Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние проблемы обнаружения и устранения помех, шумов и искажений в биоэлектрических сигналах 11
1.1 Особенности съема, обработки и анализа электрокардиографического сигнала 12
1.2 Анализ помех и шумов ЭКГ 17
1.3 Способы борьбы с помехами в современной электрокардиографической аппаратуре 26
1.4 Анализ современных методов и алгоритмов обнаружения и устранения помех в электрокардиографическом сигнале 29
1.5 Выводы 35
ГЛАВА 2 Теоретические предпосылки решения задачи обнаружения помех в биосигнале 37
2.1 Вейвлет-преобразование 37
2.1.1 Преобразование и ряд Фурье 39
2.1.2.Непрерывное вейвлет-преобразование 41
2.1.3 Дискретное вейвлет-преобразование (ДВП) 43
2.1.4 Примеры вейвлет-образующих функций 45
2.2. Анализ независимых компонент 47
2.2.1 Модель метода независимых компонент 48
2.2.2 Независимость случайных величин 49
2.2.3. Предварительная обработка сигнала перед анализом НК 52
2.2.4 Алгоритмы АНК 53
2.3 Искусственные нейронные сети 55
2.3.1 Биологический нейрон 56
2.3.2 Математическая модель биологического нейрона 57
2.3.3. Функции активации 59
2.3.4 Структура нейронной сети 61
2.3.5 Многослойный персептрон 62
2.3.6 Обучение нейронной сети 64
2.3.7 Типы нормализации 69
2.4.Выводы 70
Глава 3 Исследование нейросетевого подхода к анализу электрокардиосигналов 72
3.1 Описание экспериментального архива данных 72
3.2 Алгоритм формирования анализа базы данных 79
3.3 Методика формирования входного образа ЭКС 82
3.4 Разработка структуры базы данных ИНС 85
3.5 Процедура проведения исследований 86
3.6 Обоснование выбора функций активации 3.6.1 Исследование эффективности работы многослойного персептрона с одним скрытым слоем 90
3.6.2 Исследование эффективности работы многослойного персептрона с двумя скрытыми слоями 92
3.7. Обоснование выбора количества скрытых слоев 95
3.8 Обоснование выбора типа структуры ИНС 96
3.9. Разработка методики нахождения оптимального количества нейронов скрытого слоя 98
3.10 Разработанная структура ИНС и ее параметры 102
3.11 Выводы 103
ГЛАВА 4 Экспериментальные исследования нейросетевой системы обнаружения искажений в ЭКС 106
4.1 Результаты исследования искусственной нейронной сети 107
4.1.1 Исследование возможности выявления искажений в электрокардиосигнале на основе комплексного применения дискретного
вейвлет-преобразования и нейросетевого анализа 107
4.1.2 Результаты исследования искусственной нейронной сети без применения дискретного вейвлет-преобразования 113
4.1.3.Сравнительный анализ результатов ИНС с применением ДВП и без его применения 116
4.2 Разработка системы обнаружения искажений в ЭКС 117
4.3 Результаты исследования возможности применения эмпирической модовой декомпозиции для устранения помеховых искажений в ЭКГ 118
4.3.1 Устранение дрейфа изолинии 120
4.3.2. Устранение высокочастотных помех из ЭКГ 122
4.4 Возможные области применения разработанной системы обнаружения искажений ЭКС (СОИ ЭКС) и пути ее развития 122
4.5.Сравнение полученных результатов с аналогом 126
4.6. Разработка программного обеспечения оценки качества ЭКГ 127
4.7 Выводы 129
Заключение 130
Библиографический список
