CYBER SYSTEM TECHNICAL IMPLEMENTATION OF THE COMPLEX
Authors: Дудин С А. , Занданова Г И. , Цыбиков А С. 
Published: February 2022

Постановка задачи: разработка технических средств регистрации и передачи пульсового сигнала, оценка критериев и факторов неискаженной  регистрации пульсового сигнала. Целью работы является анализ различных методов получения пульсового сигнала, выявление причин и факторов, препятствующих высокоточной передаче контура пульсового сигнала, разработка технических средств, позволяющих устранить возникающие сложности. Также исследуется возможность стандартизации регистрации пульсовых сигналов и иных биофизических параметров организма с целью получения высокоточного отображения контура изменений кровотока, необходимого для дальнейшего биофизического и медицинского анализа с диагностическими целями. Используемые подходы: проведение сравнительного анализа характеристик датчиков и выбор оптимального варианта схемотехнических решений регистрации пульсового сигнала; разработка устройств регистрации с минимальными погрешностями и искажениями сложного многочастотного нелинейного сигнала, которым является пульсовой сигнал.. Результат: показано, что в настоящее время технический уровень не позволяет достигать высокоточной регистрации пульсового сигнала из-за его высокой нелинейности и многочастотности. Оптимальным способом для получения пульсового сигнала в настоящее время является фотоэлектрический с исключением нелинейных компонентов в цепях передачи пульсового сигнала. По результатам этих исследований разработана техническая (аппаратная) часть киберсистемы. Новизна: всесторонний анализ проблемы регистрации пульсового сигнала позволил выработать основные требования к аппаратной части киберсистемы для получения высокоточного отображения контура пульсового сигнала. Практическая значимость: получение высокоточного отображения контура пульсового сигнала дает возможность проводить оценку изменений кровотока с диагностическими целями, как в стационарных, так и в мобильных условиях.

Research objective: develop hardware for pulse signal registration and transmission, assess pulse signal undistorted registration criteria and factors. Purpose: review different methods used to obtain a pulse signal; identify reasons and factors preventing from highly precise transmission of pulse signal contour; develop hardware allowing the difficulties to be eliminated. Also the opportunity to standardize registration of human organism pulse signals and other biophysical parameters is investigated with the purpose to obtain highly precise image of the blood stream changes contour necessary for the further biophysical and medical analysis to be used in diagnostic assessment. Methods used: comparative analysis of sensor characteristics and selection of the best design solutions for the pulse signal registration; development of registration devices with minimum errors and distortions of the pulse signal which is a complex multiple frequency non-linear signal. Result: It is shown that currently, the technical level does not allow precise pulse signal registration due to its high non-linearity and multi-frequency. Currently, the best method to obtain the pulse signal is the photoelectric one, non-linear components excluded in the pulse signal transmission circuits. In accordance with the results of this research a technical (hardware) part of the cyber system has been developed. Novelty: comprehensive analysis of the pulse signal registration problem allowed us to develop the key requirements to the cyber-system hardware necessary to obtain highly precise image of the pulse signal contour. Practical relevance: obtaining highly precise image of the pulse signal contour gives the opportunity to diagnostically assess changes in the blood stream, both in steady-state and mobile conditions.