Применение фрактальных методов анализа к электрогастроэнтерографическим сигналам и их техническая реализация тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат технических наук Нагорная, Марина Юрьевна

• Нагорная, Марина Юрьевна
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нагорная, Марина Юрьевна

Введение.

Глава 1 Анализ методов исследования нестационарных сигналов.

1.1. Модель желудочно-кишечного тракта как система нестационарных сигналов.

1.2. Методы обработки электрогастроэнтерографических сигналов.

1.2.1. Статистический анализ.

1.2.2. Спектральный анализ.

1.2.3. Вейвлет анализ.

1.2.4. Слепое разделение источников.

1.3. Выводы.

Глава 2 Фрактальные методы анализа нестационарных сигналов в электрогастроэнтерографии.

2.1 Понятие фракталов. Фракталы в медицине.

2.2 Фрактальная модель ЭГЭГ.

2.3 Метод нормированного размаха Херста для ЭГЭГ.

2.4 Анализ спектра мощности электрогастроэнтерографического сигнала.

2.5 Применение фрактальных мер к ЭГЭГ сигналу.

2.5.1 Нахождения временного лага электрогастроэнтерографиче-ского сигнала с помощью метода автокорреляционной функции.

2.5.2 Метод взаимной информации и его применение для нахождения временного лага электрогастроэнтерографического сигнала.

2.5.3 Метод восстановления фазового пространства и теорема Такенса.

2.5.4 Метод ложных ближайших соседей.

2.5.5 Метод Грассбергера-Прокаччиа для вычисления корреляционного интеграла и оценка Экмана-Рюэля применительно к ЭГЭГ сигналу

2.6 Выводы

Глава 3 Радиотехнический комплекс для регистрации биопотенциалов желудочно-кишечного тракта.

3.1 Развитие приборной техники в сфере снятия электрогастроэн-терограмм.

3.2 Приборы для регистрации электрической активности ЖКТ.

3.2.1 Назначение и требования к усилителям биопотенциалов

3.2.2 Помехи возникающие при регистрации биопотенциалов

3.2.3 Виды схемных реализаций и основные параметры УБП.

3.3 Схема и принцип работы прибора ЭФГ-100.

3.3.1 Структурная схема.

3.3.2 Универсальный дифференциальный усилитель на трех ОУ.

3.3.3 Полосовая фильтрация в ЭФГ-100.

3.3.4 Двухкаскадный оконечный усилитель.

3.3.5 Модулятор.

3.3.6 Тракт акустического сигнала.

3.3.7 Принципиальная схема прибора ЭФГ-100.

3.4 Программная часть комплекса ЭФГ-100.

3.5 Выводы.

Глава 4 Апробация радиотехнического комплекса в медицинской практике.

4.1 Апробация прибора в клиниках Самарской области.

4.2 Статистический анализ результатов снятия ЭГЭГ.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение фрактальных методов анализа к электрогастроэнтерографическим сигналам и их техническая реализация»

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) — это одна из наиболее сложных полифункциональных систем. Из множества функций ЖКТ, одной из основных является эвакуация переработанной пищи по кишечнику. Благодаря этому процессу, происходит смешивание пищи с поступающими в просвет кишечной трубки пищеварительными соками, а также ферментативная обработка и всасывание питательных веществ.

Нарушения сократительной способности желудка и кишечника, либо расстройства ее координации лежат в основе или являются следствием многих патологических процессов, зачастую определяя тяжесть состояния больного и исход заболевания. По этой причине изменения моторно-эвакуаторной функции (МЭФ) приходится учитывать как в процессе подбора консервативной терапии, прогнозирования течения основного заболевания, так и при выборе оптимального для данного субъекта метода операции.

До настоящего времени и зачастую по сей день используются зондо-вые методы исследования моторно-эвакуаторной функции, которые связаны с необходимостью введения различной толщины зондов, что неприятно как для больного, так и для медперсонала [1]. Кроме того, подобная техника проведения исследований значительно сужает объем их применения ввиду невозможности использования у соматически тяжелых больных, у больных в раннем послеоперационном периоде и т.п. Именно этой причиной объясняется не прекращающийся интерес физиологов и клиницистов к изучению моторно-эвакуаторной деятельности желудка и кишечника, а также к разработке новых методов, позволяющих адекватно, не только качественно, но и количественно оценивать интенсивность и характер моторной активности различных отделов ЖКТ.

В качестве дополнительных методов исследования МЭФ применяются методы, основанные на измерении электрической активности органов

ЖКТ. Подобные методы обладают значительными преимуществами перед зондовыми. Достаточно заметить, что процесс измерения электрической активности является внешним и не требует введения внутрь человека разнообразных зондов. По видимому, первым высказал предположения об изменении биоэлектрической активности органов пищеварения В. Ю. Чаговец ещё в 1903 году.

