Применение методов биорадиофотоники для обработки биоэлектрических сигналов
Аннотация:
Предмет исследования. В работе рассмотрено применение современных и перспективных методов биорадиофотоники для обработки биоэлектрических сигналов на базе оптических и акустооптических устройств. Основные трудности применения этих методов связаны с тем, что исследуемые сигналы являются низкочастотными, и требуется разработка специальных мер адаптации рассматриваемых устройств для их обработки. Метод. Предложено вводить информационный биоэлектрический сигнал в акустооптическую систему обработки с временны́м интегрированием, используя модуляцию высокочастотной несущей с линейной частотной модуляцией низкочастотным информационным сигналом. Такая система должна обеспечить реализацию операции свертки с помощью ячеек Брэгга, которые ориентированы навстречу друг к другу. Предложенный подход обеспечил возможность вычисления спектра мощности биоэлектрического сигнала и его вейвлет-преобразования, причем наличие несущей с линейной частотной модуляцией обязательно для обоих видов обработки. Впервые использован метод предварительного сжатия биоэлектрического сигнала для его переноса в высокочастотную область. Это позволило вводить низкочастотный информационный сигнал в высокочастотную акустооптическую систему обработки с пространственным интегрированием. В простом акустооптическом корреляторе с опорным транспарантом на выходе фотоприемника сформирована огибающая корреляционной функции. Применен набор опорных транспарантов в многоканальном корреляторе для реализации вейвлет-анализа протяженного биоэлектрического сигнала с использованием материнского вейвлета. Предварительная оптическая обработка исследуемого сигнала осуществлена на жидкокристаллических матрицах. Основные результаты. Выполнен анализ обработки электрокардиосигналов, снятых с подопытных животных (крыс) с использованием жидкокристаллической матрицы для ввода этих сигналов в оптическую систему. Показано, что спектральная и вейвлет-обработка могут быть реализованы без использования модуляции высокочастотной несущей низкочастотным информационным сигналом. Практическая значимость. Использование полученных результатов позволит создать новое семейство устройств вейвлет-обработки биоэлектрических сигналов, реализуемой в реальном масштабе времени, что внесет важный вклад в совершенствование диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, головного мозга и центральной нервной системы.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Влияние размерности, геометрии и ориентации наноструктур на распределение электрического поля в вопросах усиления комбинационного рассеяния света
- Оптические свойства планарных плазмон-активных поверхностей, модифицированных золотыми нанозвездами
- Автоматическое распознавание структур в полупрозрачных движущихся объектах на основе голографической муаровой интерферометрии
- Применение технологий нейронных сетей и компьютерного зрения для анализа изображений кожных новообразований
- Применение метода цифровой голографической интерферометрии для исследования низкотемпературной импульсной плазмы
- Полихромный источник света для реализации многоспектрального метода обработки изображений кожных новообразований
- Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO3 фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции
- Расчет и оптимизация оптической схемы фотоприемного модуля спектрального диапазона 1,3–1,6 мкм
- Анализ остаточных признаков с декомпозицией по эмпирическим модам для извлечения пространственных последовательных шаблонов из серийных изображений дистанционного зондирования
- Формирование траектории цифрового двойника многозвенного механизма с использованием адаптивного алгоритма оценки параметров нелинейного движения
- Исследование спектрально-люминесцентных свойств квантовых точек CsPb(BrCl)3 во фторфосфатных стеклах
- Исследование оптических явлений в мультиспектральном матричном фотоприемнике на основе кремния
- Исследование влияния отклонения от стехиометрии иттрий алюминиевого граната на эффективность конверсии ионов хрома в четырехвалентное состояние
- Влияние низких температур и термического отжига на оптические свойства квантовых точек InGaPAs
- Контроль динамики экструзии при трехмерной печати изделий
- Подход к обнаружению сообщества в динамических сетях, основанный на принудительной неотрицательной матричной факторизации
- Система визуального отображения изменения физиологического состояния пациентов с хроническим нарушением сознания и передачи данных по беспроводной оптической связи
- Обработка данных ледовой разведки при условии низкого качества исходных изображений
- Прогнозирование летального исхода у пациентов с установленным диагнозомCOVID-19
- Генерация слабейших предусловий программ с динамической памятью в символьном исполнении
- О возможности расширения исследуемых динамических диапазонов в термоанемометрии
- Эффект биений в одноосноориентированных полимерных материалах
- Численная методика расчета тяги сопла широкодиапазонного ракетного двигателя
- Численное моделирование характеристик высоконесущих профилей с энергетическими методами увеличения подъемной силы