Т.А. Витязева1

1 Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина (г. Рязань, Россия)

Постановка проблемы. Одной из приоритетных задач в современном обществе является забота о сохранении здоровья человека. Внимание ученых, в том числе в сфере технических наук, все более приковано к вопросам здравоохранения. Перспективным методом неинвазивной оценки функционального состояния организма человека считается анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). Этому вопросу посвящено большое число научных работ, но остаются вопросы повышения точности вырабатываемых оценок, учета индивидуальных особенностей организмов, сложности технической реализации предлагаемых методов.

Цель работы – повышение достоверности оценки влияния сигнала дыхания на ритм сердца за счет обеспечения синхронизации регистрации сигналов дыхания и ритма сердца при существенном снижении вычислительных затрат за счет применения метода многоскоростной обработки сигналов и реализация предложенной структуры на цифровом процессоре отечественного производителя с оценкой времени обработки и затрат памяти.

Результаты. Предложены метод и алгоритмы многоскоростной и совместной обработки сигналов электрокардиограммы и дыхания, а также способ согласованной регистрации электрокардиосигнала и сигнала дыхания. Показано, что применение предложенных подходов способно в десятки тысяч раз сократить вычислительные затраты и расширить функциональные возможности анализа ВСР на случаи индивидуальных особенностей организмов отдельных групп людей.

Практическая значимость. Предложенные метод и алгоритмы многоскоростной совместной обработки сигнала дыхания и сигнала ритма сердца при анализе ВСР позволяют расширить возможности диагностики для людей, отличающихся особенностями здоровья.

Витязева Т.А. Методы многоскоростной обработки сигналов в задачах анализа вариабельности сердечного ритма // Биомедицинская радиоэлектроника. 2022. T. 25. № 4. С. 79-86. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202204-10

1. https://iz.ru/808559/elina-khetagurova/otleglo-ot-serdtca-smertnost-ot-bolezni-nomer-odin-rekordno-snizilas Известия, дата обращения 28.11.2019
2. Task Force of the European Society of Cardiology and North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use // Circulation. 1996. V. 93(5). P. 1043–1065.
3. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменения сердечного ритма при стрессе. М.: Наука. 1984. 221 с.
4. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (Ч. 1) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65–86.
5. Гуржин С.Г., Калакутский Л.И., Федотов А.А. Методика оценки эластических свойств сосудов на основе анализа вариабельности сердечного ритма // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 8. С. 54–59.
6. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. Иваново. 2000. 200 с.
7. Бабунц И.В., Мириджанян Э.М., Машаех Ю.А. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма. Ставрополь. 2002. 112 с.
8. Londhe A.N., Atulkar M. Heart Rate Variability: A Methodological Survey: International Conference on Intelligent Sustainable Systems. 2019. P. 57–63.
9. Патент № 2440023 (РФ). Способ выявления периодических составляющих в ритме сердца / Л.В. Демина, О.В. Мельник,
   А.А. Михеев.
10. Витязева Т.А., Михеев А.А. Применение многоскоростной обработки сигналов в задачах анализа вариабельности сердечного ритма // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2014. № 3 (вып. 49). С.14–21.
11. Витязев В.В. Многоскоростная обработка сигналов. М.: Горячая линия – Телеком. 2017. 336 с.
12. Витязев В.В. Цифровая частотная селекция сигналов. М.: Радио и связь. 1993. 240 с.
13. Витязев В.В., Витязев С.В., Зайцев А.А. Многоскоростная обработка сигналов: ретроспектива и современное состояние
    (Ч. 1) // Цифровая обработка сигналов. 2008. № 1. С. 12–21.
14. Витязева Т.А., Витязев С.В., Михеев А.А. Оптимальное проектирование фильтра анализа вариабельности сердечного ритма // Цифровая обработка сигналов. 2015. № 2. С.18–22.
15. Патент № 2392848 (РФ). Способ диагностики стресса у человека / М.М. Лапкин, Р.П. Карасёв.
16. Vityazeva T., Vityazev S., Mikheev A. Synchronization of Heart Rate and Respiratory Signals for HRV Analysis, 2018 7th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO). 2018. P. 549–552.
17. Патент № 2722263 (РФ). Способ формирования синхронизованных последовательностей кардиоритмограммы и пневмограммы и устройство для его осуществления / Т.А. Витязева, А.А. Михеев.
18. http://www.milandr.ru
19. Витязева Т.А. Реализация оптимальной многоскоростной обработки кардиосигнала на процессоре 1967ВН028 АО "ПКК "Миландр" в целях анализа вариабельности сердечного ритма // Биомедицинская радиоэлектроника. 2021. Т. 24. № 4. С. 83–88.