Формирование эффективного набора информативных признаков при классификации реографических данных
Диссертация
Использование математических методов требует объективных диагностических данных, полученных инструментальными методами. Одним из широко используемых инструментальных методов в медицине является метод реографии, основанный на регистрации изменений электрического импеданса органов, обусловленных пульсовыми колебаниями их кровенаполнения при сердечном сокращении, представляемых в виде аналоговых… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ СЛОЖНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ
- 1. 1. Общие свойства сложных физических систем
- 1. 1. 1. Задачи, решаемые при исследовании сложных физических систем, и используемые при этом методы
- 1. 1. 2. Области компетентности различных методов
- 1. 2. Методы исследования временных рядов
- 1. 2. 1. Анализ функции тренда
- 1. 2. 2. Анализ периодической составляющей
- 1. 2. 3. Анализ случайной составляющей
- 1. 2. 4. Вейвлет-анализ
- 1. 3. Применение нейросетей для обработки биомедицинских сигналов
- 1. 4. Применение современных методов анализа временных рядов для обработки биомедицинских сигналов
- 1. 5. Выводы
- 1. 1. Общие свойства сложных физических систем
- ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ КЛАССИФИКАТОРОВ НА ОСНОВЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕОГРАМ
- 2. 1. Исследование внутримозгового и внутриглазного крово тока методом реографии
- 2. 1. 1. Анализ реографической кривой
- 2. 1. 2. Визуальный анализ
- 2. 1. 3. Численный анализ реозаписей
- 2. 2. Таблицы данных
- 2. 3. Визуализация данных
- 2. 4. Построение нейросетевого классификатора
- 2. 4. 1. Решение задач нейронными сетями
- 2. 4. 2. Обучение нейронных сетей
- 2. 4. 3. Входные сигналы сети
- 2. 4. 4. Построение моделей 62 2.5. Выводы
- 2. 1. Исследование внутримозгового и внутриглазного крово тока методом реографии
- 3. 1. 1. Дискретное преобразование Фурье
- 3. 1. 2. Устранение дыхательного паттерна
- 3. 1. 3. Шаги алгоритма предварительной обработки реограмм
- 3. 2. Формирование таблицы и предварительный анализ данных
- 3. 3. Построение нейросетевых классификаторов на базе коэффициентов Фурье-преобразования реограмм
- 3. 4. Анализ устойчивости процедуры определения признаков 84 3.5Выводы
- 4. 1. Непрерывное и дискретное вейвлет-преобразование реограмм
- 4. 2. Исследование возможности использования вейвлет-коэффициентов реограмм для построения классификационных моделей
Список литературы
- Айвазян, А. Прикладная статистика. Исследование зависимостей: Справ, изд. / А. Айвазян, И. С. Енюков, Л.Д. Мешалкин- Под ред. A. Айвазяна. — М.: Финансы и статистика, 1985. — 487с.
- Айвазян, А. Прикладная статистика. Основы моделирования ипервичная обработка данных: Справ, изд. / А. Айвазян, И. С. Енюков, Л.Д. Мешалкин- Под ред. А. С. Айвазяна. — М.: Финансы и статистика, 1985.-471с.
- Алеев, Л.С. Вопросы использования методов искусственного интеллекта в построении систем управляемого электрофизического исследования / Л. С. Алеев, О. А. Горбунов, В. З. Тыднюк // Бионика и биомедкибернетика — 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л., 1986.
- Алхасан, А. Спектральные методы автоматического определенияартефактов в цифровых ЭЭГ-системах / А. Алхасан, Е. Л. Вассерман, B. В. Геппенер // Мед. техника. — 1996. — № 4. — 5−7.
- Андерсон, Т. Статистический анализ временных рядов / Т. Андерсон.- М.: М и р, 1976.-755с.
- Апозян, Т.Ф. Использование методов цифрового спектрального анализа при обработке медико-биологической информации в автоматизированном режиме / Т. Ф. Апозян // Бионика и биомедкибернетика 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л., 1986.
- Астафьева, Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения / Н. М. Астафьева // Успехи физ. наук. — 1996. — Т.166, вьш.11. C. 1145−1170.
- Балуев, Э-Г. Исследования в области импедансных изменений параметров организма / Э. Г. Балуев // Метрология медицинских измерений. -М., 1983.
