Применение метода вейвлет-кодирования для сжатия и реконструкции физиологической информации, передаваемой по каналу радиотелеметрии
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ый анализ кардиосигнала совместно с физиологическими показателями дает возможность обнаружить наличие и, прежде всего, предрасположение к тому или иному заболеванию. По этой причине столь важно, чтобы процесс регистрации физиологического сигнала, последующая его передача (т.е. неизбежное сопутствующее преобразование) и анализ были произведены наиболее щадящими и сохранными методами по отношению к входному сигналу независимо от его типа и формы - ведь количество физиологических показателей человека и животных чрезвычайно велико и с развитием биологической науки общее число физиологических, биохимических, биофизических показателей, как и количество биомедицинских параметров ускоренно возрастает. В табл. 1 [1] представлены основные физиологические показатели, подлежащие первичному преобразованию или приему до ввода в измерительно-информационные системы.
Таблица 1. Основные физиологические показатели, подлежащие первичному преобразованию.
Физиологические показателиДиапазон частот, ГцВеличина биосигнала, мкВВид приемного устройства1234Электрокардиосигнал (ЭКС) Фонокардиография (ФКГ) Электрокимография (ЭКИ) Баллистокардиография (БКГ) Динамокардиография (ДКГ) Реокардиография (РКГ) Ультрозвуковая кардиография (УКГ) Ультрозвуковая вальвулокардиография (УВГД) Пульсовая осцилляция при регистрации артериального давления (АД) Регистрация АД по тонам Короткова Регистрация АД прямым методом Регистрация венозного давления прямым методом (ФД) Флебография (венный пульс) Объемная скорость крово-тока0,3 - 300 20-1000 1-10 0,1-30 0,1-30 0,3-30 0,5 - 10 0,5 - 10 0,3 - 10 0,3 - 10 0,1 - 20300 - 3000 100-1000 500-2000 100 - 104 100 - 104 100 - 2000 104 - 105Электроды Датчики Датчики Датчики Датчики Электроды Датчики Датчики Датчики Датчики ДатчикиЛинейная скорость кровотока Температура крови в полости сердца и сосудах Температура кожного покрова Температура в полости пищевода и желудка Электроэнцефалограмма Альфа-ритм Бета-ритм Гамма-ритм Дельта-ритм Тета-ритм Электромиограмма (ЭМГ) Электронистагмограмма Элекроокулограмма (ЭОГ) Пневмограмма (ПГ) Объемная сфигмограмма Электроплетизмограмма Импедансная плетизмография Электроретигография Внутриглазное давление Легочная вентиляция Кожно-гальванический рефлекс (КГР) По Тарханову По Фере Перемещение кожного по-крова Контактное давление Вибрационное смещение Вибрационная скорость Вибрационное ускорение Статическое давление мор-ской воды при движении животных Перемещение кожного по-крова морских животных при движении Скоростной напор в погра-ничном слое при движении морских животных0,1 - 20 8-13 14-35 30-80 0,5-3 4-7 0,1-1000 3-7 0,1-3 0,1-10 0,3-30 0,3-30 0-10 0,1-20 0,1-200 0,1-10 0,1-10 0,5-100 5-1000 5-1000 5-100 до 50 1-500 до 500104 - 105 100 - 5000 100 - 5000 100-1000 20-100 5-30 2-10 10-80 20 и более 20-3000 20-100 20-200 20-100 20-100 30-400 100-10000 100-50000 100-2000 100-104 100-104 зависит от типа ДБИ 100-104 100-104 100-104То же Катетерные датчики Датчики Датчики Электроды Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики-электроды Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики Датчики для гидробиони-ческих исследова-ний
1.5 Принципы передачи регистрируемой физиологической информации от биообъекта к средствам обработки
Передача различных медико-биологических сигналов от биообъекта к стационарному комплексу, который в настоящее время базируется на основе персонального компьютера, является достаточно сложной технической задачей. Для передачи подготовленной информации в существующих стандартах, необходимо наличие кабелей, которые загромождают помещения, через которые осуществляется передача. Кроме того, окружение биообъекта техническим оборудованием и кабелями связи нарушают комфортное состояние биообъекта, увеличивают стоимость требуемых технических средств. Элементы связи (кабели) существенно ограничивают возможности регистрации, при размещении пациента, привязывая его к оборудованию в непосредственной близости к оборудованию. Это может вносить психологический дискомфорт и изменять состояние оцениваемых функциональных систем организма. Кроме того, кабели, связывающие пациента с оборудованием, питающимся от сети переменного тока, являются источником потенциальной опасности поражения электрическим током, что недопустимо. Освобождение от таких кабелей также является актуальной задачей, обусловленной необходимостью обеспечить электробезопасность пациента в соответствии с достаточно жёсткими нормами ГОСТа Р50267.0-92.
Связь специализированных аппаратных средств с персональным компьютером должна быть простой, без вмешательства в аппаратные средства компьютера. С этой целью предложено использовать стандартный последовательный порт типа COM или USB, который с одной стороны обладает необходимым быстродействием, а с другой стороны позволяет организовать передачу данных с минимумом аппаратных затрат на схему интерфейса.
Анализ предъявленных требований к средствам связи показывает, что для минимизации указанных недостатков при множественной одновременной регистрации физиологической информации необходимо осуществлять обмен информацией путём последовательной передачи накопленных за достаточно короткий интервал времени данных из совокупности устройств регистрации по запросу персонального компьютера. Такая задача может быть решена путём использования каналов телеметрической связи, в которых носителем информации являются не физические линии связи (провода), а физические поля.
Основными предпосылками для применения технологий телеметрии являются:
необходимость получения вектора