Затем вплоть до середины XX века в нашей стране и за рубежом проводились различные исследования биоэлектрической активности органов ЖКТ. В частности, исследование мышечной ткани кишечника проводилось изолированно, то есть для проведения эксперимента вырезались продольные или поперечные пучки мышечной ткани из кишки животного, а затем её изучение проводилось на клеточном уровне.

Уже в 50-х годах XX века советские и зарубежные физиологи для исследования моторной функции гладкомышечной клетки применяли методы измерения её электрической активности [2]. В проводимых ими экспериментах использовались как внутри-, так и внеклеточные способы отведения сигнала. Проделанные эксперименты показали, что в состоянии покоя гладкомышечные клетки обладают градиентом концентрации ионов, проникающих через клеточную мембрану, что в дальнейшем определяет наличие мембранного потенциала покоя.

В экспериментах было также доказано, что изменения мембранных потенциалов происходят автономно, то есть они не связаны с влиянием нервной системы и не подавляются при воздействии фармакологических агентов. Периодические изменения мембранного потенциала гладкомышечной клетки являются результатом колебаний внутриклеточных процессов метаболизма и проницаемости мембраны гладкомышечных клеток [3].

Изменения мембранных потенциалов можно регистрировать с внутри-и внеклеточных вживленных электродов, на полосках гладких мышц или на изолированных органах. Зарубежными физиологами были проведены многочисленные экспериментальные работы по исследованию электрической активности гладкой мускулатуры пищеварительного тракта в совокупности со стандартными методиками оценки моторно-эвакуаторной функции (рентгенографией, баллонографией, иономано-метрией и др.). При этом получены доказательства тесной связи между электрической и моторной активностями гладких мышц ЖКТ [2,17,18,19,20,21,22].

Исследования биоэлектрической активности органов ЖКТ положили начало созданию нового метода исследования в медицине, получившего название электрогастроэнтерография.

Электрогастроэнтерография — метод исследования, позволяющий оценить биоэлектрическую активность желудка, двенадцатиперстной кишки и других отделов ЖКТ. Он основан на регистрации изменений электрического потенциала от органов ЖКТ, то есть снятие электрога-строэнтерограмм (ЭГЭГ) [7].

Зачастую в научной литературе вводится термин «биоэлектрический сигнал», под которым понимается нестационарный электрический сигнал, поступающий с какого-либо органа человека. В частности, к биоэлектрическим сигналам помимо электрогастроэнтерограмм, относятся электрокардиограмма, электроэнцефалограмма и т.п.

Таким образом, при использовании метода электрогастроэнтерогра-фии на первый план выходит разработка и усовершенствование методов обработки биоэлектрических сигналов, поступаемых с электродов на регистрирующее устройство.

Весь процесс разработки системы диагностики состояния моторно-эвакуаторной функции ЖКТ можно разбить на четыре основных этапа.

1. Разработка математических методов анализа нестационарных биосигналов, позволяющих рассчитать основные параметры сигнала, по которым в дальнейшим можно судить о состоянии ЖКТ.

2. Разработка радиотехнического комплекса для снятия с пациента биоэлектрического сигнала (в данном случае электрогастроэнетрографи-ческого), то есть зависимости биопотенциала от времени.

3. Разработка программного комплекса, позволяющего осуществлять цифровую обработку ЭГЭГ в автоматическом режиме сразу после проведения процедуры снятия сигнала.

4. Накопление статистической информации о результатах измерений.

Разработке методов анализа нестационарных электрических сигналов посвящено достаточно большое число научных работ. В частности, к биоэлектрическим сигналам в настоящее время применяется статистическая обработка [8, 9], спектральный анализ [12], классическое дискретное преобразование Фурье [12, 53, 24], а также методы линейной фильтрации [13] и вейвлет-анализа [24], обеспечивающие разрешение как по частоте, так и по времени. Учеными постоянно предпринимаются попытки усовершенствовать методику расшифровки ЭГЭГ путем создания аппаратно-программных комплексов, новых методик обработки полученной информации и усовершенствования существующих подходов. Однако, несмотря на многочисленные работы проведенные в этой области, до настоящего времени отсутствует унифицированная методика регистрации и анализа биоэлектрической активности желудка и кишечника. Это связано, в первую очередь, с отсутствием прямой корреляции между электрической активностью органа и сокращениями его гладкой мускулатуры, которые наблюдаются при проведении электрокардиографии [8].

Однако в ряде важных с практической точки зрения случаев эти методы не дают полной информации об исследуемом процессе или объекте. При этом сами характеристики описываются достаточно сложными выражениями с множеством взаимозависящих параметров.

Достоинства и недостатки существующих методов обработки биоэлектрических сигналов будут рассмотрены в первой главе представленной диссертационной работы, основным выводом которой является отсутствие в настоящее время качественных и унифицированных статистических методик обработки ЭГЭГ. В связи с вышесказанным, интерес представляет разработка и применение новых быстродействующих алгоритмов анализа биосигналов, позволяющих фиксировать как функциональные изменения, так и более дифференцированно описывать органические изменения в работе органов ЖКТ с учетом сильной индивидуальной изменчивости организма.

Одним из примеров таких методов является, популярный в радиофизике, фрактальный анализ. Фракталы достаточно давно применяют в механике, акустике, физике, медицине и др. [34, 35]. Здесь уместно заметить, что до сих пор фрактальные методы анализа для ЭГЭГ сигналов в медицине не применялись.

С возникновением в 1975 году фрактальной геометрии, связанной с именем Б. Мандельброта [33], стало возможным описание, упорядочивание и представление сложных сигналов фрактальными моделями в достаточно простом и наглядном виде. Фрактальный подход в последнее время все больше применяется для решения задач идентификации процессов и объектов, отличающихся наличием компонент хаотического, детерминированного и периодического характера [37].

Одним из основных фрактальных методов является И/З-анализ, представляющий собой совокупность статистических приёмов и методов анализа временных рядов (цифровых сигналов), позволяющих определить некоторые важные их характеристики, такие как наличие непериодических циклов, «временной памяти» и т. п.

В настоящий момент доказано, что фрактальными свойствами обладают сосудистые системы животного организма, динамика функций мозга, сердца и электрически активных клеток.

В медицине фрактальные методы обработки, по видимому, впервые были применены для исследования электроэнцефалограмм (ЭЭГ) [35]. Для ЭЭГ, также как и для ЭГЭГ, к настоящему времени было разработано большое количество методов анализа, которые в основном базировались на классическом Фурье-анализе [66].

Все фрактальные методы основаны на статистической обработке той физической величины, которая наиболее полно отражает исследуемое свойство объекта [67]. Для описания биосигнала осуществляется построение его фрактальной модели, а именно производится расчет, так называемых, фрактальных размерностей и параметров.

В главе 2 диссертационной работы рассматриваются различные фрактальные методы исследования и проводится алгоритмизация Н/Б-анализа применительно к ЭГЭГ сигналу.

В общих чертах идея использования фрактальных методов применительно к ЭГЭГ выглядит следующим образом.

Пусть имеется дискретная временная последовательность отсчетов — значений биоэлектрического потенциала. На первом этапе рассчитываются значения основных фрактальных параметров (размерностей), то есть осуществляется К/Э-анализ. По рассчитанным значениям делается вывод о том, является ли исходная временная последовательность расчетов персистентной, то есть обладает ли она долговременной памятью. По сути, набор фрактальных параметров описывает состояние ЖКТ пациента в текущий момент времени.

На втором этапе путем анализа большого количества биосигналов создается статистическая база, позволяющая определить диапазоны значений фрактальных параметров для больных и здоровых людей. Использование фрактальных мер позволяет не только определить состояние органов ЖКТ пациента в текущий момент времени, но и предсказать динамику изменения состояния в дальнейшем. Рассмотренная здесь общая идея нашла воплощение в представленной диссертационной работе.

На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что применение методов фрактального анализа к ЭГЭГ-сигналам является актуальным. Создание адекватной фрактальной математической модели органов ЖКТ позволит применять разработанные алгоритмы с целью диагностирования, что может найти применение в медицинской практике.

Второй важной задачей создания универсальной автоматической системы диагностики органов ЖКТ является, как уже отмечалось, разработка радиотехнического комплекса для регистрации биоэлектрических потенциалов желудочно-кишечного тракта и фрактального анализа ЭГЭГ сигнала.

Впервые в медицине прибор для регистрации с поверхности тела биопотенциалов в узком диапазоне частот, соответствующих сокращениям гладкой мускулатуры пищеварительной трубки был разработан Собаки-ным М.А. и др. [52]. Идея создания электрогастрографических приборов нашла свое продолжение в работах Ворновицкого Е. Г. [53], Наджимет-динова Л. Г. [55], Реброва В.Г. [1,10,20] и др.

Недостатком вышеперечисленных приборов является то, что они не позволяли осуществлять раздельную регистрацию биопотенциалов с различных органом ЖКТ.

Новым этапом развития электрогастроэнтерографии явилась разработка в 2000 году Яковенко В.Н. [54] методики селективной электрогастроэнтерографии, основанной на раздельной регистрации деятельности различных отделов ЖКТ с применением фильтрации частотного спектра. Данный метод позволяет регистрировать раздельно биоэлектрическую активность желудка, двенадцатиперстной, толстой, тонкой кишки.

