КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ : КОМП'ЮТЕРИЗОВАНА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЕЛЕКТРОФІЗІОЛОГІЧНИХ СИГНАЛІВ

Краткое описание

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

ШТЕПА АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ

УДК 681.518.3

КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

05.13.05  “компьютерные системы и компоненты”

Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Научный руководитель
Чичикало Нина Ивановна
доктор технических наук,
профессор

Донецк – 2013

СОДЕРЖАНИЕ

стр.
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….... 6

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ…..…..…. 11
1.1. Обзор и анализ методов исследования электрофизиологических сигналов………………………………………..………………..…………… 11
1.2. Классификация и анализ методов исследования сердечнососуди-стой системы ….………………………………………..…………………… 15
1.3. Анализ методов обработки сигналов в медикодиагностических ин-формационно-измерительных системах……………………...……………. 18
1.4. Анализ структуры диагностических информационно-измерительных систем и принципов построения многоканальных цифровых электрокар-диографов…………………………………………………………………….. 24
1.5. Выводы к разделу 1……………………………………………………... 30
1.6. Постановка задач исследований………………………………………... 31

РАЗДЕЛ 2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА КИИС ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ.. 32
2.1. Разработка алгоритма апостериорного цифрового восстановления измерительных сигналов …………………………..……………………..... 32
2.2. Исследование амплитудных и фазовых искажений сигналов в изме-рительном канале ИИС с помощью математического моделирования…. 43
2.3. Разработка структуры измерительного канала ИИС .…………..…… 55
2.4. Вычислительные аспекты цифровой обработки электрофизиологи-ческих сигналов. …………………………………………………………….
57
2.5. Выводы к разделу 2……………………………..……….…………..… 66
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МИНИМИЗАЦИИ КРАЕ-ВЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКЕ ЭЛЕКТРО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ…...................................................

68
3.1. Анализ краевых эффектов и методов их уменьшения в восстанов-ленных электрофизиологических сигналах …………................................ 68
3.2. Разработка критериев оценки степени искажения, обусловленного эффектом Гиббса ……………………………………….…………………... 74
3.3. Моделирование краевых эффектов и оценка погрешности при циф-ровой обработке измерительного сигнала …………………………….….. 76
3.4. Оценка степени искажения, обусловленного краевыми эффектами при цифровой обработке измерительного сигнала ……………………..... 82
3.5. Разработка методики оптимизация весовой функции для цифровой обработки сигналов на основе преобразования Фурье………………….... 85
3.6. Выводы к разделу 3 ...………….……………………………….……… 88

РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОЙ ИИС ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И ОЦЕНКА ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ…………………………………...….………………. 89
4.1. Разработка модульной структуры ИИС для комплексного исследо-вания электрофизиологических сигналов……………….…........……..…. 89
4.2. Обоснование концепции структурно-алгоритмической организации КИИС ЭфС ………………………………….…...……….…………………. 92
4.3. Разработка метода цифровой обработки электрофизиологических сигналов…………………………..…………………………………………. 96
4.4. Исследование и реализация многоканальной модульной компьюте-ризированной ИИС электрофизиологических сигналов …….…………... 99
4.5. Оценка погрешностей ИИС электрофизиологических сигналов. Ис-пользование и внедрение результатов разработки. …………….…………
102
4.6. Выводы к разделу 4…………………………………………………….. 109

ВЫВОДЫ….………………………………………………………….…….. 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………….…… 114
ПРИЛОЖЕНИЕ А. …………………………….………………..……….. 127
ПРИЛОЖЕНИЕ Б………………..……………...……………………….. 133
ПРИЛОЖЕНИЕ В………………..……………...………………………... 139
ПРИЛОЖЕНИЕ Г………………..……………...…………………….….. 146
ПРИЛОЖЕНИЕ Д………………..……………...…………………….….. 149

