Етапи аналізу сигналів
Паралельно до етапів, зображених на рис.7.2, обробка біосигналів звичайно складається як мінімум з чотирьох стадій (див рис.7.3):
вимірювання або спостереження, це є виявлення сигналів,
перетворення і зменшення сигналів
обчислення сигнальних параметрів, які діагностично істотні
інтерпретація або класифікація сигналів.
Рис.
7.17. Загальна схема
лікувально – діагностичного процесу.
Цикл може бути пройдений тільки один
раз, наприклад, протягом консультації,
або багато раз, наприклад, коли пацієнта
обстежують на спеціальному обладнанні.
Р
ис.
7.18. Чотири стадії обробки
біосигналу. Перші дві стадії мають
справу з синтаксисом сигналу; останні
дві стадії – з семантичними сигнальними
властивостями.
Реєстрація, трансформація та класифікація сигналів
В першій стадії, реєстрації сигналів, ми використовуємо перетворювачі, щоб отримати електричні сигнали, які можуть оброблятися комп’ютерами. На стадії реєстрації сигналів, хімічні або механічні сигнали перетворюються в електричні сигнали, і сигнали, які вже є електричними – вибрані електродами. В цій першій стадії дуже важливо, підтримувати сигнал для того щоб ентропія була як можливо низькою для отримання сигналу з низькою патологією, а саме, з високим відношенням сигнал-шум. Сигнали перетворені на електричні форми, перетворюються на цифрові (перетворюють в цифрову форму) таким чином, що вони можуть оброблятися комп’ютерами.
В другій стадії, ми хочемо перетворити сигнали таким чином, щоб ми змогли отримати семантичні параметри в третій стадії. Другий крок називається попередня обробка. Сигнали містять набагато більше даних, ніж фактично потрібні, щоб отримати параметри, які мають семантичну інформацію. Це називається надлишком. Наприклад, щоб діагностувати лівий блок в’язки, що відгалужується, від електрокардіограми (ЕКГ), лікарю достатньо мати тільки один з трьох комплексів ЕКГ, замість багатьох комплексів, які звичайно потрібні. Проте, щоб діагностувати певні види серцевих аритмій, потрібно декілька годин записувати ЕКГ. Іноді надмірність даних використовується, щоб виключити компоненти шуму, наприклад, за допомогою фільтрації. Іншими словами: протягом попередньої обробки або стадії перетворення, ми хочемо:
зменшити патологію
зменшити кількість даних таким чином, щоб ми змогли обчислити діагностично найістотніші параметри.
Третя стадія дає семантично доречні параметри (також викликані особливості), які можуть бути використані для визначення діагнозу. Такі сигнальні особливості повинні мати дискримінаційну потужність, наприклад, щоб з’ясувати, чи пацієнт має хворобу А або хворобу B, або чи є тенденція в процесі хвороби. Особливості отримують іноді швидше комплексні методи обробки сигналу. Ці методи мають багато спільного з методами, які використовуються в обробці зображення. Отримані сигнальні параметри людиною або за допомогою комп’ютера допомагають при вирішенні стадії інтерпретації.