Розроблення аналогової частини каналу дослідження серцевого ритму
Автор: Матвійчук Тарас Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Біотехнічні та медичні апарати і системи
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Матвійчук Т.В., Сторчун Є.В. (Керівник). Розроблення аналогової частини каналу дослідження серцевого ритму. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020 Аналіз варіабельності ритму серця (ВРС) - це сучасна методика, яка використовується для визначення вегетативних впливів на серце, а також напруженості регуляторно-адаптаційних механізмів [1]. Ритм серця є реакцією організму на різноманітні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища. При цьому частота серцевих скорочень визначається численними регуляторними механізмами. Тому комплексна оцінка впливу на ритм серця різних регуляторних ланок дає можливість встановити диференційно-діагностичні критерії функціонального стану серцево-судинної системи, дослідити адаптаційні резерви організму, та, за умов надмірного подразнюючого впливу, визначити прогноз захворювання та вжити оптимальних профілактичних та терапевтичних заходів. Методика ВРС знаходить широке застосування при рішенні задач діагностики і прогнозуванні в клініці, при визначенні психофізіологічних харак¬теристик людини-оператора і та інші. На даний час відомо про можливість дослідження варіабельності ритму серця за периферійним пульсом у людей [1]. Існує значна кількість візуальних та кількісних методів аналізу варіабель¬¬ності серцевого ритму (ВСР) [2 - 4]. Рекомендаціями робочої групи Європейського кардіологічного товарист¬ва і Північно - Американського товариства стимуляції та електрофізіології, з метою стандартизації, передбачено проводити короткочасну, у фізіо¬логічно стабільних умовах (5 хв.), і?або добову реєстрацію електрокардіо¬грами з наступним аналізом ритму [3]. Об’єкт дослідження - реєстрація пульсового сигналу дистальних відділів артеріальної системи організму людини з метою аналізу ритму серця. Предмет дослідження - фотоплетизмографічний метод реєстрації пульсового сигналу дистальних відділів артеріальної системи організму людини з метою аналізу ритму серця. Мета дослідження - обґрунтування структури та параметрів аналогової частини каналу реєстрації пульсового сигналу з метою оцінки варіабельності ритму серця та експериментальне дослідження макетів первинного перетво¬рювача названого сигналу. Для реєстрації пульсового сигналу флангів пальцю було обґрунтовано застосування методу фото плетизмографії з використанням оптронів з відкритим оптичним каналом. Обгрунтовано структуру аналогової частини каналу реєстрації пульсового сигналу, характеристики її окремих елементів. Зазначена структура містить: оптрон з відкритим оптичним каналом, пасивний фільтр високих частот з постійною часу 0,32 с, попередній підсилювач сигналу, активні фільтри: високих частот другого порядку (частота зрізу 0,5 Гц), низьких частот (частота зрізу 10 Гц), а також додатковий підсилювач сигналу з регульованим коефіцієнтом підсилення. Така структура забезпечує зменшення впливу дихальної завади у ~ 4 рази, а мережевої ~ 63 рази. Для забезпечення захисту від артефактів руху передбачено, окрім фіксації первинного перетворююча відносно фаланги пальця, елементи кріплення конструкції на зап’ястку руки. В цих елементах, конструктивно, передбачено розташування електронних елементів каналу. У макетах первинних перетворювачів пульсового сигналу пальців людини було застосовано оптрони з відкритим оптичним каналом типу CNY70 та SG-2BC. Експериментальні дослідження макетів було проведено на 3 фалан¬гах пальців кожної руки 2 волонтерів (загальна кількість фаланг 24). За результатами вимірювань було отримано: середнє значення вихідного сигна¬лу (47?18) мВ (CNY70) і середнє значення вихідного сигналу (22?12) мВ (SG-2BC). 1. Коваленко С. О. Характеристика та теоретичні основи методів аналізу варіабельності серцевого ритму// Український журнал медицини, біології та спорту.-2018.- №2(4).-с.223-233. 2. G. E. Billman, H.V. Huikuri, J. S. Sasha// An introduction to heart rate variabi¬lity: methodological considerations and clinical applications.- Front. Physiology.- 2015.- 25 February.- DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2015.00055. 3. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Guidelines//European Heart Journal.- 1996.- № 17.- с. 354–381. 4. M. Malik. Heart rate variability//Annals of noninvasive electrocardiology.- 1996. - V.1.- Issue 2.- p.p.151-181.- DOI: https//doi.org/10.1111/j.1542-474X.1996.tb00275.x.