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЦП – Аналого-цифровой преобразователь
АЧХ – Амплитудно-частотная характеристика
АФЧХ – Амплитудно-фазовая частотная характеристика
БПФ – Быстрое преобразование Фурье
КИИС – Компьютеризированная информационно-измерительная система
ФЧХ – Фазо-частотная характеристика
ФНЧ – Фильтр нижних частот
ФВЧ – Фильтр верхних частот
ЦАП – Цифро-аналоговый преобразователь
ЦОС – Цифровая обработка сигналов
ЧХ – Частотная характеристика
ЭКГ – Электрокардиограмма
ЭКС – Электрокардиосигнал
ЭфС – Электрофизиологические сигналы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Широкое распространение в клинической практи-ке имеют методы электрофизиологических исследований за счет своей инфор-мативности и хорошей воспроизводимости результатов в сочетании с мини-мальным воздействием на обследуемого. Приоритетным направлением разви-тия методологии электрофизиологических исследований сегодня становится разработка методов комплексного автоматизированного анализа, основанного на регистрации и совместном сравнительном анализе сигналов нескольких ти-пов. Многообразие и сложность форм электрофизиологических сигналов (ЭфС), трудность формализации решаемых исследовательских задач ослож-няют использование электрофизиологических методов исследований и приво-дят к необходимости оптимизации для каждой конкретной задачи как аппа-ратных так и алгоритмических решений.
В последнее время, характеризующееся высоким темпом развития мик-роэлектроники и вычислительной техники, стремление разработчиков к усо-вершенствованию привело к появлению ряда медицинских приборов для элек-трофизиологических исследований, имеющих различные передаточные харак-теристики. Это делает невозможным сопоставление результатов одновремен-ных измерений.
Следует отметить, что обозначенная проблема обусловливает потреб-ность в решении задач повышения достоверности информации о состоянии здоровья человека и перехода на более высокий уровень диагностирования при ограниченных ресурсах измерительных устройств для цифровой обработ-ки ЭфС. Подлежащие этим задачам концепции неотъемлемо связаны с совре-менными технологиями обработки информации и особенностями проектиро-вания компьютеризованных информационно-измерительных систем (КИИС), а также должны базироваться на единых методах обработки разнотипных ЭфС, которые обеспечивают получение правильных, сопоставимых, стабильных и воспроизводимых результатов измерений в рамках комплексного диагности-ческого исследования.
Решение этой задачи позволит расширить функциональные возможности и улучшить показатели эффективности приборов и систем, предназначенных для ранней диагностики и отслеживания динамики развития различных пато-логий. Поэтому тема диссертационного исследования является актуальной.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссер-тационная работа выполнена согласно тематике научно-исследовательского направления кафедры электронной техники ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет». Основные результаты работы являются неотъем-лемой частью НИР: Д-22-03 ”Разработка методологии построения аналитиче-ских приборов и ИИС низкоамплитудных параметров”, номер госрегистрации 0103U001262 и Н-11-11 ”Повышение эффективности приборов и систем”, но-мер госрегистрации 0111U007025. Соискатель в работах принимал участие в качестве исполнителя.
Цель и задачи исследования. Целью работы является расширение функциональных возможностей компьютеризированной информационно-измерительной системы электрофизиологических сигналов за счет унифика-ции структуры измерительных каналов и повышения точности путем коррек-ции искажений, вносимых при цифровой обработке.
Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:
1) анализ особенностей электрофизиологических сигналов, методов их исследования и обработки;
2) исследование искажений сигналов КИИС ЭфС, вносимых собствен-ными звеньями измерительных каналов;
3) обоснование и разработка критерия и методики оценки эффективно-сти цифрового восстановления электрофизиологического сигнала, позволяю-щей корректировать специфическую передаточную функцию каждого измери-тельного канала;
4) разработка структуры модульной КИИС ЭфС и постановка требова-ний к блокам измерительных каналов для совместных измерений в условиях комплексной медицинской диагностики;
5) анализ и оценка основных характеристик эффективности модульной КИИС ЭфС.
Объект исследования – процесс измерения и обработки разнотипных электрофизиологических сигналов компьютеризированной информационно-измерительной системой.
Предмет исследования – компьютеризированная информационно-измерительная система электрофизиологических сигналов, построенная на ос-нове разработанного модульного принципа.
Методы исследования. Проведенные теоретические исследования осно-ваны на современных методах цифровой обработки сигналов, теории сигна-лов, спектральном анализе, теории ИИС и теории восстановления сигналов. Экспериментальные исследования осуществлялись методом компьютерного моделирования с использованием современных информационных технологий.
Научная новизна полученных результатов диссертационного иссле-дования.
1. Впервые предложена модульная структура компьютеризированной ин-формационно-измерительных системы электрофизиологических сигналов с единой структурой измерительных каналов, объединенной конструктивными и информационными связями, обеспечивающая повышенную точность и эффек-тивность за счет цифровой обработки сигналов, учитывающей специфику ка-ждого сигнала.
2. Предложен критерий оценки эффективности минимизации краевых эффектов при цифровой обработке электрофизиологических сигналов, осно-ванный в отличие от известных критериев, на анализе временного представле-ния сигнала и учитывающий размер искаженной части выборки.
3. Модифицирована методика цифрового восстановления электрофизио-логических сигналов, позволяющая корректировать специфическую переда-точную характеристику каждого измерительного канала компьютеризирован-ной ИИС.
Практическое значение результатов, полученных в процессе выполне-ния работы, заключается в следующем:
1) разработана методика предварительной оценки временных затрат на реализацию алгоритма восстановления измерительного сигнала ИИС, позво-ляющий оценить параметры вычислительных средств, вводимых в состав про-ектируемой ИИС на этапе проектирования;
2) разработана методика моделирования, алгоритмическое и программ-ное обеспечение для исследования краевых эффектов (эффект Гиббса) при цифровой обработке измерительных сигналов;
3) на основе предложенной критерия и разработанной методики оценена эффективность минимизация краевых эффектов для ряда известных весовых функций;
4) разработанная методика позволяет оценивать потери информации при цифровой обработке сигналов без минимизации краевых эффектов и с мини-мизацией на основе ряда известных весовых функций;
5) результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре электрон-ной техники ДонНТУ в виде методик, алгоритмов и их программных реализа-ций.
Личный вклад соискателя в разработке подходов и методик построе-ния и использования модульного принципа построения КИИС ЭфС с унифи-цированной структурой измерительных каналов. Диссертация отражает ре-зультаты исследований, проведенных автором. Основные научные и практиче-ские результаты получены автором самостоятельно.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докла-дывались, обсуждались и были одобрены на следующих научных конференци-ях: І Міжнародна наукова конференція аспірантів та студентів «Охорона на-вколишнього середовища та використання природних ресурсів» (16-18 квітня 2002 р., м. Донецьк, Україна); Міжнародна конференція «Автоматика-2002» (16-20 вересня 2002 р., м. Донецьк, Україна); Третя наукова конференція «Приладобудування: стан і перспективи» (20-21 квітня 2004 р., м. Київ, Украї-на); Международная научно-практическая конференция «Экологические про-блемы индустриальных мегаполисов» (01-04 июня, 2004 г., г. Донецк, Украи-на); Перша міжнародна науково-практична конференція «Інтегровані інтелек-туальні робото-технічні комплекси (ІІРТК-2008)» (19-23 травня 2008 р., м. Ки-їв, Україна); Міжвідомча науково-практична конференція «Сучасні проблеми захисту інформації з обмеженим доступом» (20-21 листопада 2008 р., м. Київ, Україна).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 16 науч-ных трудах. А именно, в 9 статях в специализированных научных изданиях, из которых 1 статья в специализированных научных изданиях, включенных в международные наукометрические базы, а также в 7 работах в сборниках на-учных трудов, в материалах и тезисах докладов на научных конференциях. Статьи удовлетворяют требования Департамента аттестации кадров МОН Ук-раины к публикациям, на которых основывается диссертация.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из вступления, четырех разделов, выводов, списка использованных источников и пяти приложений. Полный объем диссертации – 151 страница, в которых основное содержание изложено на 108 страницах печатного текста, имеет 49 рисунков и 8 таблиц. Список использованных источников состоит из 117 наименований.

Список литературы

ВЫВОДЫ

В диссертации дано решение актуальной научно-технической задачи, заключающейся в повышение эффективности компьютеризированной информационно-измерительной системы электрофизиологических сигналов для комплексных медико-диагностических исследований. Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:
1. Анализ особенностей электрофизиологических сигналов выявил общность диапазонов их основных параметров, что определило возможность унификации каналов измерения. Разнообразие и растущая сложность методов исследования электрофизиологических сигналов определила потребность в создании компьютеризированной ИИС со структурой, обеспечивающей как возможность учета особенностей каждого сигнала, так и полноценную функциональность набора применяемых методов его исследования.
2. Исследование и анализ особенностей амплитудных и фазовых искажений электрофизиологических сигналов в измерительном канале ИИС с учетом специфики методов их обработки в медицинской диагностике выявил существенное влияние фазочастотных искажений на значение вычисляемых показателей. Необходимость индивидуальной амплитудной и фазовой коррекции характеристик всех каналов ИИС обуславливает их унификацию и обязательную последующую цифровую обработку электрофизиологических сигналов с учетом выделенной специфики их параметров и особенностей методик исследования.
3. Предложенная модифицированная методика цифрового восстановления электрофизиологических сигналов, позволяющая корректировать передаточные характеристики каждого измерительного канала КИИС. При этом размеры обрабатываемой выборки ограничены как спецификой медицинского диагностического исследования, так и требованием к уменьшению времени обработки данных. В таких условиях особая роль в формировании погрешности компьютеризированной ИИС принадлежит учету краевых эффектов (эффект Гиббса) при цифровой обработке сигнала.
4. Предложенный критерий оценки эффективности минимизации краевых эффектов при цифровой обработке электрофизиологических сигналов, основанный на анализе временного представления сигнала и учитывающий размер искаженной части выборки. Предложенная методика позволяет не только выбрать наиболее эффективный из известных метод минимизации краевых эффектов, но и оптимизировать временные затраты на вычисления не снижая их точности ниже допустимой путем определения минимального требуемого размера выборки.
5. Предложена концепция построения модульной структуры КИИС электрофизиологических сигналов, в основу которой положены следующие принципы:
¬ единство конструкции всех измерительных каналов за счет исключения из их состава блоков, характерных для конкретного вида электрофизиологических сигналов;
¬ передача максимального числа функций преобразования измерительных сигналов в область последующей цифровой обработки;
¬ использование высокоразрядных АЦП с целью обеспечения охвата общего требуемого динамического диапазона всего комплекса контролируемых электрофизиологических параметров с учетом помех в каждом из каналов.
6. Разработанная методика оценки потерь информации от эффекта Гиббса после применения оптимальной оконной минимизации позволяет обосновать и сформулировать оптимальные параметры выборки, подвергающейся последующей цифровой обработке в КИИС. Разработанный и реализованный в среде LabVIEW метод оценки методической погрешности ДПФ, обусловленной эффектом Гиббса показал, что для КИИС на основе 10-разрядного АЦП при объеме выборки 1024, методическая погрешность цифровой обработки сигнала, превышает значение наименьшего разряда АЦП (0.98%) и поэтому возникает необходимость в поиске и применении наиболее эффективного метода ее уменьшения. Наиболее эффективным методом уменьшения методической погрешности является метод на основе окна Блэкмана, который обеспечивает максимальное значение краевой зоны около 33% от объема выборки для 10-разрядного АЦП и порядка 67% для 12-разрядного АЦП.
7. Результаты диссертационной работы нашли отражение в научных исследованиях кафедры патологической физиологии Тернопольского государственного медицинского университета им. И.Я. Горбачевского (г. Тернополь), применяются в реографическом контроле двигательных функций опорно-двигательного аппарата, в клинической практике КП «Клиника квантовой медицины», при клинической диагностике Тернопольской коммунальной городской больницы №2 (приложение Д), а также внедрены в тематике научно-исследовательского направления кафедры электронной техники ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет»: Н-11-11 ”Повышение эффективности приборов и систем” (№ госрегистрации 0111U007025), и НИР №Г-22-03: «Розробити методологію побудови аналітичних приладів і ІВС низькоамплітудних технологічних і біомедичних параметрів» (№ госрегистрации 0103U001262), также используются в учебном процессе при выполнении дипломного и курсового проектирования по дисциплинам «САПР», «Проектирование НАП» и др.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Орлов B.H. Руководство по электрокардиографии / Орлов B.H. – М. : Медицинское информационное агентство, 2007. – 528 c.
2. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ : Учеб. пособие для вузов. / [Барановский А. Л., Калиниченко А. Н., МанилоЛ.А. и др.]; под ред. А.Л. Барановского и А.П. Немирко – М. : Радио и связь, 1993. – 248 с.
3. Шакин В.В. Вычислительная электрокардиография / Шакин В.В. – М. : Наука, 1981. – 168 с.
4. Иванов Г.Г. Электрокардиография высокого разрешения / Иванов Г.Г. –М. :Триада-Х, 2003. – 304 с.
5. Новые методы электрокардиографии / [под ред. С. В. Грачева, Г. Г. Иванова, А. Л. Сыркина] – М. : Техносфера, 2007. – 552 с.
6. Иванов Г.Г. Основные механизмы, принципы прогноза и профилактики внезапной сердечной смерти / Г. Г. Иванов, А. С. Сметнев, А.Л. Сыркин // Кардиология. 1998. – № 12. – С. 64–73.
7. Витрук С. К. Пособие по функциональным методам исследования сердечно-сосудистой системы / Витрук С. К. – К. : Здоровье, 1990. – 224 с.
8. Вагнер Гален С. Практическая электрокардиография Марриотта : [пер. с англ. – СПб. : Невский Диалект] / Гален С. Вагнер. – М. : Изд-во БИНОМ, 2002. 480 с.
9. Аракчеев А. Г. Электрокардиографическая техника для исследования функционального состояния сердца / А. Г Аракчеев, А. В. Сивачев. – М. : ВНИИМП-ВИТА, 2002. – 128 с.
10. Кечкер М. И. Электрокардиографические заключения с иллюстрациями и кратким описанием изменений ЭКГ / Кечкер М. И., Паршукова В. Н., Либов И. А. – М. : Оверлей, 2003. – 220 с.
11. Дощицин В. Л. Практическая электрокардиография / Дощицин В. Л. – [2-е изд., перераб. и доп.] – М. : Медицина, 1987. — 336 с.
12. Мурашко В. В. Электрокардиография: учеб. пособие / В. В. Мурашко, А. В. Струтынский. – [3-е изд., перераб. и доп.] – М. : ООО «МЕДпресс», 1998. – 313 с.
13. Титомир Л. И. Математическое моделирование биоэлектрического генератора сердца / Л. И. Титомир, П. М. Кнеппо. – М. : Наука. Физматлит, 1999. – 447 с.
14. Титомир Л. И. Неинвазивная электрокардиотопография / Л. И. Титомир, В. Г. Трунов, Э. А. И. Айду. – М. : Наука, 2003. – 198 с.
15. Влияние основных антропометрических соотношений грудной клетки на векторкардиографические измерения: исследование на математических моделях / А. А. Михнев, Н. Е. Баринова, Т. А. Сахнова [и др.] // Измерительная техника/ – 2002. – № 4 – C. 56–61.
16. Подвижный электрический центр сердца: новая концепция и математическое моделирование / Титомир Л.И., Трунов В.Г., Айду Э.А.И. [и др.] // Биофизика/ – 2002. – т. 47 – C. 352–360.
17. Титомир Л. И. Комплексный анализ электрокардиограммы в ортогональных отведениях / Титомир Л.И., Рутткай-Недецкий И., Бахарова Л. – М. : Наука, 2001. – 238 с.
18. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника / Тихонов В. И. — М. : Радио и связь, 1982. – 624 с.
19. Куликов Е. И. Оценка параметров сигналов на фоне помех / Е. И. Куликов, А. П. Трифонов. – М. : Сов. радио, 1978. – 296 с.
20. Л.И. Электрический генератор сердца / Л.И. Титомир. – М. : Наука, 1980. – 371 с.
21. Практическая система отведений для неинвазивного картирования кардиоэлектрического поля на стандартной поверхности / А. А. Михнев, Л. И. Титомир, Т. А. Сахнова [и др.] // Измерительная техника. – 2002. – № 10. – С. 62–65.
22. Барр Р. Решение обратной задачи, выраженные непосредственно в форме потенциала / Р. Барр, М. Спек // Теоретические основы электрокардиологии. / под ред. К. В. Нельсона, Д. В. Гезеловица. – М., 1979. – С. 341–352.
23. Верификация новой методики неинвазивного электрофизиологического исследования сердца, основанной на решение обратной задачи электрокардиографии / А. Ш. Ревишвили, В. В. Калинин, О. С. Ляджина [и др.] // Вестник аритмологии. – 2008. – № 51. – С. 7–13.
24. Рябыкина Г. В. Вариабельность ритма сердца / Г. В. Рябыкина, А. В. Соболев. – М. : Старко, 1998. – 200 с.
25. Johnston P. R. The Laplacian inverse problem of electrocardiography: An eccentric spheres study / P. R. Johnston // IEEE Trans. Biomed. Eng. – 1997. – vol. 44. – pp. 539–548.
26. Диагностические возможности характеристик дисперсии ЭКГ-сигнала при инфаркте миокарда по данным ЭКГ-анализатора «КардиоВизор-ОбсИ» / Г. Г Иванов, С. Б. Ткаченко, P. M. Баевский [и др.] // Функциональная диагностика. – 2006. – № 2. – С. 44–47.
27. Иванов Г. Г. Дисперсионное ЭКГ-картирование. Теоретические основы и клиническая практика / Г. Г. Иванов, А. С. Сула. – М. : Техносфера, 2009. – 196 с.
28. Система электродных отведений для измерения координат источников в области миокарда / В. В. Лебедев, М. Н. Крамм, Г. В. Жихарева [и др.] // Медицинская техника. – 2006. – № 4. – С. 7–9.
29. Система электродных отведений для измерения координат источников в области миокарда / В. В. Лебедев, М. Н. Крамм, Г. В.Жихарева [и др.] // Медицинская техника. – 2006. – № 4. – С. 7–9.
30. Жихарева Г. В. Исследование возможностей локализации патологических областей миокарда / Г. В. Жихарева, М. Н. Крамм // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2007. – № 2. – С. 46–51.
31. Жихарева Г. В. Реконструкция патологических областей миокарда по ЭКГ-картам наружных потенциалов / Г. В. Жихарева, М. Н. Крамм // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2007. – № 8. – С. 55.
32. Жихарева Г. В. Исследование возможности применения алгебраического метода для реконструкции источников биоэлектрической активности сердца / Г. В. Жихарева, В. Л. Скачков // Технологии живых систем. – 2007. – № 2. С. 66–72.
33. Lebedev V. V. Estimation of Electrode Arrangement Efficiency in Measurement of Coordinates of Dipolar Myocardium Sources / V. V. Lebedev, М. N. Kramm, G. V. Zhikhareva // Biomedical Engineering. – 2006. – Vol. 40. – № 1. – Рp. 4–6.
34. A system of electrode arrangement for measurement of coordinates of sources in the myocardium area / V. V. Lebedev, M. N. Kramm, G. V. Zhikhareva [et al.] // Biomedical Engineering. – 2006. – Vol. 40. – № 4. – Pp. 164–166.
35. Жихарева Г. В. Модель биоэлектрической активности сердца / Г. В.Жихарева, М. Н. Крамм, Е. В. Малахов // Анализ и синтез как методы научного познания. – Таганрог, ТРТУ, 2004. – Т. 2. – C. 6–8.
36. Хайт Г.Я. Основы диагностики клинической электрокардиологии / Хайт Г.Я. – М. : АН-МИ, 2003? – 329 с.
37. Rudenko M. Theoretical Principles of Heart Cycle Phase Analysis / Rudenko M., Voronova O., Zernov V. – New York : Fouqué Literaturverlag, 2011. – 415 с.
38. Пипбергер Х. Анализ электрокардиограмм на вычислительной машине. / Х. Пипбергер // Вычислит. устройства в биологии и медицине. –М. : Мир, 1967/ – С. 15–19.
39. Вопросы создания интерпретирующего электрокардиографа / В. П. Булыгин, Т. Б. Васанов, Д. А. Лобанов [и др.] // Тезисы докладов международного симпозиума "Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий ХХ-ХХI". – М. : Крук, 1999. – С. 288–290.
40. Wartak J. Computer program for pattern recognition of electrocardiograms / J. Wartak, J. A. Milliken, J. Karchmar // Comput. Biomed. Res. –1970. –V. 3. – № 4. – Pp. 344–374.
41. Кайсерес К. Вычислительные системы и автоматическая диагностика заболеваний сердца / К. Кайсерес, Дж. Дрейфус. – М. : Мир, 1974. – 478 с.
42. Гуревич М. Б. Выбор представительного кардиоцикла при контурном анализе ЭКГ на микроЭВМ / М. Б Гуревич., М. С. Злочевский // Применение мат. методов обработки медико-биологических данных и ЭВМ в мед. технике. – М. : ВНИИМП, 1984. – С.75–77.
43. Wortzman D. A hybride system for measurement and interpretation of electrocardiograms. / Wortzman D. et al. – Ann. N.Y. : Acad. Sci., 1968. – V. 128. – P. 875.
44. Talmon J. L. Template wave-form recognition revisited. Results of CSE database / J. L. Talmon, J. H. van Bemmel // Proc. of " Comput. Cardiol. 10-th Annu. meet. Aechen., Okt., 1983". Los Angeles. Calif., 1983. – P. 246 – 252.
45. Структурный анализ электрокардиосигналов / А. К. Валужис, Л. В. Лосинксне [и др.] // Математическая обработка медико-биологической информации. – М. : Наука, 1976. – С. 182–192.
46. Фу К. Структурные методы в распознавании образов / Фу К. – М. : Мир, 1977. – 320 с.
47. Bemmel J.H. van Past and future research goals for computerized ECG processing / J.H. van Bemmel // "Comput. ECG Anal.: Towards Stand. Proc. IFIP - IMIA Work Cont., 2-5 June 1985". Amsterdam e.a., 1986. – P. 367–381.
48. Валужис А. К. Статистический алгоритм структурного анализа ЭКС / А. К. Валужис, А. П. Рашимас // Кибернетика. – 1979. – № 3. – С. 91–95.
49. Котельников В. А. Теория потенциальной помехоустойчивости / Котельников В. А. – М. : Радио и связь, 1998. – 152 с.
50. Котельников В. А. О пропускной способности „эфира" и проволок в электросвязи / Котельников В. А. // УФН – т. 176. – вып. 7, 2006. – С. 762–770.
51. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы / Баскаков С. И. – М. : Высшая школа, 2000. – 462 с.
