title: Синхронная регистрация сигналов пневмограммы и кардиоритмограммы
Creators: name: ., А.А. Михеев – д.т.н., профессор, кафедра автоматизированных систем управления, Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина E-mail: maa0312@yandex.ru Т.А. Витязева – ассистент, кафедра автоматизированных систем управления; аспирант, кафедра информационно-измерительной и биомедицинской техники, Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина E-mail: vsv630@yandex.ru
Publisher: name: Издательство Радиотехника
Year: 2019

description: Постановка проблемы. При совместной обработке сигналов ритма сердца и дыхания в целях анализа состояния организма человека, если не предприняты специальные меры, отсчеты огибающей кардиоритмограммы и пневмограммы соответствуют различным моментам времени, что приводит к искажению оценки корреляционного отношения и снижению достоверности анализа. Возникает проблема синхронизации сигналов кардиоритмограммы и пневмограммы. 
Цель – нахождение на этапе регистрации сигналов кардиоритмограммы и пневмограммы процедуры их обработки, обес-печивающей максимальную синхронизированность друг с другом по времени.
Результаты. Разработана процедура выборки отсчетов сигнала дыхания, согласованная с моментами времени, опреде-ляемыми началом очередного цикла сердечных сокращений с их задержкой на время формирования очередного участка огибающей сигнала кардиоритмограммы. В этом случае для обеспечения синхронной регистрации сигналов в момент начала каждого n-го очередного цикла сердечного сокращения (кардиоцикла) берут n-й отсчет сигнала пневмограммы и за-держивают его на время до следующего (n+1)-го цикла сердечного сокращения. В этот же момент, соответствующий началу каждого n-го очередного цикла сердечного сокращения, начинают измерение длительности текущего n-го кардиоцикла. В момент начала следующего (n+1)-го кардиоцикла запоминают значение длительности предыдущего n-го кардиоцикла и запоминают значение задержанного n-го отсчета сигнала пневмограммы. Таким образом, регистрация n-го отсчета пневмограммы и значения длительности n-го кардиоцикла произойдет в один и тот же момент времени, обеспечивая формирование синхронизированных временны́х последовательностей кардиоритмограммы и пневмограммы.
С целью моделирования разработан набор программ, позволяющий сформировать последовательность моментов времени, соответствующих началам циклов сердечных сокращений, с последующим формированием отсчетов сигнала дыхания в эти моменты времени. Сигнал дыхания моделируется простым гармоническим сигналом. Сигнал на выходе детектора циклов сердечных сокращений моделируется последовательностью прямоугольных импульсов с переменной частотой. Путем моделирования показано, что предложенная согласованная регистрация сигналов пневмограммы и кардиоритмограммы позволяет существенно повысить достоверность оценки влияния дыхания на ритм сердца. Предложенный способ более чем на 10% превосходит по качеству подход, использующий дополнительную обработку, которая к тому же требует существенных вычислительных затрат. По сравнению с анализом сигналов без синхронизации выигрыш может достигать более 50%.
Практическая значимость. Предложенный способ формирования синхронизированных последовательностей кардио-ритмограммы и пневмограммы может быть использован при анализе адаптационных возможностей организма и принимаемых на их основе диагностических заключений.