Главное отличие между обычным и селективным электроэнтерогаст-рографом заключается в том, что селективный электроэнтерогастрограф вообще не содержит усилителей, то есть он представляет собой пакет активных, инерционных и сверхнизкочастотных фильтров большой добротности, включенных параллельно. Чувствительность таких фильтров может быть выше сотен микровольт при очень высокой помехоустойчивости, которую, за счет их инерционности нельзя достичь в обычных усилителях.

Для регистрации биопотенциалов в настоящее время используются портативные приборы, состоящие из усилителя биопотенциалов, фильтров различных частот, детекторов, оконечных усилителей. Главным элементом таких приборов являются усилители биопотенциалов, которые обладают рядом особенностей, присущих снимаемым низкочастотным электрическим сигналам с поверхности кожи человека.

Из рассмотренной приборной техники в сфере снятия биопотенциалов желудочно-кишечного тракта, можно сделать вывод о том, что все приборы для снятия биопотенциалов имеют повторяющиеся узлы: усилитель биопотенциалов, полосовые фильтры, усилители. Современные устройства имеют аналогово-цифровые преобразователи, модули для хранения информации.

Недостатками используемых в настоящее время электрогастрографи-ческих приборов является то, что в настоящее время не решена проблема с наложением помех на полезный сигнал. Нельзя выделить какой-либо отдельный прибор для оптимального съема данных, так как довольно сложно оценить шумовую суммарную составляющую, а также влияние помех на общий сигнал.

Для регистрации электрогастроэнтерограмм в работе предложен радиотехнический комплекс, состоящий из электрогастроэнтерографа (ЭФГ-100) и программы обработки и фрактального анализа ЭГЭГ сигналов (Е-Оаэ^о). Данный комплекс позволяет осуществлять регистрацию, фильтрацию и усиление биопотенциалов различных отделов ЖКТ в реальном режиме времени, ведение протокола исследований и фрактальную обработку полученных результатов.

Аппаратный комплекс позволяет снимать, усиливать биопотенциалы с возможностью выбора уровня чувствительности биоэлектрического канала прибора в зависимости от величины входного сигнала, вводить сигнал в персональный компьютер через линейный вход звуковой карты. Отличительной особенностью аппаратного комплекса является одновременный съем как электрогастроэнтерограмм, так и гастрофонограмм ЖКТ, что позволяет сравнивать полученные данные относительно друг друга, тем самым оценивать мультипликативные помехи.

Программный комплекс Е-Оаэ^о позволяет отображать исходный сигнал, вычислять спектр мощности ЭГЭГ с помощью быстрого преобразования Фурье, запускать модуль (фрактального) анализа для расчета показателя Херста и корреляционной размерности, сохранять результаты расчета фрактальных параметров в текстовые и графические форматы, выполнять заполнение информации о пациенте с использованием механизма автозаполнения и сохранение информации в базу данных.

Настоящая диссертационная работа в известной мере затрагивает указанные проблемы, что даёт возможность сделать вывод об её актуальности.

Целью диссертационной работы является разработка автоматизированного радиотехнического комплекса для компьютерной диагностики органов желудочно-кишечного тракта с использованием фрактальных методов обработки электрогастроэнтерографических сигналов.

Для достижения заданной цели решаются следующие задачи:

1. Исследование математических методов анализа электрогастроэнтерографических сигналов, позволяющих повысить их диагностическую* ценность;

2. Построение фрактальной модели электрогастроэнтерографического сигнала и доказательство персистентности ЭГЭГ сигнала;

3. Разработка модели радиотехнического комплекса для регистрации биоэлектрических потенциалов желудочно-кишечного тракта и фрактального анализа ЭГЭГ сигнала;

4. Апробация радиотехнического комплекса для компьютерной диагностики органов желудочно-кишечного тракта в клинической практике.

Научная новизна работы

1. Разработана фрактальная математическая модель электрогастроэн-терографического сигнала на основе ряда фрактальных параметров, позволяющая анализировать сигнал без предварительной спектральной обработки.

2. Предложен модернизированный алгоритм нахождения размерности пространства вложений на основе метода ложных ближайших соседей.

3. Предложена схема радиотехнического устройства для регистрации биоэлектрических потенциалов желудочно-кишечного тракта, позволяющая одновременно производить запись как электрогастроэнтерогра-фического, так фонографического сигналов.

4. Определены интервалы изменения показателя Херста и корреляционной размерности для пациентов с заболеваниями органов ЖКТ.

Обоснованность и достоверность результатов работы подтверждается:

• корректным использованием математических моделей и фрактальных методов анализа биоэлектрических сигналов;

• проверкой результативности алгоритмов обработки данных на экспериментальном материале.

Практическая ценность работы.

Разработан и применен на практике в условиях клиники экспериментальный образец автоматизированного радиотехнического комплекса, предназначенного для проведения функциональной диагностики органов желудочно-кишечного тракта электрогастроэнтерографическим методом. Полученные в работе результаты доказывают возможность применения фрактальных мер к электрогастроэнтерографического сигналам с целью диагностирования, что может найти дальнейшее применение в медицинской практике.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель электрогастроэнтерографического сигнала, основанная на совокупности фрактальных параметров.

