Министерство науки и образования Российской Федерации
| Вид материала | Реферат |
- Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
- Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное научное, 1938.46kb.
- Министерство образования и науки российской федерации «утверждаю» Минобрнауки России, 7940.78kb.
- Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
- Государственная программа Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 2015 годы, 1560.95kb.
- Вторая всероссийская научно-практическая конференция «Рынок образования и рынок труда:, 36.95kb.
- Реферат по дисциплине «Методология программной инженерии» Тема: «case технологии разработки, 116.96kb.
- Министерство образования и науки Российской Федерации, 427.21kb.
- Министерство министерство образования и науки информационных российской федерации технологий, 47.51kb.
- Правительства Российской Федерации от 11 июля 2005 г. №422. Государственным заказчиком, 268.73kb.
Министерство науки и образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение Московской области
Международный университет природы, общества и человека “Дубна”
филиал «Протвино»
Дипломная работа
Тема _ Создание программного обеспечения для предобработки сигналов____
электрокардиограммы__________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
ФИО студента___ Якушкина Лидия Сергеевна ____________________________
Группа ___ ПС052_____ Специальность 230105.65 – «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»
Выпускающая кафедра Информационные технологии
Руководитель работы ____________________ /проф. Соколов А.А. /
Консультант (ы) __________ ____ / /
__________________ /____________________/
__________________ /____________________/
Рецензент __________ ____ / /
Дипломная работа допущена к защите «_____» ___________2010г.
Заведующий кафедрой ____________/____________/
Протвино
2010г.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 2
1.1.Основные понятия структуры сердца 6
1.2 Проводящая система сердца 9
1.3 Электрофизиология сердца 11
1.3.1 Состояние покоя клетки 11
1.3.2 Деполяризация и реполяризация 11
1.4 Регистрация электрокардиограммы 14
1.4.1 Отведения электрокардиограммы 15
1.4.2 Компоненты электрокардиограммы 17
1.4.3 Бумага кардиограммы 18
1.4.4 Диагностика выделения признаков 19
1.4.5 Выделение признаков 19
1.4.6 Помехи при регистрации электрокардиограммы 20
1.5 Подходы к анализу сигналов 22
1.5.1 Краткий обзор преобразования Фурье 22
1.5.2 Вейвлет-преобразование 23
1.5.3 Основы вейвлет-преобразования 24
1.5.4 Достоинства и недостатки вейвлетных преобразований. 32
1.5.5 Аналоговые и цифровые фильтры. 32
1.6 Сжатие электрокардиограммы 34
1.7 Среда программирования 37
1.8 Выводы по первой главе 44
ГЛАВА 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 45
2.1 Нахождение QRS комплекса 46
2.2 Фильтр Lowpass 47
2.3 Нелинейное преобразование 49
2.4 Пороговая Функция 50
2.5 Проверка алгоритма 52
2.6 Выводы по второй главе 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ A 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день одним из самых распространенных методов диагностики и распознавания сердечнососудистых заболеваний является электрокардиография. Сигнал ЭКГ характеризуется набором зубцов, по временным и амплитудным параметрам которых ставится диагноз. До недавнего времени процедуру нахождения характеристик зубцов выполнял врач-кардиолог, использую при этом только чертежные принадлежности. Такая схема достаточно проста и надежна, но требует много времени, и она работала в течение долгого времени из-за отсутствия альтернативных подходов к решению данной задачи.
В настоящее время ни одна область экспериментальной, клинической или профилактической медицины не может успешно развиваться без широкого применения электронной медицинской аппаратуры. Инструментальные методы исследований и контроля используются в космической и подводной физиологии, спортивной и экстремальной медицине, сложных видах хирургического вмешательства. Задачи инженерно-психологической экспертизы при проектировании сложных управляющих комплексов, связанные с текущей диагностикой состояния организма человека-оператора, также не могут решаться без использования электронной диагностической аппаратуры.
Сравнение эффективности различных диагностических методов показывает, что наиболее полезная информация о функционировании внутренних органов и физиологических систем организма содержится в биоэлектрических сигналах, снимаемых с различных участков под кожным покровом или с поверхности тела. Прежде всего, это относится к электрической активности сердца, электрическому полю головного мозга, электрическим потенциалам мышц.
Обобщенно любое электрофизиологическое исследование представляется тремя последовательными этапами: съем, регистрация и обработка сигналов биоэлектрической активности. Специфические особенности, присущие конкретному методу реализации каждого из этапов, определяют комплекс требований и ограничений на возможную реализацию остальных. На протяжении нескольких десятилетий достоверность получаемых результатов ограничивалась техническими возможностями средств регистрации и отображения информации. Это сдерживало развитие методов автоматической обработки биоэлектрических сигналов. Последнее десятилетие, характеризующееся бурным развитием микроэлектроники и средств вычислительной техники, позволяет, с одной стороны, практически исключить инструментальные искажения, а с другой – применять методы цифровой обработки сигналов, реализация которых была ранее невозможна.
Особое место среди электрофизиологических методов диагностики занимает измерение и обработка электрокардиосигнала. Это связано с тем, что электрокардиограмма является основным показателем, который в настоящее время позволяет вести профилактический и лечебный контроль сердечнососудистых заболеваний. Эффективности электрокардиографических методов диагностики способствует развитая и устоявшаяся система отведений и широкое использование количественных показателей ЭКГ.
С развитием компьютеров стали появляться специализированные комплексы, позволяющие выявлять сердечные заболевания, на основе автоматизированного анализа временных параметров ЭКГ. На сегодняшний день известны разработки фирм MedIT, Innomed Medical Co. Ltd. и другие. Кардиографы этих компаний выполняют основные операции, необходимые для работы в реальных условиях. Программное обеспечение является одной из частей кардиографической системы. Оно обеспечивает фильтрацию сигналов, анализ данных и постановку диагноза на основе временных параметров ЭКГ. Дипломная работа посвящена изучению вопроса идентификации особенностей ЭКГ, как одного из шагов комплексного анализа сигнала. Это весьма важный этап, так как допущение здесь ошибки сильно сказывается на врачебном заключении.
Целью дипломной работы является разработка программного обеспечения для предобработки сигналов электрокардиограммы.
В ходе дипломной работы решались следующие задачи:
1. рассмотрение анатомии и электрофизиологии сердца;
2. рассмотрение компонент электрокардиограммы;
3. рассмотрение шумов, возникающих при регистрации ЭКГ;
4. реализация метода нахождения QRS комплекса.
Для этого сигнад ЭКГ пропускается через:
- “lowpass” фильтр;
- разностный фильтр;
- фильтр интегрирования;
- пороговый фильтр.
Дипломная работа состоит из введения, теоретической части, практической части, заключения и списка использованной литературы. Во введении дается обоснование актуальности исследуемой проблемы, описывается цель и задачи выполняемой работы. В теоретической части описываются предметная область и средства разработки. В практической части показан ход работы: от сбора и анализа информации до получения готового программного продукта. В заключении подводятся итоги выполненной работы.
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