- Батутина, В.М. Обработка реограмм на персональном компьютере/В.М Батутина, Им Тхек-де, Е. Н Комаровских // Моделирование неравновесных систем: Тез. докл. всероссийского семинара. — Красноярск, 1999. 25.
- Батутина В. М. Обработка реограмм методами спектральной инейросетевой технологий / В. М. Батутина // Материалы всероссийской конференции молодых ученых посвященной 10 летию ИВТ СО РАН, Новосибирск, 2000. 78 — 81.
- Батутина В. М. Обработка реографических данных в задаче диагностики глаукомы / В. М Батутина, Им Тхек-де, Е. Н Комаровских, В. В Слабко // Электронный журнал «Исследовано в России», 99, 2002. 1081 — 1091
- Башашин, М.В. Переработка ЭКГ в компьютерном кардиологическом комплексе / М. В. Башашин, К. В. Дидковский, А. Н. Шишилов // Науч. сес. Моск. гос. инж.-физ. ин-та (техн. ун-та), МИФИ-98, Москва, 1998: Сб. науч. тр. 4.9. — М. , 1998. — 27−30.
- Беднат, Дж. Прикладной анализ случайных данных / Дж. Бендат, А.Пирсол. — М.: Мир, 1989. — 540с.
- Беднат, Дж. Применение корреляционного и спектрального анализа /Дж. Бендат, А. Пирсол. — М.: Мир, 1983. — 312с.: ил. — Библиогр.: 305−306
- Беляев, K.P. Коррекция фазовых искажений и обработка биомедицинских сигналов / K.P. Беляев, A .A. Морозов // Вестник МГТУ, 1993.-Хо4.-С. 40−53.
- Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А.Пирсол. — М.: Мир, 1974. — 464с.: ил.
- Бернюков, А.К. Особенности спектрального анализа биомедицинских сигналов / А. К. Бернюков, Л. Т. Сушкова // Конверсия, приборостроение, рынок: Матер, междунар. науч.-техн. конф. 14−16 мая 1997. 42. — Владимир, 1997. — 207−210.
- Биопотенциалы мозга человека: Мат. анализ / B.C. Русинов, О. М. Гриндель, Г. Н. Болдырева, Е.М. Вакар- АН СССР, АМН СССР. — М.: Медицина, 1987. -255с .
- Богатушин, И.Я. Быстрая идентификация биологических и медицинских сигналов / И. Я. Богатушин // Биомед. информатика и эниология: проблемы, результаты, перспективы. — СПб, 1995. — 64−73.
- Бодунов, М.В. «Алфавит» ЭЭГ: типология стационарных сегментовЭЭГ человека / М. В. Бодунов // Индивидуально-психологические различия и биоэлектрическая активность мозга человека. — М., 1988. — С. 56−70.
- Бокс, Дж. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Вьш.2:Пер. с англ. / Дж. Бокс, Г. Дженкинс. — М.: Мир, 1974. — 197с.
- Бондарь, А.Т. К вопросу об амплитудной модуляции ЭЭГ человека /А.Т. Бондарь, А. И. Федотчев // Физиология человека. — 2000. — Т.26, № 4. -С. 18−24.
- Бриллинджер, Д. Временные ряды: Обработка данных и теория / Д.Бриллинджер. — М.: Мир, 1980. — 536с.
- Бродский, Б.Е. Непараметрическая сегментация электрических сигналов мозга / Б. Е. Бродский, Б. С. Дарховский, А. Я. Каплан и др. // Автоматика и телемеханика. — 1998. — №. — с.
- Буров, Ю.В. Влияние амиридина на спектральные характеристикиЭЭГ человека / Ю. В. Бурлов, А. Я. Каплан // Эксперимент, и клин, фармакология. — 1996. — № 6. — 5−8.
- Бусленко, Н. П. Лекции по теории сложных систем / Бусленко Н. П., Калашников В. В. — М., Издательствао «Советское радио»
- Вайнерман, Л.И. Анализ биомедицинской информации с помощьюполиномов дискретного аргумента / Л. И. Вайнерман, В. Б. Смелянский // Бионика и биомедкибернетика — 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л, 1986.
- Винер, Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине: Пер. с англ. / Н. Винер- Под ред. Т. Н. Поварова. — М.: Сов. радио, 1968.-326с.
- Волин, Д.В. анализ электроэнцефалограмм с использованием методаПрони / Д. В. Волин // Микроэлектроника и информатика — 97: Межвуз. Науч.-техн. гонф. Москва, 1997: Тез. докл. 4.1. — М., 1997. — 136.
- Воробьев, В.И. Теория и практика вейвлет-преобразования / В. И. Воробьев, В. Г. Грибунин. — СПб.: ВУС, 1999. — 203с.
- Воробьев, А. Методы обработки структурных кривых с повторяюп.-имися признаками формы при обработке результатов медикобиологического эксперимента / А. Воробьев, А. А. Яшин // Вести, новых мед. технологий. — 1998. — Т.5, № 3−4. — 17−19.
- Врубель, М.М. Сравнительный анализ электрокардиосигналов в частотной области / М. М. Врубель, Л.В. Семененко// Бионика и биомедкибернетика — 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л., 1986.
- Галушкин, А.И. Континуальные нейронные сети. / A.M. Галушкин. //Нейрокомпьютер. — 1992. — № 2. — 9−14.
- Галушкин, А.И. О современных направлениях развитиянейрокомпьютеров / А. И. Галушкин // Информ. технологии. — 1997. № 5. — С. 2−6.
- Горбань, А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере / А. Н. Горбань, Д. А. Россиев. — Новосибирск: Наука, 1996. — 276с.
- Горбань, А.Н. Обобп^енная аппроксимационная теорема и вычислительные возможности нейронных сетей / А. Н. Горбань // Сиб. журн. вычисл. математики. — 1998. — № 1. — 11 — 24.
- Горбань, А.Н. Обучение нейронных сетей / А. Н. Горбань. — М.: СП"ParaGraph", 1990. — 160с.
- Залманзон, Л.А. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях. — М.: Наука, 1989. 496с. — (Вычисл, техника и вопросы кибернетики).
- Згуровский, М.З. Обобш-ение методов анализа сложных физическихпроцессов и полей на основе методов системного подхода / М. З. Згуровский // Кибернетика и системный анализ. — 1995. — № 3. — 143 154.
- Зиновьев, А.Ю. Визуализация многомерных данных: Монография. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2000. — 168с.
- Иваницкий, Г. А. Использование искусственных нейросетей дляраспознавания типа мыслительных операций по ЭЭГ / Г. А. Иваницкий, А. Р. Николаев, A. M. Иваницкий // Авиакосм, и экол. медицина. — 1997. — Т.31, № 6. — 23−28.
- Илюхина, В.А. Сверхмедленные физиологические процессы и межсистемные взаимодействия в организме / В. А. Илюхина, З. Г. Хабаева, А. И. Никитина и др. — Д.: Наука, 1986. — 192с.
- Интеллектуальные решаюпдие машины: проблемы создания и основные принципы / A .B. Палагин, Н. В, Коваль, З. Л. Рабинович и др. // Упр. системы и машины. — 1992. — №½. — 27−34.
- Использование компьютерных нейронных сетей для прогнозирования рецидива инфаркта миокарда / С Е. Головенкин, Д. А. Россиев, В. А. Шульман и др. // Нейроинформатика и ее приложения: Тез. докл. VII Всерос. семинар. — Красноярск, 1999. — 30.
- Каплан, А.Я. Нестационарная ЭЭГ: Методологический и экспериментальный анализ / А. Я. Каплан // Успехи физиол. наук. — 1998. Т.29, № 3.
- Каплан, А.Я. Проблема сегментного описания ЭЭГ человека / А. Я. Каплан // Физиология человека. — 1999. — Т.25, вып.1. — 125.
- Кацнельсон, Л.А. Реография глаза. — М.: Медицина, 1977. — 119с.
- Кендалл, М. Статистические выводы и связи / М. Кедалл, А. Стьюарт- Под ред. А. Колмогорова. — М.: Наука, 1973. — 899с.
- Кореневский, Н, А, Автоматический анализ электрофизиологическихсигналов / H.A. Кореневский, В. В. Губанов // Мед. техника. — 1995. № 1. — С. 36−39.
- Кулаичев, А.П. Компьютерная электрофизиология в клинической иисследовательской практике / А. П. Кулаичев. — М.: Информатика и компьютеры, 1998.-260с.
- Лапко, А. В Имитационные модели неопределенных систем / A .B .Лапко. — Новосибирск.: Наука, 1993. — 112с.
- Лапко, A. B. Автоматизация научных исследований в медицине/А.В.Лапко, Л. С. Поликарпов, В. Т Манчук и др. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. — 270с.
- Лбов, Г. С. Методы обработки разнотипных экспериментальных данных / Г. С. Лбов. — Новосибирск: Наука, 1981. — 160с.
- Макс, Ж. Методы и техника обработки сигналов при техническихизмерениях. Т.1. Основные принципы и классические методы. — М.: Мир, 1983.-311с.: ил.
- Миркес, Е.М. Нейрокомпьютер. Проект стандарта / Е. М. Миркес. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1999. — 337с.
- Моисеев, H.H. Математические задачи системного анализа: Учеб. пособие / H.H. Моисеев. — М.: Наука, 1981. — 487с.
- Мостеллер, Ф. Анализ данных и регрессия. Вып. 2 / Ф. Мостеллер, Дж. Тьюки. — М: Финансы и статистика, 1982, — 239с.
- Обработка медицинской информации на ЭВМ методами построенияадекватной модели / А. П. Кучеров, В. А. Саленко, В. В. Логвиненко, В. Г. Завиновский // Бионика и биомедкибернетика — 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л., 1986.
- Омельченко, В.П. Автоматизация нейрофизиологических исследований в клинике и эксперименте / В. П. Омельченко, С П. Мату, а // Бионика и биомедкибернетика — 85: Тез. докл. Всесоюз. конф. — Л.,
- IMfec, Р. Прикладной анализ временных рядов: Основные методы /Р. Отнес, Л. Эноксон. — М.: Мир, 1982. — 428с.
- Петухов, A. n. Введение в теорию базисов всплесков / А. П. Петухов.- СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999. — 131с.
- Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности: Справ, изд. / А. Айвазян, В.М. Бз^сштабер, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. — М.: Финансы и статистика, 1989. — 606с.
- Приколис, Г. Самоорганизация в неравновесных системах: От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации: Пер. с англ. / Г. Николис, И. Пригожий. — М.: Мир, 1979. — 512с.
- Русалова, М.Н. Частотно-амплитудные характеристики левого и правого полушарий при мысленном воспроизведении эмоционально окрашенных образов / М. Н. Русалова, М. Б. Костюнина // Физиология человека. — 1999. — Т.25, № 5. — 50−56.
- Сандригайло, Л.И. Вспомогательные методы диагностики вневропатологии и нейрохирургии: Атлас / Л. И. Сандригайло. Минск: Выш. шк., 1986. -270с .
- Современные методы идентификации систем / П. Эйкхофф, А. Ванечек, Е. Сараваги и др.- Под ред. П. Эйкхоффа- Пер. с англ. Под ред. ЯЗ. Цыпкина. — М.: Мир, 1983. — 400с.
- Тихонов, В.И. Марковские процессы / В. И. Тихонов, В. А. Миронов.- М.: Сов. Радио, 1977. — 488с.: ил.
- Феллер, В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения / В.Феллер. — М.: Мир, 1967. — Т. 1−2
- Фрактальная диагностика нарушений динамики а-ритма у больныхэпилепсией / В. М. Урицкий, В. Б. Слезин, Е. А. Корсакова и др. // Биофизика. — 1999. — Т.44, вьга.6. — 1109−1114.
- Царегородцев, В.Г. Производство полуэмпирических знаний из таблиц данных с помош-ью обучаемых искусственных нейронных сетей / В. Г. Царегородцев // Методы нейроинформатики: Сб. науч. тр. Красноярск, 1998. -С. 176−198.
- Царегородцев, В.Г. Технология производства явных знаний из таблиц данных при помощи нейронных сетей/ В. Г. Царегородцев // Ней117 роинформатика и ее приложения: Тез. докл. VI Всерос. семинар. Красноярск, 1998. -С. 186−188.
- Шишкин, С Л. Исследование синхронности моментов резких изменений альфа-активности ЭЭГ человека: Автореф. дис. канд. биол. наук. / С Л. Шишкин. — М., 1997. — 287с.
- Яруллин, Х.Х. Клиническая реоэнцефалография / Х. Х. Яруллин.М.: Медицина, 1983. — 271с.
- Акау, М. Wavelet Application in Medicine / М. Akay // IEEE Spectrum.-1997. — Vol.34, № 5. — P. 50−56.
