Фазовый анализ кривых скорости кровотока по данным временных рядов сигнала доплеровской флоуметрии

Н.С. Коннова; М.А. Басараб; Д.А. Басараб; Д.Д. Мациевский

Фазовый анализ кривых скорости кровотока по данным временных рядов сигнала доплеровской флоуметрии

Н.С. Коннова¹, М.А. Басараб², Д.А. Басараб³, Д.Д. Мациевский⁴

научная статья Страницы: 16-29

¹ аспирант, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
² д.ф.-м.н., Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
³ к.м.н., Центр сердечно-сосудистой хирургии ОГБУЗ «Белгородская областная клиническая больница Св. Иоасафа»
⁴ к.т.н., ГУ НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН (Москва)

Ключевые слова: цифровая обработка сигнала фазовый анализ кровотока кластерный анализ кривая скорости кровотока коронарный кровоток

Аннотация

Рассмотрено применение методов цифровой обработки сигнала доплеровского датчика скорости кровотока для диагностики состояний сердечно-сосудистой системы, включая методы нелинейной динамики и вейвлет-анализа. Особое внимание уделено качественному и количественному фазовому анализу коронарного кровотока человека и расчету параметров кровотока на основе данных разбиения по фазам сердечного цикла. Приведено подробное описание алгоритма фазового анализа кривых кровотока на основе кластерного анализа, который может быть произведен в отсутствие других данных, синхронизированных с линейной скоростью кровотока.

Для цитирования

Коннова Н.С., Басараб М.А., Басараб Д.А., Мациевский Д.Д. Фазовый анализ кривых скорости кровотока по данным временных рядов сигнала доплеровской флоуметрии // Биомедицинская радиоэлектроника. 2014. № 11. С. 16–29.

Список источников

Сайт «БИОСС - медицинские системы». URL: http://www.bioss.ru/.
Мациевский Д.Д., Тимкина М.И., Басараб Д.А. Изучение гемодинамики ультразвуковыми контактными и внутрисосудистыми датчиками кровотока [Фильм]. М.: МЕДИНФОРМФИЛЬМ РАМН. 2010.26 мин.
Сайт «Medistim ASA - Combining TTFM with ultra sound imaging in vascular, cardiac surgery». URL: http://medistim.com/.
Кавасама Р.А., Кузнецов А.А., Сушкова Л.Т. Автоматизированный анализ и обработка электрокардиографических сигналов. Методы и система. М.: Сайнс-пресс. 2006. 144с.
Головко В.А., Савицкий Ю.В., Чумерин Н.Ю. Нейросетевой метод оценки спектра Ляпунова по наблюдаемым реализациям. // Вестник Брестского государственного технического университета. Сер. Машиностроение, автоматизация, ЭВМ. 2002. № 4(16). С. 47 - 51.
Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б., Подлазов А.В. Нелинейная динамика. Подходы, результаты, надежды. М.: Либроком. 2011. 280 с.
Петерс Э. Фрактальный анализ финансовых рынков. М.: Интернет-Трейдинг. 2004. 304 с.
Шелухин О.И., Осин А.В., Смольский С.М. Самоподобие и фракталы. Телекоммуникационные приложения. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. 368 с.
Витязев В.В. Вейвлет-анализ временных рядов. Учебное пособие. Спб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2001. 58 с.
Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. М.: ДМК Пресс. 2005. 304 с.
Басараб М.А., Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Яковлев В.П. Цифровая обработка сигналов на основе теоремы Уиттекера-Котельникова-Шеннона. М.: Радиотехника. 2004. 72 с.
Коннова Н.С. Цифровая обработка сигналов допплеровского датчика объемной скорости кровотока в условиях переходных процессов в микроциркуляторном русле // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012, №12. DOI: 10.7463/1212.0506267.
Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. Спб.: Питер. 2000. 256с.
Агаджанян Н. А., Власова И. Г., Ермакова Н. В., Торшин В. И. Основы физиологии человека: Учебник. Изд. 3-е, перераб. и доп. / под ред. Н.А. Агаджаняна. Т.1. М.: РУДН. 2007. 443 с.
Hemodynamic Waveforms Interpretation / B. Morgan // Critical Care Concepts. 2005. September 18.
Басараб М.А., Басараб Д.А., Коннова Н.С, Мациевский Д.Д. Методы нелинейной динамики и вейвлет-анализа в цифровой обработке сигнала ультразвукового датчика кровотока // Сб. «Проблемы создания в России биосенсорных систем, используемых для лечения и непрерывной диагностики социально-значимых заболеваний» / под ред. А.А. Балякина. М.: Два капитана. 2013. Т. 2. С. 97 - 102.
Басараб М. А., Коннова Н. С., Басараб Д. А., Мациевский Д. Д. Применение методов нелинейной динамики для анализа формы кривой сигнала ультразвукового датчика линейной скорости кровотока // Материалы Международной научно-практической конференции «Биотехнологии и качество жизни». 18-20 марта 2014 г. Москва. М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии». РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2014. С. 190 - 191.
Konnova N. S., Basarab M. A. Digital signal processing of blood flow volume velocity Doppler sensor based on nonlinear dynamics methods // Proc. of the Tenth Intern. Conf. «Computer Data Analysis and Modeling: Theoretical and Applied Stochastics». Minsk. Sept. P. 10-14. 2013. V. 2. Minsk: Publ. center of BSU. 2013. P. 114 - 117.
Сайт «Российская ассоциация специалистов функциональной диагностики». URL: http://www.rasfd.com/index.php-productID=583.
Hankei Shin, Ryohei Yozu, Atsuhiro Mitsumaru, Yoshimi Iino, Kenichi Hashizume, Toru Matayoshi, Shiaki Kawada Intraoperative assessment of coronary artery bypass graft: transit-time flowmetry versus angiography // The Annals of Thoracic Surgery. 2001. V.72. Issue 5. P. 1562 - 1565.