52. Перов А. И. Статистическая теория радиотехнических систем / Перов А. И. – М. : Радиотехника, 2003 – 400 с.
53. Съем и обработка биоэлектрических сигналов: Учеб. пособие / [Зайченко К. В., Жаринов О. О., Кулин А. Н. и др.] ; под ред. К. В. Зайченко. – СПб. : СПБГУАП, 2001. – 140 с.
54. Тихонов А. Н. Методы решения некорректных задач : Учеб. пособие для вузов. / А. Н. Тихонов, В. Я. Арсенин – [изд. 3-е, исправленное]. — М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 288 с.
55. Применение электромагнитных полей СВЧ в медицине и биологии : учеб. пособие / [В. М. Гаврилов, А. В. Кирюхин, О. Р. Никитин, А. А. Селиверстов] ; под ред. О. Р. Никитина. – Владимир : Вл.ГУ, 2001. – 139 с.
56. Шакин В. В. Вычислительная электрокардиография / Шакин В. В. – М. : Наука, 1981. – 166 с.
57. Теория и проектирование диагностической электронно-медицинской аппаратуры: учеб. пособие / [Ахутин В. М., Лурье О. Б., Немирко А. П, Попечителев Е. П.] –Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. – 148 с.
58. Немирко А. П. Обработка и автоматический анализ электрокардиосигналов / А. П. Немирко // Изв. СПбГЭТУ. – 2002. – Вып.1. – С. 34–36.
59. Noninvasive detection of late potentials in man – a new marker for ventricular tachycardia. / Breithardt G., Becker R., Seipel L. [et al.] // Europ. Heart J. – 1981. – Vol. 2 – P. 1 – 11.
60. Quantitative analysis of high-frequency components of the signal-averaged QRS complex in patients with acute myocardial infarction: a prospective study / Gomes J.A., Mehra R., Barreca P. A. [et al.] //Circulation. – 1985. – Vol. 72. – P. 105–111.
61. Comparison of time domain and spectral temporal mapping analysis of the signal-averaged electrocardiogram in the prediction of ventricular tachycardia. / Brooks R., McGovern B. A., Garan H [et al.] // Circulation. – 1991. – Vol. 84. – № 4. – Suppl. 11.
62. Малиновский Л. Г. Математические методы описания ЭКГ. / Л. Г. Малиновский, И. Ш. Пинснер, Б. М. Цукерман // Медицинская Техника. – 1968. – № 5. – С. 3–7.
63. Распознование образов и медицинская диагностика / [Неймарк Ю. И., Баталова З. С., Васин Ю. Г., Брейдо М. Д.]. – М. : Наука, 1972. – 328 с.
64. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. [пер. с англ.]. — М. : Мир, 1990. — 564 с.
65. An efficient encoding method for electrocardiography using spline functions/ Hideki I. [et al.] // System and Computers in Japan. – 1985. – V. 16. May-June– № 3. May-June – P. 85–94.
66. Бриллинджер Д. Временные ряды: Обработка данных и теорія / Бриллинджер Д. – М. : Мир, 1980. – 536 с.
67. Харатьян Е. И. Адаптивная фильтрация "жестких" систем. / Е. И. Харатьян // Математическое и программное обеспечение вычислительных информационных и управляющих систем. Межвуз. сб. науч. тр. – М. : МИЭМ, 1994. – С. 49.
68. Харатьян Е. И. Математическая обработка сигналов в системе мониторирования электрокардиограмм: автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук : спец. 05.13.01 “Системный анализ, управление и обработка информации” / Е. И. Харатьян – М., 1997. – 24 с.
69. Гуревич М. И. Импедансная реоплетизмогрфия / Гуревич М. И. – К. : Наукова думка, 1982. – 186 с.
70. Беляев К.Р. Коррекция фазовых искажений и обработка биомедицинских сигналов / Беляев К. Р., Морозов А. А. // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. – 1993. – № 4. – С. 40–53.
71. Василенко Г. И. Теория восстановления сигналов / Василенко Г. И. – М. : Советское радио, 1979. – 272 с.
72. FFTA of signal average electrocardiograms for identification of patients prone to sustained ventricular tachycardia / M. E. Cain, H. D. Ambos, F. X Witkowski [et al.] // Circulation. – 1984. – V. 69. – № 4. – P. 711–720.
73. Haberl R. Comparison of frequency and time domain analysis of the signal averaged electrocardiogram in patients with ventricular tachycardia and coronary artery disease: methodologic validation and clinical relevance / R. Haberl, G. Jilge, R. Pulter, G. Steinbeck // JACC – 1988. – Vol. 12 – P. 150–158.
74. Improved selection of patients for programmed ventricular stimulation by frequency analysis of signal averaged electrocardiograms / B. D. Lindsay, B. S. Ambos, K. B. Scherchtman [et al.] // Circulation. – 1986. – Vol. 73. – P. 675–683.
75. 1. Curtin M. Sigma-Delta techniques reduce hardware count and power consumption in biomedical analog front end / M. Curtin // Analog Dialogue Journal. – 1994. – V. 28. –№ 2. – P. 6–8.
76. Medical Instrumentation. Application and Design. / editor Webster J.G. – Boston, Houghton Mifflin – 1992. – 790 p.
