , ( ) //

. 1999. 14.

6. Хуан Лопес-Ибор (Мадрид). Психопатология бедствий и катастроф // Независимый психиатрический журнал. М. 2003. № II. С. 8 - 11.

ОБРАБОТКА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ

Д.Ф. Македонский, К.К. Мамбергер, С.М. Руденко, М.Ю. Руденко

Математическое дифференцирование широко используется в научно.

природы, для регистрации которых применяют прямые или косвенные методы. В

, , , -

странства и др., дифференциальный анализ позволяет не только исследовать различ-, . -.

Как на этом фоне обстоит дело в медицине?

Проблема медицины как науки, заключается в отсутствии метрологии. Даже используемые прямые инвазивные методы измерения (регистрации) не учитывают влияния датчиков на измеряемый параметр. Примером может служить проблема измерения артериального давления. Для косвенных методов измерения вообще не существовало даже гипотетической модели биофизических процессов, происходящих в

.

Почему же дифференциальный анализ не нашёл должного применения в ме-

?

Однозначно на этот вопрос нельзя ответить.

- , -ров для диагностики состояния организма до начала внедрения компьютерных систем было очень широко распространено. В практике утвердились методики, не обес-

,

диагноза. Новые методики требовали длительного клинического исследования. Но на пути их внедрения в практику всегда вставали старые, широко использованные принципы, хотя и не отвечающие достоверным фактам. Таким образом, существует

, , , -

,

.

, , ,

.

« - », -

.

Многие современные медицинские приборы, включающие в свой состав , . Именно эти датчики не могут быть метрологически обеспечены. Например, для регистрации фазового анализа сердечного цикла.

Все сигналы, регистрируемые для диагностики состояния организма, несут информационные диагностические критерии, которые необходимо не только зареги-, . ,

, , должны быть уверенны, что и нормирование сигнала электронными фильтрами и усилителями не искажает диагностические критерии. Это может быть только в том случае, если мы сможем моделировать сигнал, а для этого мы должны знать его природу. Поэтому без дифференциального анализа обойтись не удаётся.

На что же влияет фильтрация?

Каждый биологический сигнал состоит из спектра гармоник более простых синусоидальных сигналов. Изменяя при фильтрации верхнюю частоту среза, мы изменяем амплитуду более высокочастотных составляющих. При изменении нижней полосы среза - изменяются более низкие спектральные составляющие. Поэтому необходимо точно знать природу регистрируемого сигнала и информативные диагно-, . фильтрации. Первичным в медицинском приборостроении является получение био-

- 40 .

этого не всегда удаётся достичь, так как проблема контактной разности потенциалов между датчиком и телом человека является существенным источником шума. Поэтому приходится сжимать полосу пропускания для достижения необходимого динамического диапазона сигнала, при этом в априори искажая диагностические крите.

Как выйти из этого замкнутого круга?

- , , -ре даточные характеристики и допустимый динамический диапазон. Использование датчика определяет методика диагностики. Датчик, искажающий сигнал, не может быть использован в точных измерительных системах, он может служить только ин-.

- , . -

обходимо его дважды продифференцировать в графическом виде. Это необходимо делать программно на компьютере, чтобы избежать искажений. Получая производные, которые характеризуют все особенности формы сигнала, необходимо поочерёдно изменять в фильтре частоты среза. При этом необходимо установить значение , . верхней частоты среза пропорционально уменьшает соотношение сигнал - шум. Поэтому установления истинной, той, что требуется для получения неискажённого сигнала, полосы пропускания, не всегда удаётся достичь. При этом сигнал может «уто-» .

Процедура нормирования сигнала - это компромисс между получением динамического диапазона и достоверностью получаемой информации. На практике трудно получить «красивый» сигнал, не искажая его диагностические критерии. Попытки использования в графическом виде производных в последнее время всё чаще встречаются в медицинской литературе. Однако они не учитывают отмеченного, поэтому судить о их возможностях в повышении достоверности диагноза не пред.