[1] Сайт «БИОСС - медицинские системы». URL: http://www.bioss.ru/.

[2] Мациевский Д.Д., Тимкина М.И., Басараб Д.А. Изучение гемодинамики ультразвуковыми контактными и внутрисосудистыми датчиками кровотока [Фильм]. М.: МЕДИНФОРМФИЛЬМ РАМН. 2010.26 мин.

[3] Сайт «Medistim ASA - Combining TTFM with ultra sound imaging in vascular, cardiac surgery». URL: http://medistim.com/.

[4] Кавасама Р.А., Кузнецов А.А., Сушкова Л.Т. Автоматизированный анализ и обработка электрокардиографических сигналов. Методы и система. М.: Сайнс-пресс. 2006. 144с.

[5] Головко В.А., Савицкий Ю.В., Чумерин Н.Ю. Нейросетевой метод оценки спектра Ляпунова по наблюдаемым реализациям. // Вестник Брестского государственного технического университета. Сер. Машиностроение, автоматизация, ЭВМ. 2002. № 4(16). С. 47 - 51.

[6] Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б., Подлазов А.В. Нелинейная динамика. Подходы, результаты, надежды. М.: Либроком. 2011. 280 с.

[7] Петерс Э. Фрактальный анализ финансовых рынков. М.: Интернет-Трейдинг. 2004. 304 с.

[8] Шелухин О.И., Осин А.В., Смольский С.М. Самоподобие и фракталы. Телекоммуникационные приложения. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. 368 с.

[9] Витязев В.В. Вейвлет-анализ временных рядов. Учебное пособие. Спб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2001. 58 с.

[10] Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. М.: ДМК Пресс. 2005. 304 с.

[11] Басараб М.А., Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Яковлев В.П. Цифровая обработка сигналов на основе теоремы Уиттекера-Котельникова-Шеннона. М.: Радиотехника. 2004. 72 с.

[12] Коннова Н.С. Цифровая обработка сигналов допплеровского датчика объемной скорости кровотока в условиях переходных процессов в микроциркуляторном русле // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012, №12. DOI: 10.7463/1212.0506267.

[13] Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. Спб.: Питер. 2000. 256с.

[14] Агаджанян Н. А., Власова И. Г., Ермакова Н. В., Торшин В. И. Основы физиологии человека: Учебник. Изд. 3-е, перераб. и доп. / под ред. Н.А. Агаджаняна. Т.1. М.: РУДН. 2007. 443 с.

[15] Hemodynamic Waveforms Interpretation / B. Morgan // Critical Care Concepts. 2005. September 18.

[16] Басараб М.А., Басараб Д.А., Коннова Н.С, Мациевский Д.Д. Методы нелинейной динамики и вейвлет-анализа в цифровой обработке сигнала ультразвукового датчика кровотока // Сб. «Проблемы создания в России биосенсорных систем, используемых для лечения и непрерывной диагностики социально-значимых заболеваний» / под ред. А.А. Балякина. М.: Два капитана. 2013. Т. 2. С. 97 - 102.

[17] Басараб М. А., Коннова Н. С., Басараб Д. А., Мациевский Д. Д. Применение методов нелинейной динамики для анализа формы кривой сигнала ультразвукового датчика линейной скорости кровотока // Материалы Международной научно-практической конференции «Биотехнологии и качество жизни». 18-20 марта 2014 г. Москва. М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии». РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2014. С. 190 - 191.

[18] Konnova N. S., Basarab M. A. Digital signal processing of blood flow volume velocity Doppler sensor based on nonlinear dynamics methods // Proc. of the Tenth Intern. Conf. «Computer Data Analysis and Modeling: Theoretical and Applied Stochastics». Minsk. Sept. P. 10-14. 2013. V. 2. Minsk: Publ. center of BSU. 2013. P. 114 - 117.

[19] Сайт «Российская ассоциация специалистов функциональной диагностики». URL: http://www.rasfd.com/index.php-productID=583.

[20] Hankei Shin, Ryohei Yozu, Atsuhiro Mitsumaru, Yoshimi Iino, Kenichi Hashizume, Toru Matayoshi, Shiaki Kawada Intraoperative assessment of coronary artery bypass graft: transit-time flowmetry versus angiography // The Annals of Thoracic Surgery. 2001. V.72. Issue 5. P. 1562 - 1565.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи