Выявление информативных параметров сигналов электронной аускультации для определения характера шумов дыхания

Методы исследования дыхательной системы человека
2(17)
Методы
Спирометрия
Это безболезненная, несложная для пациента процедура, которая ситуациях помогает врачу определиться с диагнозом.
Флюорография
Это несложный, быстрый, неинвазивный, безопасный для пациента метод.
Аускультация
Это простое обследование, не требующее от пациента особой подготовки.
Точки аускультации

Виды дыхательных шумов
3(17)

1
2
5
7
4(17)
Виды дыхательных шумов

Оценивались следующие вероятностные характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение, ассиметрия, эксцесс, где N –число испытаний , xn –испытание.
Методика вычисления вероятностных характеристик
5(17)

6(17)
Новейшие разработки в области электронной аускультации

8(10)
Методика спектрального анализа
Условие для построения 3D спектра
Условие для построения амплитудного спектра
Дискретное преобразование Фурье для выборки процесса где xk – число испытаний, k=0, ..., N–1, задается формулой:
Амплитудный спектр определяется через спектр мощности и имеет размерность (ед), где Т – интервал наблюдения, Gcm – спектр мощности:

Спектральный анализ сигнала везикулярного дыхания
9(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

Спектральный анализ сигнала бронхиального дыхания
10(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

Спектральный анализ сигнала влажных хрипов
11(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

Спектральный анализ сигнала крепитации
12(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

Спектральный анализ сигнала сухих хрипов
13(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

Спектральный анализ сигнала шума трения плевры
14(10)
Сигнал
Спектр сигнала
Амплитудный спектр вдоха
Амплитудный спектр выдоха

15(10)
Карта признаков для определения типа шумов дыхания

Заключение
1. Выполнен анализ существующих методов и приборов аускультации, в результате которого выявлено, что современные электронные фонендоскопы не находят широкого применения по причине отсутствия функциональных преимуществ аускультации: низкое качество сигнала, затрудняющее его восприятие врачами, слабые возможности по анализу регистрируемых сигналов. Для разработки более интеллектуальных приборов, способных идентифицировать шумы дыхания, необходимо выделить наиболее существенные отличительные информативные признаки в типовых сигналах, используемых при обучении специалистов по аускультации.
2. Однозначная зависимость статистических параметров (математическое ожидание, амплитуда, дисперсия, эксцесс, среднеквадратическое значени) от характера шумов дыхания при анализе сигналов на вдохе и выдохе во временной области не выявлена по причине невозможности нормирования амплитудных значений сигнала. Интерес может представлять исследование указанных параметров в динамике.
3. Результаты спектрального анализа учебных сигналов с записью шумов дыхания различного типа: везикулярное дыхание, бронхиальное дыхание, сухие и влажные хипы, шум трения плевры, крепитация (по 3 сигнала на каждый тип и по несколько стадий вдоха–выдоха внутри каждого сигнала) – показали, что для идентификации шумов дыхания по типу следует использовать как амплитудный спектр стадий вдоха и выдоха, так и мгновенные спектры (спектрограммы). Разработана карта признаков для определения типа шумов дыхания.
16(16)