Обработка сигналов ЭКГ с помощью вейвлет-анализа: диагностические возможности

The problem of recognition and classification of biomedical signals is a complex problem related to the interdisciplinary field of computer science and medicine. Within the framework of the project implementation of the development of the new defibrillation equipment, it is necessary to solve the problems of analyzing biomedical signals of the electrocardiogram to obtain a diagnostic solution with the possibility of assigning a specific condition to the pathological condition of the patient. This article presents the analysis of electrocardiogram signals, considering the technical aspects of the analysis of multicomponent signals, and describes the diagnostic possibility of wavelet analysis of ECG signals. The paper considers the limited tools of analyzing the electrocardiogram signal, in particular, limitation of parametric data. Wavelet analysis may significantly expand the analysis of signals and transfer them into the time-frequency domain. Thus, the use of various basic functions of the wavelet transform leads to the determination of the additional diagnostically significant information formalized in the parameters extracted from the wavelet scalogram. Chupov A. A., Zhdanov A. E., Rakhmatullov F. K., Rakhmatullov R. F., Dolganov A. Yu. ECG Signals Processing by Using Wavelet Analysis: Diagnostic Capabilities. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(4):337–352. (In Russ.) DOI: 10.15826/urej.2021.5.4.001.Задача распознавания и классификации биомедицинских сигналов является комплексной задачей, относящейся к междисциплинарной области компьютерных наук и медицины. В рамках реализации проекта по разработке нового деффибрилляционного оборудования необходимо решить задачи анализа биомедицинских сигналов электрокардиограммы для получения диагностического решения с возможностью отнесения конкретного состояния к патологическому состоянию пациента. В настоящей статье представлен анализ сигналов электрокардиограммы, учитывающий технические аспекты анализа многокомпонентных сигналов, также описана диагностическая возможность вейвлет-анализа сигналов. Учитывая ограниченный инструментарий анализа сигнала электрокардиограммы с точки зрения набора параметрических данных, вейвлет-анализ позволяет значительно расширить анализ сигналов и перейти в частотно-временную область. Таким образом, использование различных базисных функций вейвлет-преобразования позволяет определить дополнительную диагностически значимую информацию, формализованную в параметрах, извлекаемых из вейвлет-скалограм. Чупов А. А., Жданов А. Е., Князев С. Т., Рахматуллов Ф. К., Рахматуллов Р. Ф., Долганов А. Ю. Обработка сигналов ЭКГ с помощью вейвлет-анализа: диагностические возможности. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(4):337–352. DOI: 10.15826/urej.2021.5.4.001. 

FORMATION OF THE PEDIATRIC ELECTRORETINOGRAM DATABASE PARAMETERS FOR THE DEVELOPMENT OF DOCTOR’S DECISION-MAKING ALGORITHM

Electroretinography is a non-invasive electrophysiological method standardized by the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV). Electroretinography has been used for the clinical application and standardization of electrophysiological protocols for diagnosing the retina since 1989. Electroretinography becomefundamentalophthalmologicalresearchmethodthatmayassessesthestate oftheretina. Totransferclinicalpracticeto patientstheestablishmentofstandardized protocols is an important step. It is important for monitoring successful molecular therapy in retinaldegeneration. Retinitis pigmentosa or achromatopsia and, consequently, affected cones or rods photoreceptors is corresponded to complete absent ofelectricalresponse. Thus, detection ofeven modestimprovements after therapeutic treatment is required. Standardized protocols allow the implementation of electroretinography under conditions of optimization of sensitivity and specificity during clinical trials. It should be noted that the literature on retinal diseases demonstrates clinical cases in which patients may have several retinal diseases at the same time. In such cases, it is necessary to detect a group of characteristics of electrophysiological signals withhigh accuracy to improve the application ofvarious diagnostic solutions. The classification of electroretinogram signals depends on the quality of labeled biomedical information or databases, in addition to this, the accuracy of the classification results obtained depends not only on computer technology, but also on the quality of the input data. To date, the analysis of electroretinogram signals is realized manually and largely depends on the experience of clinicians. The development of automated algorithms for analyzing electroretinogram signals may simplify routine processes and improve the quality of diagnosing eye diseases. This article describes the formation ofthe parameters of pediatric electroretinogram database parameters for the development of doctor’s decision-making algorithm. The signal parameters were obtainedby extracting the parameters from the wavelet scalogram of the electroretinogram signal using digital image processing and machine learning methods. © 2022 Scientific Research Institute — Ochapovsky Clinical Regional Hospital no. 1. All Rights Reserved