2. Модификация алгоритма расчета размерности пространства вложений, основанный на методе ближайших ложных соседей.

3. Схема радиотехнического комплекса для регистрации биоэлектрических потенциалов желудочно-кишечного тракта и фрактального анализа электрогастроэнтерографического сигнала.

4. Фрактальная природа и персистентность электрогастроэнтерогра-фического сигнала.

Личный вклад автора

В совместных работах научному руководителю принадлежит постановка задач и практическая реализация аппаратного комплекса. Подробное проведение рассуждений, доказательств и расчетов принадлежит диссертанту.

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1. Всероссийская научно-практическая конференции с международным участием (г. Йошкар-Ола, 2007).

2. Международная научно-практическая Интернет-конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития» (г. Одесса, 2008).

3. XVI Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (г. Самара, 2009).

4. X Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» (г. Самара, 2009).

5. XVII Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (г. Самара, 2010).

6. IX Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» (г. Челябинск, 2010).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 13 научных публикациях, среди которых 3 опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК. В работах, опубликованных в соавторстве, соискатель является автором математических преобразований и реализации алгоритмов на ПЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Текст иллюстрирован 6 таблицами, 37 рисунками. Библиографический указатель включает 81 источников, из них 62 отечественных и 14 иностранных авторов, 5 ссылок на ресурсы интернет.

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Нагорная, Марина Юрьевна

Выводы

1. Рассмотрена модель желудочно-кишечного тракта в виде системы нестационарных сигналов, в которой каждый отдельный орган ЖКТ индуцирует медленную волну мембранного потенциала с определенной известной частотой;

2. Рассмотрены основные методы анализа электрогастроэнтерогра-фического сигнала — статистический анализ, спектральный анализ, вейвлет анализ, метод слепого разделения источников;

3. Недостатком статистического метода является его узкие границы применимости, связанные с использованием статических параметров для описания состояния органов ЖКТ;

4. Недостатками спектрального и вейвлет анализа является невозможность предсказывания изменения состояния органов ЖКТ в будущем.

5. Высказано предположение о возможности использования для анализа ЭГЭГ-сигналов фрактальных методов, позволяющих благодаря свойству инвариантности при изменении временных масштабов делать некоторые оценки поведения состояния органом ЖКТ в будущем.

6. Построена математическая модель ЭГЭГ сигнала на основе таких фрактальных мер, как показатель Херста, временной лаг, автокорреляционная функция, функция взаимной информации, корреляционная размерность и корреляционный интеграл.

7. Построены быстродействующие алгоритмы расчета показателя Херста и корреляционной размерности, базирующиеся на методе нормированного размаха Херста и методе Грассбергера-Прокаччиа.

8. Проведена оптимизация времени снятия ЭГЭГ с использованием минимизации временного лага при помощи функции взаимной информации.

9. Доказано, что ЭГЭГ сигнал обладает фрактальной природой и для его расшифровки предлагается использовать набор фрактальных параметров — показатель Херста Н, временной лаг т, автокорреляционная функция К(т), функция взаимной информации Г(т), корреляционная размерность Dc и корреляционный интеграл Се.

10. Рассмотрены численные алгоритмы расчета фрактальных параметров применительно к одному из исследованных ЭГЭГ сигналов.

11. Рассмотрена приборная техника в сфере приборостроения для снятия биопотенциалов желудочно-кишечного тракта. Из чего можно сделать вывод о том, что все приборы для снятия биопотенциалов имеют повторяющиеся узлы: усилитель биопотенциалов, полосовые фильтры, усилители. Современные устройства имеют аналогово-цифровые преобразователи, модули для хранения информации.

12. Сделан вывод о том что в настоящее время не решена проблема с наложением помех на полезный сигнал. Нельзя выделить какой-либо отдельный прибор для оптимального съема данных, так как довольно сложно оценить шумовую суммарную составляющую, а также влияние помех на общий сигнал.

13. Для регистрации гастроэлектроэнтерограмм предложен радиотехнический комплекс состоящий из электрогастроэнтерографа (ЭФГ-100) и программы обработки и фрактального анализа ЭГЭГ сигналов -Е.Саз1го. Данный комплекс позволяет осуществлять регистрацию, фильтрацию и усиление биопотенциалов различных отделов ЖКТ в реальном режиме времени, ведение протокола исследований и цифровую обработку полученных результатов.

14. Аппаратный комплекс позволяет снимать, усиливать биопотенциалы с возможностью выбора уровня чувствительности биоэлектрического канала прибора в зависимости от величины входного сигнала, вводить сигнал в персональный компьютер посредством линейного входа звуковой карты.

