Введение к работе
^-актуальность. Развитие науки и техники приводит к усложнению йёдуемых и создаваемых объектов, характеризующихся большим емом информации. В этих, условиях актуально использование совре-ных методов вычислительной математики при решении задач анализа кционирования сложных объектов и оценки их состояния. В тоящее время известно много работ, посвященных этой проблеме, чительный вклад в развитие этой отрасли внесли коллективы, воз-вляемые А.Н.Тихоновым, И.А.Биргером, В.М.Ахутиным и другими, ультатом многочисленных исследований и разработок явилось никновение новой области знаний - вычислительной диагностики.
При решении диагностических задач очень важно иметь инстру-гальные методы и средства, позволяющие проводить классификацию ледуемых объектов и оценку их состояний. Существующие методы ссификациии, основанные на теории распознавания образов, ользуют саше общие представления об объектах и их свойствах и тому имеют ряд недостатков, связанных с требованием больших эмов обучающих выборок. Поэтому можно предположить, что сужение сса исследуемых объектов и учет априорной информации о их Яствах путем разработки диагностических моделей, позволит чшить качество существующих классификационных процедур и решать зе сложные задачи - задачи, связанные с обнаружением ранних м возникновения функциональных отклонений.
цепью работы является построение комплекса диагностических знаков, характеризующих динамику пульсового кровенаполнения; работка методов и программных средств формирования по графическим сигналам диагностических признаков и оценки их зства; экспериментальная проверка созданных алгоритмов и эдов при выявлении малых отклонений в состояниях сердечно-илистой системы человека-оператора, работающего в условиях гсционального перенапряжения.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие *чи: разработать и исследовать математическую модель графического сигнала с целью определения параметров состояния, эктеризующих пульсовое кровенаполнение; на основе формализации эчи оценки функциональных состояний разработать критерии зства диагностических признков, учитывающие их взаимосвязь с зметрами состояния; разработать и исследовать метод и граммные средства обработки реографических сигналов для
формирования диагностических признаков, отражающих измене: функционального состояния объекта, обусловленные измененивм і параметров состояния; разработать программные средства обрабо' статистических экспериментальных данных, ориентированных на ощ качества диагностических признаков, и провести сравнитель: анализ полученного комплекса диагностических признаков с наибо. распространенными, используя при этом модели сигналов и дан обследования сердечно-сосудистой системы у группы оператор работающих в условиях функционального перенапряжения.
методы исследования. Моделирование и исследование динам сердечно-сосудистой системы выполнено методами тео; гидравлических цепей, теории линейных дифференциальных уравнени методами оптимизации. Разработка и исследование диагностичес: признаков и методов их расчета выполнено на основе тео распознавания образов, моделирования случайных последовательное и г,5этодов статистического анализа экспериментальных данн Обследованш сердечно-сосудистой системы операторов проводил методами реогрзфии легочной артерии с последующей цифро обработкой регистрируемых сигналов на мини-ЭВМ.
Разработан эвристический алгоритм разбиения реализа реографического сигнала на участки, длиной в один цикл колеба системы и сфазированные относительно начала цикла, основанный анализе характерных элементов контура кривой. На основе введен формализации задачи оценки функциональных состояний разработ критерии качества ' диагностических признаков, характеризую информативность и специфичность в оценке параметра состоял Разработан метод расчета диагностических признаков, использую линейные дискриминантные функции, которые были построены группам моделируемых сигналов. Рассчитана информативно предложенных диагностических признаков при решении зад классификации состояний сердечно-сосудистой системы челове оператора. В результате сравнения с информативностью традицион медицинских показателей, а также коэффициентов спектральн разложения и разложения по базису Карунена-Лоева показ преимущество предложенной системы диагностических признаков.
практическая ценность. Разработанная диагностическая мод: реографического сигнала позволяет проводить исследовг
ериальной и венозной составляющих пульсового кровенаполнения :ависимо друг от друга, что значительно расширяет возможности ода реографии при анализе воздействия вредных факторов, ідлагаемш диагностические признаки в силу их высокой іцифичности и информативности позволяют решать более сложные [ачи, связанные с оценкой начальных (скрытых) фор* зщиональных нарушений и. локализации зоны их воздействия. :работанные методы и программные средства могут быть широко гользованы при исследовании различных циклических процессов в іачах получения описания сигналов в пространстве признаков, ітистического анализа векторов признаков, исследовании гарматйввости и построении линейного решающего правила, гальзование разработанных методов и программных средств іволяєт существенно снизить требования к качеству исходных мсей сигналов.
РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ. ПрОГраММНЫв
детва автоматизированной обработки и анализа физиологической юрмации релизованы на ЭВМ СМ1420 и внедрены в Куйбышевском іструкторском бюро автоматических систем. С помощью фаботанных программных средств были обработаны данные ;ледования пациентов "группы риска" и установлены признаки, шоляющие классифицировать малые отклонения в состоянии здечно-сосудистой системы человека-оператора, что подтверздзно -ами о внедрении. Программа моделирования пульсового крове-юлнения зарегистрирована в Государственном фонде алгоримов и )грамм (n Гос. регистрации 50880000534). Программа описания именных рядов в пространстве спектральных признаков внедрена в ЇЇЮ "Союзморинжгеология" и используется для обработки и анализа шых гидрометеорологических наблюдений (подтвервдено актом о щрении).
апробация работы. Основные положения диссертационной работы сладьшались и обсуждались: на коференции "Виброметрия", Москва, 52; на Всесоюзной научно-технической конференции "Иформацион--измерительные системы - 83", Куйбышев, 1983; на Куйбышевской іастной научно-практической конференции "Научно-технический irpecc и диспансеризация населения. Новое в медицине", Куйбышев, 56; на Второй Всесоюзной научно-технической конференции молодых шых и специалистов с международным участием "Контроль, зашюние и автоматизация в современном производстве", Минск, ЭО; на Всесоюзной научно-технической конференции "Идентификация,
измерениз характеристик и имитация случайных сигналов Новосибирск, 1991.
публикации. Основное содержание диссертации отражено четырнадцати печатных работах.
структура и объем диссертации. Диссертационная рабо изложена на 183 страницах машинописного текста, иллюстрирует рисунками и таблицами на 28 страницах и состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка литературы из 121 наименований и А приложений на 22 страницах.