- Batutina V. М. Wavelet Transform and Neural Network TechnologyApplication for Bio-impedance Signal Analysis / V. M. Batutina // 29th Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Washington, Bellingham, 2002. P. 185.
- Brockwell, Peter J. Time series: theory and methods / Peter Brockwell. New York: Springer — Verlag, 1996. — 577p.
- Dvorak, L. Takens versus multichannels reconstruction in EEG correlation exponent estimates / L. Dvorak // Physics letter. — 1990. — Vol. 151(5). P. 225−233.
- Gevins, A. High-resolution evoked potential technology neural networkof cognition / A. Gevins, B. Cutillo, D. DuRousseau et al. // Functional neuroimaging: technical foundations. — Orlando: Academic, 1994. — P. 223−232/
- Jansen, B.H. Quantitative analysis of the electroencephalograms: is thechaos in the future / B.H. Jansen // Int. J. Biomed. Comput. — 1991. Vol .27. -P. 95−123.
- John, Chui, C.K. A n introduction to Wavelets / C.K. Chui. -San Diego: Academic Press, 1992
- John, E.R. Neurometries: clinical application of quantitativeelectrophysiology / E.R. John. — H.Y.: Wiley, 1977.
- Klaas, R. Visser. Electric Properties of Flowing Blood and ImpedanceCardiography / Klaas R. Visser // Annals of Biomedical Engineering. 1989.-Vol.17.
- Kosincki, J. Contribution to the impedance cardiography waveform / Kosincki J., Chen L., Hobbie R., R. Patterson // Annals of Biomedical Engineering. — 1986.-Vol.14.
- Kubicek, W.G. On the source of peak first time derivative (dz/dt) duringimpedance cardiography / W.G. Kubicek // Annals of Biomedical Engineering. — 1989. — Vol.17.
- Kulkami, D.R. Simulation of characteristics and artificial neutral networkmodeling of electroencephalograph time series / D.R. Kulkami, J.C. Parikh, R. Pratar // Phys. Pev. E. — 1997. — Vol.55, № 4. — P. 4508−4511.
- Liang, Jie. Detection and deletion of motion artifacts in electrogastrogramusing feature analysis and neural networks / Liang Jie, Cheung John Y., Chen J.O.Z. // Ann. Biomed. Eng. — 1997. — Vol.25, № 5. — P.850−857.
- Nagel, S.H. New signal processing techniques for improved precision ofNoninvasive Impedance Cardiography / S.H. Nagel, I.V. Shyu, B.E. Hurwutz // Annals of Biomedical Engineering. — 1989. — Vol.17.
- Preibl, Hubert. Fractal dimensions of short EEG time series in humans /Preibl Hubert, Lutzenberger Werner, Pulvermuller Friedemann, Birbaumer Niels / Neurosci. Lett. — 1997. — Vol.225, № 2. — P.77−80.
- Recurrent neural network based prediction of epileptic seizures in intraand extracranial EEG / Petrosian Arthur, Prokholov Danil, Homan Richard, Dasheiff Richard, Wunsch Donald // Нейрокомпьютер. — 1998. №l-2. -P.47−59.
- Sansen, B .H. Quantitative analysis of the electroencephalograms: is therechaos in the future / B.H. Sansen // Int. J. Biomed. Comput. — 1991. Vol .27. -P. 95−123.
- Suppappola, Seth. Gaussian pulse decomposition: A n intuitive model ofelectrocardiogram waveforms / Seth Suppappola, Sun Ying, Chiaramida Salvatore A. // Ann. Biomed. Eng. — 1995. — Vol.25, № 2. — P. 252−260.
- United States Patent. System and method of impedance cardiography andheartbeat determination / Xiang Wang, Hun H. Sun, 1995.
- Vetterli, Martin. Wavelets and Subband Coding / Martin Vetterli, JelenaKovacevic. — Prentice Hall, New Jersey, 1995. — 43Op.
- Wang, L. Multiple sources of the impedance cardiogram bases on 3-D finite difference humen thorax models / L. Wang, R. Patterson // IEEE transaction on biomedical engineering. — 1995. — Vol.42. — № 2.
- URL: http://www.mathsoft.com/wavelets.html
- URL: http://www.math.spbu.ru/dmp/Petukhov/Papers