15. Отличительной особенностью аппаратного комплекса является одновременный съем как гастроэлектрограмм, так и гастрофонограмм ЖКТ, что позволяет коррелировать полученные данные относительно друг друга, тем самым оценивать мультипликативные помехи.

16. Программный комплекс Е.Оав^о позволяет отображать исходный сигнал, вычислять спектр мощности ЭГЭГ с помощью быстрого преобразования Фурье, запускать модуль 11\3 (фрактального) анализа для расчета показателя Херста и корреляционного интеграла, сохранять результаты расчета фрактальных параметров в текстовые и графические форматы, заполнять информации о пациенте и сохранять её в базу данных.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Нагорная, Марина Юрьевна, 2010 год

1. Ребров В.Г. Особенности регистрации электрической активности желудка и кишечника с поверхности тела пациента. / В.Г. Ребров, Б.А. Станковский, Г.И. Куланина // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. — 1996. — №2. — С. 48-52.

2. Периферическая электрогастроэнтеромиография в детской гастроэнтерологии (Методические аспекты) / Пономарева А.П. и др.. — М.: Российский государственный медицинский университет Росздрава, 2007. — 48 с.

3. Авдеев В.Г. Клинические проявления, диагностика и лечение расстройств моторной функции двенадцатиперстной кишки. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. — 1997. — №5. — С. 83-88.

4. Пономарева А.П. Электромиографическая оценка моторики желудочно-кишечного тракта в педиатрии. / А.П .Пономарева, C.B. Бельмер,

5. A.A. Коваленко, JI.M. Карпина // Материалы X Конгресса детских гастроэнтерологов России "Актуальные проблемы абдоминальной патологии у детей" (19-21 марта 2003 г. Москва). Под общей редакцией акад. РАМН

6. B.А.Таболина.- Москва, 2003 С.174.

7. Петров В. А. Диагностика и лечение острого панкреатита: диссертационная работа на соискателя канд. мед. наук/ Петров Владимир Александрович; Самарский государственный медицинский университет. Самара, 2003. - 198 с.

8. Патент 02225159 РФ, С1 (51) 7 А61В5/0488 /54 Способ диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта/ Е.Г. Ворновицкий; Ворно-вицкий Евгений Георгиевич- № 2002120532/14; Заяв 02.08. 2002; Опубл. 10.03.2004.

9. Патент.- 02054885 РФ, С1 (51) 6 А61В5/05 /54 Установка для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника/ В.Г.Ребров, Г.И. Куланина, Б.А. Станковский.- № 92005005/14; Заяв. 06.11.1992; Опубл. 27.02.1996.

10. Ступин В.А. Периферическая электрогастроэнтерография в диагностике нарушений моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта / В.А. Ступин, Г.О. Смирнова, М.В. Баглаенко, С.В. Силуянов, Д.Б. Закиров // Лечащий врач. — 2005. — №4. — С. 60-62.

11. Исайкин В.А. К вопросу построения оптимальных фильтров в аппаратуре регистрации биопотенциалов желудка/ В.А. Исайкин, В.В Масленников, B.C. Широков, А.П. Притыко // Хирургия. — 1975. — №4. — С. 78-82.

12. Моторная функция желудка и двенадцатиперстной кишки у детей с гастродуоденальной патологией: Сб. науч. работ им. Я.Д. Витебского. / Детская гастроэнтерология Сибири; А.И. Аминова. Новосибирск, 1999. — Вып.З. - С. 9-12.

13. Бачее И.И. Современные методы исследования моторной деятельности пищеварительного тракта // Хирургия. — 1978. — №8. — С. 125128.

14. Ворновицкий Е.Г. Использование накожной электрогастрграфии для оценки состояния желудочно-кичешного тракта / Е.Г. Ворновицкий, И.В. Фелъдштейн // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1998. — Т.126. — №11. — С. 597-600.

15. Нотова О.Л. Оценка моторной деятельности желудка и различных отделов кишечника по данным периферической полиэлектрографии : автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. мед. наук/ О.Л. Нотова. М., 1987. - 20с.

16. Ребров В.Г. Практические возможности электрогастрографии при различных способах ее отведения // Современные вопросы электрогастрографии: материалы I Всесоюзной конференции по электрогастрографии. Москва Изд-во Наука, 1975. - С. 173-176.

17. Собакин М.А. Физиологические поля желудка / М.А. Собакин; Новосибирск.: Наука, 1978. 134с.

18. Устинов В.Н. Конфигурация биопотенциалов гладких мышц желудка и двенадцатиперстной кишки // Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова. — 1974. — том 60. —№ 6. — С. 961-970.

19. Шляхова Т.Н. Роль электрогастрографии в прогнозировании рецидива язвенной болезни у рабочих некоторых профессий // Сборник «Инструментальные методы исследования во врачебной практике». — 1996. — С. 96-97.

