CC BY
129
МИС-2002
Аппаратные и программные средства медицинской диагностики и терапии
УДК 681.325.5:615.47
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СИГНАЛА ПУЛЬСОКСИМЕТРА
А.Н. Калиниченко, М.А. Синицына
Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ», Кафедра Биомедицинской Электроники и Охраны Среды, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 5, т.
(812) 325-25-27, e-mail: info@biosignal.ru
Как известно, важным диагностическим и прогностическим показателем в анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии является степень насыщения циркулирующей крови кислородом, который определяется как коэффициент сатурации. Для определения коэффициента сатурации неинвазивным методом применяются пульсовые оксиметры. Ключевым при разработке пульсовых оксиметров являются выбор и реализация алгоритма обработки и анализа сигнала с целью определения коэффициента сатурации SpO2. В работе предлагается и исследуется алгоритм для автоматической обработки и анализа сигнала пульсового оксиметра.
Для съема сигналов использовался пульсовой оксиметр с преобразователем напряжение-напряжение. Задачей была разработка и исследование алгоритма обработки и анализа сигнала пульсоксиметра. Алгоритм состоит из двух частей: обработка сигнала и его анализ. В обработку входит: адаптивный фильтр сетевой наводки, фильтры нижних частот и уменьшение частоты дискретизации сигнала в 4 раза. В анализ обработанного сигнала входит: определение RR-интервала и ширины волны, определение эталонной волны и собственно анализ сигнала для определения коэффициента сатурации. Последний заключается в следующем: выделяется волна сигнала и рассчитывается коэффициент корреляции между ней и эталонной волной. Если этот коэффициент корреляции удовлетворяет пороговому коэффициенту корреляции (0.8), то производится усреднение эталонной волны и вычисление нового коэффициента сатурации. Если же нет, то коэффициент сатурации остается прежним. Данными в работе являлись 13 записей сигналов пульсоксиметра снятых с людей разного пола и возраста. По результатам тестирования алгоритма были получены следующие данные: стандартное отклонение кривой коэффициента сатурации эталонного сигнала - 0.0014002; стандартное отклонение кривой коэффициента сатурации сигнала с шумом при отношении сигнал/шум равном: 30% - 0.0036969; 25% - 0.0061203; 15% -0.0067236. Разница между стандартным отклонением кривой коэффициента сатурации эталонного сигнала и стандартным отклонением кривой коэффициента сатурации сигнала с шумом и максимальная ошибка кривой коэффициента сатурации сигнала с шумом относительно кривой коэффициента сатурации эталонного сигнала при отношении сигнал/шум равном: 30% - 0.0022967; 25% -
0.0047201; 15% - 0.0053234.
В заключении можно сказать, что разработанный алгоритм
Известия ТРТУ Тематический выпуск
дает удовлетворительные результаты даже на очень зашумленных сигналах. Дальнейшим усовершенствованием данного алгоритма будет разработка алгоритма для определения частоты пульса по сигналу пульсоксиметра.
УДК 576.3
РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ДАТЧИКА ПРИ
ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ
А.В. Козлов
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), 197198, Россия, Санкт-петербург, ул. Проф. Попова, Тел. +7 (812) 234-30-12, 234-31-12; тел/факс +7 (812) 234-01-33;
E-mail: bme@eltech.ru, alexandr_kozlov@mailru
Исследуем возможности разработанной системы, описанной в [1, 2] при определении сигналов принадлежащих одной или нескольким «совпавшим» клеткам, находящихся в измерительном капилляре (ИК) проточной системы для цитометрирования.
Будем исходить из предположения, что в исследуемой взвеси находится Q пересекающихся компонент
fi (л) • fj (л) * 0; / * j; i,j = 1,..., Q,
где f(л) и f. (л) - плотности вероятности распределения клеток по исследуемому параметру для i и j компонент, соответственно.
Предположим, что на выходе любого из датчиков системы наблюдается стационарная последовательность импульсов, каждый из которых принадлежит клетке определенного диаметра. При этом возникают следующие задачи оптимизации:
1. Выбор параметров подсистемы цифровой обработки и передачи данных;
2. Минимизация ошибок при отборе Q групп клеток (при условии «совпадения» отдельных клеток).
Разобьем интервал возможных амплитуд сигналов от клеток на Q каналов. Проведя цитометрирование исследуемой взвеси, получим выборку у,...уп, распределенную по каналам следующим образом:
