Вейвлет-преобразование как механизм анализа спектральных характеристик кардиоинтервалов
Анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) начал развиваться в начале 60-х годов. Это метод оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме человека, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами нервной системы [1-3]. Следует отметить, что сфера применения метода анализа ВРС многогранна. Это обусловлено тем, что он является единственным доступным, неинвазивным, достаточно простым и относительно дешевым методом оценки вегетативной регуляции сердечного ритма.
Динамический ряд кардиоинтервалов может быть как стационарным, так и нестационарным процессом. Следует отметить, что на практике в каждой КИГ (кардиоинтервалограмме) содержатся элементы нестационарности. Вариабельность сердечного ритма отражает сложную картину разнообразных влияний на систему кровообращения с интерференцией периодических компонент разной частоты и амплитуды, с нелинейным характером взаимодействия разных уровней управления.
Структура сердечного ритма включает колебательные компоненты в виде дыхательных и не дыхательных волн, исследованием которых занимается спектральный анализ [4]. Однако классический спектральный анализ позволяет обнаружить присутствие частотной составляющей, но не может ответить на вопросы: является ли эта составляющая постоянной; если нет, то в какой период времени она возникла или исчезла. Другими словами, обнаружить частоту (период) исследуемых данных можно, но ответить на вопросы, связанные с временным существованием этой частоты – невозможно. Понятие «вейвлет» появилось сравнительно недавно.
Дословно – «маленькая волна». Вейвлет-преобразование состоит в разложении сигнала по базису, сконструированному из знакопеременной функции с компактным носителем (функция отлична от нуля лишь на замкнутом интервале) [5]. В отличие от преобразования Фурье, оно обеспечивает двумерную (частота и время) развертку исследуемого одномерного сигнала, при этом частота и координата являются независимыми переменными, что дает возможность наблюдать динамику сигнала как во временной, так и в спектральной областях.
с – это механизм исследования временных рядов с выраженной неоднородностью, демонстрирующих эволюцию во времени своих основных характеристик – среднего значения, дисперсии, периодов, амплитуд.
Цель исследования: проанализировать возможности вейвлет-преобразования в проведении анализа спектральных характеристик кардиологических временных рядов с некоторой неоднородностью. Разработать программное приложение, позволяющее проводить вейвлет- анализ данных, строить вейвлет-спектры, обладающие наглядностью и простотой в интерпретации полученных результатов.
Присоединяйтесь к порталу и получите ответы из материалов и статей экспертов.
Или перейдите в раздел пациентов, чтобы сформулировать проблему через личный кабинет.