Study of Prospects of Two-Phase Gravity Thermosiphons Used in Waste Heat Boilers of Cogeneration Units

Study of Prospects of Two-Phase Gravity Thermosiphons Used in Waste Heat Boilers of Cogeneration Units = Исследование перспектив использования двухфазных гравитационных термосифонов в котлах-утилизаторах когенерационных установок / Yu. A. Dolganov, А. A. Yepifanov, P. A. Patsurkovskyi, T. N. Sorokina, B. M. Lychko // Problemele Energeticii Regionale. – 2020. – № 1 (45). – P. 71–80.Abstract. The significance of this work is justified by the lack of experimental data on the operation of thermosiphons as part of the waste heat boilers (WHB) with gas turbine engines (GTE), whose capacity is from 2 to 10 MW. The aim of the work was achieved by physical modeling of the heat transfer process in the thermosiphon cavity in the range of heat loads from 0.5 to 17 kW/m2. The study of the internal temperature difference of two-phase gravity thermosiphons at thermal loads up to 17 kW/ m2 was performed experimentally. The paper shows a scheme of the experimental research stand. The graphical dependence of the temperature difference in the thermosiphon cavity on the heat flux density is presented. The root-mean-square error of experimental results was calculated, being up to 5.7 %. The significance of the obtained results lies in that the existing calculation method was improved due to the mathematical dependences obtained for calculations of the internal temperature difference, and became applicable in the calculation of heat exchangers based on two-phase thermosiphons operating in the heat load range of up to 17 kW/m2. The experiments performed confirm the competitiveness and high thermal efficiency of the two-phase gravitational thermosiphons under the regime conditions typical for the WHB plants. This makes promising the use of the twophase gravitational thermosiphons compared to traditional coil heating surfaces.Аннотация. Отсутствие экспериментальных данных по работе термосифонов в составе котлов-утилизаторов энергетических установок с газотурбинными двигателями (ГТД) мощностью от 2 до 10 МВт обусловливает актуальность данной работы. Целью работы является получение зависимостей для расчета внутреннего температурного перепада термосифонов при тепловых нагрузках от 0.5 до 17 кВт/м2. Поставленная задача достигается путем физического моделирования процесса теплообмена в полости термосифона в диапазоне тепловых нагрузок от 0.5 до 17 кВт/м2. Предметом исследования являются параметры и характеристики процесса утилизации теплоты в элементах термосифонных котлов-утилизаторов в составе теплоутилизационных контуров когенерационных газопаротурбинных установок (ГПТУ). Исследование внутреннего температурного перепада двухфазных гравитационных термосифонов при тепловых нагрузках до 17 кВт/м2 проводились экспериментальным путем. В работе представлена схема экспериментального исследовательского стенда. Наиболее существенными результатами работы являются полученные зависимости, которые позволяют осуществлять расчет внутреннего температурного перепада в диапазоне тепловых нагрузок от 0.5 до 17 кВт/м2. Представлена графическая зависимость температурного перепада в полости термосифона от плотности теплового потока. Рассчитана среднеквадратичная погрешность результатов экспериментальных исследований, которая не превышает 5,7 %. Значимость полученных результатов состоит в том, что существующая методика расчета была усовершенствована за счет полученных математических зависимостей расчета внутреннего температурного перепада и стала применима для расчетов теплообменных аппаратов на базе двухфазных термосифонов, работающих в диапазоне тепловых нагрузок до 17 кВт/м2. Проведенные опыты подтверждают конкурентоспособность и высокую тепловую эффективность двухфазных гравитационных термосифонов в режимных условиях, характерных для котлов-утилизаторов когенерационных установок, что обусловливает перспективность их использования по сравнению с традиционными змеевиковыми поверхностями нагрева

