ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2021, № 6 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Устройство для измерения параметров сердечного ритма и генерации радиофизических сигналов обратного воздействия

П.А. Кобрисев1, А.В. Корженевский1, В.А. Черепенин1

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2021.6.12 УДК 53.083.2 EDN ABPCLZ

Аннотация

Разработан опытный образец устройства для радиофизической диагностики сердечного ритма. Описана модульная структура устройства. Для сбора данных измерительной системой подобран интеллектуальный датчик. На программно-аппаратном уровне настроена процедура обмена данными между датчиком и компьютером. Построены алгоритмы цифровой обработки сигналов, в частности фильтрации, удалении артефактов различной природы и спектрального анализа биофизических данных. Продемонстрированы результаты измерения вариабельности сердечного ритма. Изложен принцип подбора сигнала для воздействия на организм, использующий данные о флуктуациях периодов сердечных сокращений.

  • вариабельность сердечного ритма
  • фликкер-шум
  • возмущающее поле
Abstract (in English)

Device for measuring heart rate parameters and generating radio-physical feedback signals

The prototype of the device for radiophysical diagnostic of heart rate was developed and its modular structure was described. Intelligent sensor was selected for data acquisition and measurement system. Data exchange procedure between sensor and computer was configured on hardware and software level. Digital signal processing algorithms were implemented, in particular, filtering, artifacts of different nature cancelling and spectral analysis of biophysical data. The results of heart rate variability measurement are demonstrated. The concept of organism exposure signal is represented, which utilizes information about heart rate fluctuations.

Для цитирования

Кобрисев П.А., Корженевский А.В., Черепенин В.А. Устройство для измерения параметров сердечного ритма и генерации радиофизических сигналов обратного воздействия // Журнал радиоэлектроники. – 2021. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.6.12

Литература

  1. Лобкаева Е.П., Девяткова Н.С., Комиссаров В.И. Обоснование подбора параметров импульсного магнитного поля для получения заданного биологического эффекта. Сборник материалов I Международной конференции. Саров, РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2005. С.8 - 20.
  2. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Шихлярова А.И., Кузьменко Т.С., Барсукова Л.П., Марьяновская Г.Я., Шейко Е.А., Евстратова О.Ф., Жукова Г.В. Магнитные поля, адаптационные реакции и самоорганизация живых систем. Биофизика. 1996. Т.41. №4. С.898-905.
  3. Пригожин И. Конец определенности. Время, хаос и новые законы природы. Ижевск, НИЦ "Регуляторная и хаотическая динамика". 2000.
  4. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Москва, Институт компьютерных исследований. 2002. 656 с.
  5. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б., Подлазов А.В. Нелинейная динамика: подходы, результаты, надежды. Москва, URSS. 2006.
  6. Баевский, Р.М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. Москва, Медицина, 2000.
  7. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Волковская И.В. Вариабельность сердечного ритма: методы измерения, интерпретация, клиническое использование. Анналы аритмологии. 2009. Т.6. №4. С.21-32.
  8. Патент RU № 2714438. Девяткова Н.С., Лобкаева Е.П., Синельникова И.А. Способ оценки функционального состояния организма. Опубликован 14.02.2020. Бюлл. №5.
  9. Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiological Measurement. 2007. Vol.28. P.1-39.
  10. András Bánhalmi, János Borbás, Márta Fidrich, Vilmos Bilicki, Zoltán Gingl and László Rudas. Analysis of a Pulse Rate Variability Measurement Using a Smartphone Camera. Hindawi Journal of Healthcare Engineering. Vol.2018. Article ID 4038034. https://doi.org/10.1155/2018/4038034
  11. Fedotov A.A., Akulov S.A., Akulova A.S. Motion artifacts reduction in wearable respiratory monitoring device. EMBEC & NBC 2017. Vol. 65. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5122-7_280
  12. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов А.В., Федоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Вестник аритмологии. 2002. №24. С.65.
  13. Moody G.B. Spectral analysis of heart rate without resampling. Computers in Cardiology Proceedings. 1993. P.715-718.
  14. Мамий В.И. Спектральный анализ и интерпретация спектральных составляющих колебаний ритма сердца. Физиология человека. 2006. Т.32. №2. С.52-60.