77. Nagel J. H. Biopotential amplifiers / J. H. Nagel // The Biomedical Engineering Handbook / Editor-in-Chief J. D. Bronzino –– Boca Raton, Florida. : CRC and IEEE Press, 1995. – P. 1185–1195.
78. Приборы для измерения биоэлектрических потенциалов сердца. Общие технические требования и методы испытаний. ГОСТ 19687-94.- М.: Издательство стандартов.-1994-19с.
79. Приборы для измерения биоэлектрических потенциалов сердца. Общие технические требования и методы испытаний. ГОСТ 19687–94. – М.: Издательство стандартов. – 1994. – 19 с.
80. Neuman M. R. Biopotential Electrodes / M. R. Neuman // The Biomedical Engineering Handbook / Editor-in-Chief J. D.Bronzino. – Boca Raton, Florida. : CRC and IEEE Press – 1995. – P. 745–757.
81. Водолазский Л. А. Основы техники клинической электрографии / Водолазский Л. А. – М. : Медицина, 1966. – 270 с.
82. Пестряков В. Б. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. / Пестряков В. Б., Афанасьев В. П., Гурвиц В. Л. – М. : Сов. радио, 1973. – 424 с.
83. Вайсман М. В. Оценка амплитудно-частотных характеристик многоканальных цифровых электрокардиографов / М. В. Вайсман // Тезисы докладов научно-технической конференции "Микроэлектроника и информатика 2000". – М. : МИЭТ, 2000. – С. 93.
84. Карерас Ц. Вычислительные системы и автоматическая диагностика заболеваний сердца. /Под. ред. Ц. Карераса и Л. Дрейфуса. – М. : Мир, 1974. – 504 с.
85. AAMI Standards and Recommended Practices, Biomedical Equipment. AAMI. – Arlington, Virg., 1993. – V. 2 – 4th ed. – 230 p.
86. Recommendation for standardization and specification in automated electrocardiography: bandwidth and digital signal processing. A report for health professionals by an ad hos writing group of the committee on electrocardiography and cardiac electrophysiology of the Council on Clinical Cardiology / J. J.Bailey, A. S.Berson, A.Garson [et al.] // American Heart Association. – Circulation. – 1990. – V. 81. – 730 p.
87. Medical electrical equipment, Part 3, Particular requirement for the essential perfomance of recording and analysing electrocardiographs. // IEC. – Geneva, 1996. – 75 p.
88. Гольденберг Л. М. Цифровая обработка сигналов. Справочник. / Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. – М. : Радио и связь, 1985. – 312 с.
89. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов : Учебное пособие. / Сергиенко А.Б. – СПб. : Питер, 2003. – 608 с.
90. McKee J. J., Sigma-Delta analogue-to-digital converters for ECG signal acquisition / McKee J. J., Evans N. E., Wallace D. – in CD-ROM Proceeding of 18th Annual International Conference of the IEEE EMBS. – Amsterdam, 1996.
91. New Product Application.–Analog Devices, Inc. – Norwood, USA –1996. –P. 3-84-3-87
92. Sangil P. Principles of Sigma-Delta Modulation for Analog-to-Digital Converters In The Communications Applications Manual. / Park Sangil. – Motorola Inc., Phoenix, Arizona, 1993. – V. DL411D/REV1. – P. 293–350.
93. Куриков С. Ф. Применение технологии многоразрядного сигма-дельта преобразования в цифровых многоканальных электрокардиографах / С. Ф. Куриков, Д. А. Прилуцкий, С. В. Селищев // Медицинская техника. – 1997. – № 4. – С. 7–10.
94. Куриков С. Ф. Технология S - D преобразования в многоканальных электрокардиографах. / С. Ф. Куриков, Д. А. Прилуцкий, С. В. Селищев // Тезисы докладов Международной конференции по биомедицинскому приборостроению "Биомедприбор-96". – Москва, ВНИИМП РАМН.-8-10 октября – 1996. – С. 26–27.
95. Электроэнцефалограф на основе сигма-дельта АЦП. / Куриков С. Ф., Плотников А. В., Прилуцкий Д. А. [и др.] // Тезисы докладов Международной конференции по биомедицинскому приборостроению "Биомедприбор-98". – Москва, ВНИИМП РАМН.-6-8 октября – 1998. – С. 220–221.
96. Cohen A. Biomedical Signals: Origin and Dynamic Characteristic; Frequency-Domain Analysis / A. Cohen // The Biomedical Engineering Handbook / Editor-in-Chief J. D.Bronzino. – Boca Raton, Florida. : CRC and IEEE Press – 1995. – P. 805-827.
97. Куриков С. Ф. Сигма-дельта преобразование в цифровых электрокардиографах / С. Ф. Куриков, Д. А. Прилуцкий, С. В. Селищев // Тезисы докладов 1-го международного симпозиума "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия" в рамках международной конференции "Кардиостим-98". – Санкт-Петербург, 5-7 февраля – 1998. –C. 89–90.
98. Электрокардиографические системы отведений / Ф. У. Гаджаева, Р. А. Григорьянц, В. П. Масенко, А. А. Хадарцев – Тула : НИИ новых медицинских технологий, ТПП, ТППО, 1996. – 115 с.
99. Tanigava N. Detection of ventricular latepotentials comparision of 4 commercial high-resolution ECG systems. / N. Tanigava, Y. Ozara, S. Yakubo // The proceedings of the international simposium on high-resolution ECG. Yokohama. Japan. July, 3. – 1994 – P. 36.