ECG Signals Processing by Using Wavelet Analysis: Diagnostic Capabilities

The concept of this article writing started up at the conference shortly after the 2021 IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (IEEE EDM 2021). We are grateful for the assistance of JSC «PA «UOMP» represented by Aleksandr V. Koshelev, Deputy General Director in Research and Dvelopment. The article is a part of the work devoted to the implementation of the project «Creation of high-tech production of medical devices for the restoration of heart function to ensure public defibrillation».Received: 14.10.2021. Accepted: 12.12.2021.Идея написания этой статьи возникла на международной конференции 2021 IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (IEEE EDM 2021). Благодарим за содействие АО «ПО «УОМЗ», в лице заместителя генерального директора по НИОКР Кошелева Александра Викторовича. Данная статья является частью работы, посвященной реализации проекта «Создание высокотехнологичного производства медицинских изделий для восстановления функции сердца в обеспечение общедоступной дефибрилляции».Поступила: 14.10.2021. Принята в печать: 12.12.2021.Задача распознавания и классификации биомедицинских сигналов является комплексной задачей, относящейся к междисциплинарной области компьютерных наук и медицины. В рамках реализации проекта по разработке нового деффибрилляционного оборудования необходимо решить задачи анализа биомедицинских сигналов электрокардиограммы для получения диагностического решения с возможностью отнесения конкретного состояния к патологическому состоянию пациента. В настоящей статье представлен анализ сигналов электрокардиограммы, учитывающий технические аспекты анализа многокомпонентных сигналов, также описана диагностическая возможность вейвлет-анализа сигналов. Учитывая ограниченный инструментарий анализа сигнала электрокардиограммы с точки зрения набора параметрических данных, вейвлет-анализ позволяет значительно расширить анализ сигналов и перейти в частотно-временную область. Таким образом, использование различных базисных функций вейвлет-реобразования позволяет определить дополнительную диагностически значимую информацию, формализованную в параметрах, извлекаемых из вейвлет-скалограм.The problem of recognition and classification of biomedical signals is a complex problem related to the interdisciplinary field of computer science and medicine. Within the framework of the project implementation of the development of the new defibrillation equipment, it is necessary to solve the problems of analyzing biomedical signals of the electrocardiogram to obtain a diagnostic solution with the possibility of assigning a specific condition to the pathological condition of the patient. This article presents the analysis of electrocardiogram signals, considering the technical aspects of the analysis of multicomponent signals, and describes the diagnostic possibility of wavelet analysis of ECG signals. The paper considers the limited tools of analyzing the electrocardiogram signal, in particular, limitation of parametric data. Wavelet analysis may significantly expand the analysis of signals and transfer them into the time-frequency domain. Thus, the use of various basic functions of the wavelet transform leads to the determination of the additional diagnostically significant information formalized in the parameters extracted from the wavelet scalogram

Biomechanical criteria in the assessment of treatments results in patients with the knee intraarticular fractures using the llizarov fixator after arthroscopy

The quantitative and qualitative criteria of podograms (“DiaSled-Scan” computer complex, St. Petersburg) are demonstrated, as well as the values of leg flexor and extensor dynamometry in 39 patients - as the additional criteria of treatment result assessment for the knee intraarticular fractures using the llizarov fixator in combination with arthroscopy. There were singled out three types of feet support reactions. In the process of control examination 3-6 months after the fixator removal when the feet support reactions conforming to “type 1Г are registered, in patients the conservative course of treatment is recommended to be performed in out-patient conditions; if the feet support reactions conforming to “type III" are registered, the conservative course of treatment is recommended to be performed in in-patient conditions.Представлены количественные и качественные критерии подограмм (компьютерный комплекс ‘ДиаСлед-Скан1, г.С- Петербург), показатели динамометрии сгибателей и разгибателей голени у 39 больных - как дополнительные критерии оценки результата лечения с внутрисуставными переломами коленного сустава аппаратом Илизарова в сочетании с артроскопией. Выделено три типа опорных реакций стоп. При контрольном осмотре через 3-6 мес. после снятия аппарата при регистрации у пациентов опорных реакций стоп соответствующих «тип II» рекомендуется проводить консервативный курс лечения в условиях поликлиники; при регистрации опорных реакций стоп соответствующих «тип III» рекомендуется проводить консервативный курс лечения в условиях стационара