20. Chen J. Frequensy components of the EGG and their correlations with gastrointestinal motility / J. Chen, R. Richards // Med. Biol. Eng. Comput. — 1993. — Vol. 31- P. 60-67.

21. Coenen C. Recording of data and immediate interpretation of myoelectric activity of the stomach—electrogastrography / C. Coenen, M. Theus, U. Theus. // Biomed Tech (Berl). — 1992 — № 37(5) — P. 99-105.

22. Chen J. Serosal and cutaneous recording of gastric myoelectrical activity in patients with gastroparesis/ J. Che, BD. Schirmer, RW. McCallum // Fm J Physiol. — 1994. — P. 90-98.

23. Chen J. Identification of gastric contractions from the cutaneous electrogastrogram/ J. Chen, RD. Richards, RW. McCallum // Gastroenterol.- 1994. P. 79-85.

24. Шредер M. Фракталы, хаос, степенные законы. Миниатюры из бесконечного рая / Манфред Шредер; пер. с англ. НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». Ижевск.: Нучно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 528 с.

25. Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов. Учебное пособие. / А.Д. Морозов; Нижний Новгород.: Издательство Нижегороского университета, 1999. 140с.

26. Федер Е. Фракталы / Е. Федер; пер. с англ. Ю.А. Данилов, А. Шукуров. М.: Мир, 1991. - 254 с.

27. Фрактальные структуры и процессы в биологии: Сб. тр. «Биомедицинская информатика и эниология» / В.М. Урицкий, H.H. Музалевская. -С.-Петерб, 1995. С. 84-130.

28. Антипов, О.И. Фрактальный анализ электрогастроэнтерографиче-ского сигнала /О.И. Антипов, М.Ю. Нагорная // Биомедицинская радиоэлектроника. — 2010. — №10. — С. 40-44.

29. Смирнова Г.О. Периферическая электрогастроэнтерография в клинической практике. Пособие для врачей / Смирнова Г.О., Силуянов C.B. Под ред. профессора В.А. Ступина. М., 2009. 20 с.

30. Kugiumtzis D. State space reconstruction parameters in the analysis of chaotic time series the role of the time window length/ Kugiumtzis. Physica. - D 95. - 1996. - P. 13-28.

31. Кузнецов С.П. Динамический хаос / С.П. Кузнецов; M.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. 296 с.

32. Постное Д.Э. Методы нелинейной динамики: Учеб. пособие для студ. физ. фак. / Д.Э. Постнов, А.Н. Павлов, C.B. Астахов; Саратов, 2008.- 120 с.

33. Петере Э. Хаос и порядок на рынках капитала. Новый аналитический взгляд на циклы, цены и изменчивость рынка / Э. Петере, пер. с англ. М.: Мир, 2000. 333 с.

34. Мусолимое В.М. Специальные разделы высшей математики / В.М. Мусалимов, С.С. Резников, Чан Нгок Чау; Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных технологий Механики и Оптики (СПбГУ ИТМО). СПб.: 2006. - 80 с.

35. Головко В.А. Нейросетевые методы обработки хаотических процессов / В.А. Головко; Научная сессия МИФИ -2005. VII Всероссийская научно-техническая конференция «Нейроинформатика 2005»: Лекции по нейроинформатике. М.: МИФИ, 2005. - С. 43-91.

36. Рюэлъ Д. О природе турбулентности. Странные аттракторы / Д. Рюэль, Ф. Такенс; под. ред. Я.Г. Синая, Л.П. Шильникова. М.: «Мир», 1981. - С. 117-151.

37. Takens F. Detecting Strange Attractors in Turbulence. Dynamical Systems and Turbulence / F. Takens; Lecture Notes in Mathematics. Berlin: Springer - Verlag, 1981. - V. 898. - P. 366-381.

38. Peitgen H.-O. Chaos and Fractals / H.-O. Peitgen, H. Jürgens, D. Saupe; N.Y.: Springer, 2004. 864 p.

39. X.B. Врур Структуры в динамике. Конечномерные динамические системы / Х.В. Брур, Ф. Дюмортье, ван Стрин С., Ф. Такенс; пер. с англ. под ред. Л.М. Лермана. — Ижевскю.: Институт компьютерных исследований, 2003. 336 с.

40. Заславский Г.М. Стохастичность динамических систем / Г.М. Заславский. М.: Наука, 1984. - 272 с.

41. Малинецкий Г.Г. Нелинейная динамика: Подходы, результаты, надежды / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов, A.B. Подлазов. Изд. 2-е. - М.: КомКнига, 2009. - 280 с.

42. Безручко Б.П. Математическое моделирование и хаотические временные ряды / Б.П. Безручко, Д.А. Смирнов. — Саратов.: Издательство ГосУНЦ «Колледж», 2005. 320 с.

