МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра БТС
отчет
по лабораторной работе №5
по дисциплине «Управление в биотехнических системах»
Тема: Исследование вариабельности сердечного ритма и артериального давления.
Вариант 7.
Студентки гр. 0502 |
|
Лиоско Е.П. Потько А.А. |
Преподаватель |
|
Корнеева И.П. |
Санкт-Петербург
2023
Цель работы.
Исследование методов спектрального анализа сигналов сердечного ритма и мгновенного артериального давления (АД).
Задание.
Загрузить сигналы сердечного ритма и АД и отобразить их графики.
Выполнить процедуру удаления выбросов из исходных сигналов.
Выполнить интерполяцию сигналов сердечного ритма и АД.
Исследовать спектральные характеристики двух отрезков одинаковой длительности, соответствующих «Состоянию 1» и «Состоянию 2».
Основные положения работы.
Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) состоит в оценке изменчивости длительности последовательных кардиоциклов (RR-интервалов) на выбранном промежутке времени. В данной работе будет исследоваться ВСР двух фрагментов записей, соответствующих положению пациента стоя – «Состояние 1», и лежа «Состояние 2».
Последовательность RR-интервалов называют сигналом сердечного ритма, а его график – ритмограммой. На рис.5.1 схематично проиллюстрирована схема формирования сигнала сердечного ритма. При анализе ВСР вначале на ЭКГ определяются положения R-зубцов. Затем между ними последовательно измеряются интервалы времени, значения которых и составляют сигнал сердечного ритма.
Рис. 5.1. Схема формирования сигнала сердечного ритма и его график (ритмограмма).
Интерфейсные панели.
Диаграмма:
File Path Control – задаем путь к файлу.
Index Array – извлекаем значения массива;
– index col – присоединили 0 (порядковый индекс) – RR, 1 - АД.
Waveform Graph – строим график.
Feedback Node – обратная свзязь.
Автом-е опр-е выбросов.vi - автоматическое определение выбросов.
Ручное опр-е выбросов.vi - ручное выделение выбросов.
Норм-е знач-я и выбросы.vi - для объединения полученных значений выбросов сигнала сердечного ритма и построения графиков..
Интерполяция.vi - для получения значений интерполированного сигнала.
Add Array Elements - рассчитать продолжительность исследуемых сигналов в секундах.
Рисунок 1 – Диаграмма загрузки сердечного ритма и АД.
Исследование вариабельности сердечного ритма и артериального давления.
Рисунок 2 – Лицевая сторона. Графики ритмограммы и АД при автоматическом определении выбросов.
Рисунок 3 – Лицевая сторона. Графики интерполированных сигналов с выбросами.
Рисунок 4 – Лицевая сторона. Графики RR и А. Ручное удаление выбросов.
Рисунок 5 – Лицевая сторона. Графики интерполированных сигналов без выбросов. Ручное удаление выбросов.
Больше всего выбросов находится на графике артериального давления. Однако в отличие от него на графике RR выбросов, удаленных в ручную было больше.
Рисунок 6 – Лицевая сторона. Графики СПМ, ВСПМ, СПМ 2-го участка–СПМ 1-го участка для двух выбранных участков.
Рисунок 7 – Лицевая сторона. График «(ВСПМ 2-го уч.)–(ВСПМ 1-го уч.)».
Рисунок 8 – Лицевая сторона. Графики фазового сдвига для двух выбранных участков.
Выводы.
В ходе лабораторной работы мы получили:
Больше всего выбросов находится на графике артериального давления. Однако в отличие от него на графике RR выбросов, удаленных в ручную было больше.
Частоты, на которых наблюдается наибольшая мощность:
Таблица 1.
Сигналы |
Фрагменты |
Графики |
Преобладающие частоты, Гц |
Сердечный ритм |
1 |
СПМ 1-го уч. |
0,002; 0,005 |
2 |
СПМ 2-го уч. |
0,002; 0,025; 0,038 |
|
Артериальное давление |
1 |
СПМ 1-го уч.2 |
0,002; 0,005; 0,015; 0,05; 0,058 |
2 |
СПМ 2-го уч.2 |
0,002; 0,019; 0,038 |
Таблица
2
Анализ изменения спектра
СПМ на втором участке.
|
Изменение спектра СПМ на втором участке |
|
СПМ 2-го участка – СПМ 1-го участка |
В большую сторону на частотах |
В меньшую сторону на частотах |
для ритмограммы |
0,0076 Гц 0,014 Гц |
0,0005 Гц 0,004 Гц 0,005 Гц |
для АД |
0,0065 Гц 0,013 Гц 0,032 Гц 0,04 Гц 0,047 Гц |
0,0022 Гц 0,0044 Гц 0,015 Гц 0,049 Гц |
Таблица 3 Анализ графиков ВСПМ.
Сигналы |
Графики |
Общие частоты, Гц |
Сердечный ритм |
ВСПМ для 1 участка RR и 1 участка АД |
0,002; 0,02; 0,04 |
Артериальное давление |
ВСПМ для 2 участка RR и 2 участка АД |
0,001; 0,0045 |
Таблица 4 Анализ изменения спектра ВСПМ на втором участке.
«(ВСПМ 2-го уч.)–(ВСПМ 1-го уч.)» |
Изменение спектра СПМ на втором участке |
|
В большую сторону на частотах |
В меньшую сторону на частотах |
|
0,006 Гц 0,0125 Гц 0,045 Гц |
0,019 Гц 0,038 Гц 0,085 Гц |
|
Наибольшие значения сдвигов фаз между сигналами сердечного ритма (1 участок) и АД (1 участок) наблюдались на частотах 0,17 Гц и 0,3 Гц.
Наибольшие значения сдвигов фаз между сигналами сердечного ритма (2 участок) и АД (2 участок) наблюдались на частоте 0,4 Гц.