SEARCH FOR SIGNIFICANT PARAMETERS OF HEART RATE VARIABILITY FOR ASSESSING ATHLETES FITNESS

The work conducted a search for the relationship between the parameters of heart rate variability and athletic performance. It is shown that among 64 parameters for different groups of athletes, one can distinguish those parameters that statistically significantly change during the training process

Підвищення ефективності утилізації теплоти когенераційних газопаротурбінних установок з термосифонними котлами-утилізаторами = Increase in efficiency of heat recovery exhaust gases of cogeneration combined-cycle power plants with thermosyphon heat-recovery boilers

Долганов, Ю. А. Підвищення ефективності утилізації теплоти когенераційних газопаротурбінних установок з термосифонними котлами-утилізаторами : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 / Ю. А. Долганов ; МОН України, НУК ім. адмірала Макарова ; наук. керівник О. А. Єпіфанов. – Миколаїв, 2015. – 20 с.Дисертація присвячена дослідженню актуальної науково-технічної проблеми – підвищенню ефективності утилізації теплоти когенераційних газопаротурбінних установок з термосифонними котлами-утилізаторами. У дисертації наведені огляд та аналіз сучасних схемних рішень когенераційних ГПТУ з термосифонними котлами-утилізаторами. Удосконалено математичну модель розрахунку теплових схем когенераційних ГПТУ, яка забезпечує визначення раціональних параметрів робочого тіла теплоутилізаційного контуру з урахуванням змінних протягом року температур зовнішнього повітря, конструктивні особливості водотрубних КУ, та на відміну від існуючих, додатково враховує конструктивні особливості термосифонних секційних котлів-утилізаторів і їх вплив на електричну, теплову потужність та узагальнюючі показники надійності установки. Запропоновано програмне забезпечення для проведення автоматизованих розрахунків на ЕОМ. Проведено експериментальні дослідження внутрішнього температурного перепаду двохфазних гравітаційних термосифонів в діапазоні теплових навантажень від 0,5 до 17 кВт/м2, в результаті яких отримана залежність tтс = f (qтс) для розрахунку внутрішнього температурного перепаду в порожнині термосифонів. Вдосконалена конструкція та метод теплового розрахунку термосифонного секційного котла-утилізатора горизонтальної компоновки з природною циркуляцією у випарному контурі. Підвищення ефективності утилізації теплоти когенераційних газопаротурбінних установок з термосифонними котлами-утилізаторами досягнуто за рахунок зростання теплової потужності відповідних поверхонь нагріву внаслідок збільшення площі теплообміну. = The dissertation is devoted to actual scientific and technical problems – improve the efficiency of heat recovery cogeneration combined cycles power plants with thermosyphon recovery boilers. The thesis provides a review and analysis of modern circuit design cogeneration combined cycles power plants with thermosyphon heat recovery boilers. Improved mathematical model calculation of schemes cogeneration combined cycles power plants which additionally takes into account the structural features of thermosyphon sectional recovery boilers and their effect on the electrical, thermal capacity and reliability generalizing installation. Carried out the experimental investigations of the internal temperature gradient gravitational two-phase thermosyphon heat loads ranging from 0.5 to 17 kW/m2, which resulted in the dependence tts = f (qts) to calculate the internal temperature gradient in the cavity thermosyphon. An improved method for calculating the thermal sectional thermosyphon heat recovery boilers, by taking into account the additional internal temperature gradient in thermosyphon that served to clarify the heat transfer coefficients in the boiler heating surfaces. Performing thermal calculations of cogeneration combined cycles power plants with UGT6000 showed that by taking into account tts managed to get the growth of thermal power to 157 kW (about 6% of the total) and electric power to 149 kW (about 2% of the total) by increasing the respective heating surfaces. Increase in electrical efficiency was 1.3% and the utilization rate of heat fuel 1.4%. Specific fuel consumption per 1 kW of electric power decreased by 4%. Improving the efficiency of heat recovery of cogeneration combined cycle power plants with thermosyphon heat recovery boilers achieved by increasing the heat output to the heating surfaces due to increased heat transfer area