43. A.A. Меклер Применение аппарата нелинейного анализа динамических систем для обработки сигналов ЭЭГ/Актуальные проблемы современной математики: учёные записки: под ред. проф. Калашникова Е.В., С.-Пб. Изд-во ЛГУ им. A.C. Пушкина. Т.13. - 2004. - 153 с.

44. Собакин M.A. Изучения моторики кишечника у хирургических больных с помощью электрогастрографа // Вестник хирургии. — 1970.9. — С. 51-56.

45. Ворновицкий Е. Г. Использование электрогастрографа ЭГС-3 для контроля за перистальтикой кишечника в послеоперационном периоде// Вестник хирургии. — 1966. — № 8. — С. 27-30.

46. Агеенко В. А. Исследования моторной функции желудка при язвенной болезни в до- и послеоперационном периоде методом электрога-стрографии / В. А. Агеенко, И. Я. Астрахан // Клиническая хирургия.1975. — №9. — С. 11-14.

47. Каминская Г. А. Моторная функция желудка (по данным электро-гастрографии) при некоторых заболевания органов пищеварения: авто-реф. дис. канд. мед. наук./ Г. А. Каминская Душанбе, 1972.

48. Журавлёв Д. Особенности проектирования усилителей биопотенциалов для приборов регистрации функциональных параметров человека / Д. Журавлёв, Ю. Балашов // Аналоговая техника. — 2005. — №8 (101). — С. 34-37.

49. Козлов Д.В. Проектирование регистраторов электрокардиосигнала для системы дистанционного мониторинга электрокардиограмм / Д.В. Козлов, A.A. Костин, Ю.С. Балашов // Chip News. — 2003. — № 8. — С. 46-50.

50. Журавлёв Д.В. Телеметрическая система контроля психофизиологического состояния операторов сложного оборудования / Д.В. Журавлёв, A.A. Костин, Ю.С. Балашов // Проектирование радиоэлектронных устройств и систем. — 2004. — С. 153—160.

51. Патент.- 42944 РФ, Портативное устройство контроля и регистрации биопотенциалов/ Д.В. Журавлёв, Ю.С. Балашов, A.A. Костин, A.C. Бовкун/ Опубл. 21.06.2004.

52. Бакалов В.П. Основы биотелеметрии // М.: Радио и связь. 2001. -352с.

53. Кликушин Ю.Н. Метод фрактальной классификации сложных сигналов. Интернет-публикация: журнал радиоэлектроники, №4, 2000, http://jre.cplire.ru/. (дата обращения: 15.07.2010).

54. Фомичев С.И. Электроэнцефалография. Интернет-публикация: информационная медицинская сеть Невронет, 2001, http://www.neuro.net.ru/. (дата обращения: 5.09.2010)

55. Нагорная М.Ю. Аппаратный комплекс для диагностики желудочно-кишечного тракта // Техника и технология. — 2008. — №4. — С. 1516.

56. Нагорная, М.Ю. Оценка параметров прибора ЭФГ-100 // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производствеи образованиих2008: тез. докладов Международная научно-практическая Интернет-конференция, г. Одесса. — 2008. — Том 6. С. 45-47.

57. Нагорная М.Ю. Установление рабочего режима прибора ЭФГ-100. //В материалах XVI Российской научной конференции: тез. докладов Самара: ПГАТИ, г. Самара. — 2009. — С. 130.

58. Нагорная М.Ю. Проблемы передачи и обработки биоэлектрической информации // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций: тез. докладов Десятая Международная научно-техническая конференция ПТиТТ-2009 г. Самара. — 2009. — С. 11-12.

59. Антипов О.И. Расчет показателя Херста для ЭГЭГ сигнала /О.И. Антипов, М.Ю. Нагорная // XVII Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: тез. докладов г. Самара. — 2010. — С. 136-137.

60. Антипов О.И. Показатель Херста биоэлектрических сигналов /О.И. Антипов, М.Ю. Нагорная // Инфокоммуникационные технологии. — 2011. — №1 (в печати).

61. Выскребенцева С.А. Нарушения моторики желудка при гастроэзо-фагеальной рефлюксной болезни / С.А. Выскребенцева, В.В. Алферов, Н.А. Ковалева, В.Д. Пасечников // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2005. - № 6. - С. 35—39.

62. Дабагов А. Р. Цифровая радиология и диагностика. Достижения и перспективы// Журнал радиоэлектроники: электронный журнал, Гл. ред. Ю.В. Гуляев. -2009. №5 http://jre.cplire.ru/jre/may09/index.html (дата обращения: 24.10.2010)

63. Куляс М.О. Аппаратно-программный комплекс для записи и обработки электрогастроэнтерографических сигналов /М.О. Куляс, М.Ю. Нагорная // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. — 2011. — №1 (в печати).