100. Makfarlane P.W. A comparison of different processingtechniques for measuring late potentials. / P.W. Makfarlane // The proceedings of the international simposium on high-resolution ECG. Yokohama. Japan. July, 3. – 1994 – P. 136.
101. Дьяконов В. П. Matlab 6.0/6.1/6.5/6.5 + SP1 + Simulink 4/5. Обработка сигналов и изображений / Дьяконов В. П. – М. : Солон-Пресс, 2004. – 592 с.
102. Штепа О.А. Структура універсальної мультисигнальної інформаційно–вимірювальної системи екологічного і медичного моніторингу / О.А. Штепа // Проблеми екології / [ Гол. ред. Мінаєв О.А.]. – Донецьк: ДонНТУ, 2004. – № 1–2. – С.21–26.
103. Штепа А.А. Алгоритм апостериорной цифровой коррекции АФЧХ низкочастотных каналов ИИС / А.А. Штепа// Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – 2004. – Вип. 74. – С. 354–361.
104. Штепа А.А. Анализ погрешностей аналоговой и цифровой подсистем сбора данных электрокардиографа / А.А. Штепа // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – 2006. – Вип. 106. – С. 201–206.
105. Штепа А.А. Методы повышения точности комплексной диагностики в области медицинских исследований /А.А. Штепа, Н.И. Чичикало // Материалы международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов». 2004 г., Донецк. – Донецк: ООО «Лебедь», 2004. – Т.2. – С. 213–218.
106. Штепа А.А. Методика оценки скоростной эффективности поблочной цифровой фильтрации реографического сигнала / А.А. Штепа, Н.И. Чичикало // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – 2003. – Вип. 58. – С 136–142.
107. Чичикало Н.И. Вычислительные аспекты восстановления сигналов в медицинских автоматизированных системах діагностики / Н.И. Чичикало, А.А. Штепа // Матеріали міжнародної конференції з управління «Автоматика 2002». 2002 г., Донецк. – Донецк: ООО «Друк–инфо», 2002. – Т.1. – С. 92–94.
108. Штепа А.А. Повышение эффективности цифровой обработки низкоамплитудных измерительных сигналов. / Н.И. Чичикало, А.А.Штепа // Восточно–европейский журнал передовых технологий. – 2004. – № 5 (11) – С.65–68.
109. Штепа А.А. Математический метод восстановления искаженных низкоамплитудных сигналов / А.А. Штепа, Н.И. Чичикало // Збірка доповідей І Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів «Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів». 2002 р., Донецк. – Донецк: Рекламно–видавнича агенція ДонДТУ, 2002. – Т.1. – С. 165–166.
110. Штепа А.А. Моделирование и оценка погрешностей восстановления биомедицинских сигналов./ А.А.Штепа, Н.И.Чичикало, Ю.В.Мироненко // Вісник інженерної академії України. – 2008.– Вип. 2. – С. 241–244.
111. Штепа А.А. Метод исследования и оценки методической погрешности цифровой обработки сигналов в измерительных каналах ИИС электрофизиологической диагностики / А.А. Штепа // Збірник наукових праць Донецького інституту залізничного транспорту Української державної академії залізничного транспорту. – Донецьк, 2012. – Вип. 32. – С. 110–116.
112. Штепа А.А. Оценка эффективности минимизации краевых эффектов при цифровой обработке биомедицинских сигналов / А.А. Штепа // Збірка наукових праць ІІІ науково–технічної конференції «Приладобудування 2004: стан і перспективи», 20–21 квітня 2004 р., Київ. –Київ :ПБФ НТУУ «КПІ», 2004. – С. 175–176.
113. Штепа А.А. Оптимизация цифровой обработки сигналов по малой выборке / А.А. Штепа // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – 2005. – Вип. 88. – С. 164–167.
114. Штепа О.А. Інформаційно–вимірювальна система комплексного моніторингу медикодіагностичних досліджень / О.А. Штепа // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – 2007. – Вип. 13 (121). – С. 194–202.
115. Штепа О.А. Побудова вимірювальних діагностичних систем на базі вимірювального каналу з високорозрядним АЦП / О.А. Штепа // Вісник інженерної академії України. – 2008.– Вип. 2. – С. 118–121.
116. Штепа А.А. Построение измерительных диагностических систем на основе измерительного канала с высокоразрядным АЦП / А.А. Штепа // Збірник тез Першої міжнародної науково-практичної конференції «Інтегровані інтелектуальні робото-технічні комплекси (ПРТК-2008)», 19–23 травня 2008 р., Київ. – Київ: НАУ, 2008. – С. 64–66.
117. Штепа А.А. Структура информационно-измерительной системы низкоамплитудных параметров для комплексной медицинской диагностики / А.А. Штепа // Збірник тез доповідей міжвідомчої науково-практичної конференції «Сучасні проблеми захисту інформації з обмеженим доступом». 20–21 листопала 2008 р., Київ. – К.: Інститут інформаційно-діагностичних систем НАУ, 2008. – С. 98–99.