Положительным примером может служить разработка измерителя давления

1. -

водных удалось открыть новое явление - интерференцию волн артериального давления в окклюзионном кровотоке, что впервые позволило моделировать процесс измерения не только в гипотетической модели, но и на практике. А это позволило также впервые создать прибор, достоверно измеряющий артериальное давление косвенным методом с использованием манжеты. Впервые, в нём с помощью производных анализируется процесс образования стоячих волн на протяжении всего периода деком, -

ты равенства окклюзионного и артериального давлений. Во всех других серийно выпускаемых аналогичных приборах критериями измерения является фиксированный порог электронного компаратора. Это позволяет говорить только о приблизительных . -

нометры. Сам же процесс измерения накладывает много ограничений, которые необходимы для получения статистически достоверных результатов.

На рис. 1 приведена синхронная запись первой и второй производных от

пульсаций в месте окклюзии при измерении артериального давления. Вторая произ-

водная характеризует интерференцию волн артериального давления между падающей и отражённой от места окклюзии. Прошедшая часть волны, давление которой

,

. -

ная. Все каналы записи метрологически обеспечены.

В медицине задача описания биофизических процессов в окклюзионном кровотоке не могла быть решена на протяжении ста лет. Только использование описанной методики позволило её решить.

1 Руденко ММ., Алексеев В.Б., Мацюк С.А. Биофизические явления в системе кровообращения при косвенном измерении артериального давления и анализ приборов для его измерения // Мед. техника. 1986. 5. С.26 - 35.

Рис.1. Синхронная запись декомпрессионного окклюзионного давления (а): осциллограммы (б), первой производной (в), второй производной (г), части второй производ-

( ) ( )

, -ференцирования в медицине связано с неоднозначным пониманием того, что харак-, .

Отметим, что первая производная показывает изменение энергии, форми. , ,

.

Вторая производная показывает изменение амплитудных характеристик сигнала при взаимодействии с внешними факторами.

, -цине связано с широким использованием математического дифференцирования.

КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ ХРОНИЧЕСКОГО БРОНХИТА У ЛИКВИДАТОРОВ АВАРИИ НА ЧАЭС

Л.Г. Селихова, И.В. Редчиц, С .И. Треумова, А. А. Коломиец

Последствия облучения, полученные ликвидаторами аварии на ЧАЭС, до сегодняшнего дня сказываются на состоянии органов и систем человека, в том числе и .

частиц ингаляционным путём.

Уже в первые часы работы на заражённом радиацией участке ликвидаторы ощущали сухой кашель, першение в горле, осиплость голоса. Динамическое наблюдение над 110 ликвидаторами аварии на ЧАЭС показало, что у 44(40%) человек на 10 ( ), . . -

.

Особенностями ХБ у ликвидаторов аварии на ЧАЭС было то, что преобладала его хроническая обструктивная форма (75%). Клинически преобладал сухой кашель (96,7%), одышка (88,6%), хрипы в грудной клетке (72,7%). Объективно наблюдались коробочный оттенок легочного звука (65,9%), ослабленное везикулярное дыхание (59,0%), низкотональные сухие свистящие хрипы (59,0%), что свидетельствует о преимущественном поражении мелких бронхов.

Лабораторно у больных ХБ выявлено увеличение числа эритроцитов и гемоглобина как результат выраженной гипоксии. Вне обострения заболевания измене, .

Изучение показателей иммунологической реактивности свидетельствует о том, что у больных ХБ было снижено содержание Т- и В-лимфоцитов. Так, количество Т-лимфоцитов было равно 42,5± 1,8%, у больных ХБ, не получавших облучения (контрольная группа) - 60,4±1,9% (Р <0,05), количество В-лимфоцитов - 12,4±0,8%, в контрольной группе - 19,6±0,3% (Р<0,05). Одновременно концентрация ^А оказалась в 2 раза ниже у больных ХБ основной группы, а содержание и - повы-

.

При исследовании антиоксидантной обеспеченности аскорбатом токоферо-

, -

,

- .

Выявленный дисбаланс иммунологической реактивности и антиоксидантной обеспеченности требует индивидуальной коррекции выявленных изменений у больных этой группы, назначая мефенаминовую кислоту по 0,25 г три раза в день после еды в течение 10 дней, лаферон, спленин, метацил, нуклеинат натрия, преднизолон, антиоксиданты прямого и непрямого действия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.