Система пульмофонографии легких. Акустические методы исследования легких. Сущность метода пульмофонографии, страница 12

Рис. 8.7 – ПФГ-сигналы для различных пациентов с диагнозом «ОРЗ»

Рис. 8.8 – ПФГ-сигналы для различных пациентов с диагнозом «бронхит»

Рис. 8.9 – ПФГ-сигналы для пациентов с диагнозом «пневмония»

Представление объектов (пациентов) в двумерном пространстве признаков, где в качестве координат используются различные статистические характеристики, показывает пересечение диагностических классов и, следовательно, подтверждает невозможность применения только указанных характеристик для оценки идентификации результатов ПФГ исследований (рис. 8.10, 8.11).

Рис. 8.10 – Положение объектов в пространстве признаков «математическое ожидание – среднеквадратическое отклонение»

Рис. 8.11 – Положение объектов в пространстве признаков «минимальное значение – максимальное значение амплитуды сигнала»

Более детальную информацию была получена при исследовании фазовый портрет  ПФГ-кривых, где в качестве координат выступают амплитуда сигнала и скорость ее изменения по времени (рис. 8.12).

Рис. 8.12 – Фазовые портреты ПФГ-сигналов в отведении ЛС1 дляпациентов с заболеванием «ОРЗ»

Как видно из графиков, фазовые портреты отличаются но их сложная форма не позволяет проводить качественный анализ.

Для количественного анализа и интерпретации ПФГ для каждого портрета были введены дополнительные переменные: , где - математическое ожидание амплитуды ПФГ, и , где  - среднеквадратическое отклонение амплитуды.

Представленный в координатах  сигнал приобретает форму прямой, которая характеризуется углом наклона и граничными точками – максимальным и минимальным значением для переменных. Как видно из рис. 8.13 ПФГ-кривая может быть качественно оценена на предварительном этапе обработки с целью последующей детальной обработки и дифференцирования.

Рис. 8.13 – Приведенные ПФГ-сигналы в для пациентов с заболеванием «ОРЗ»

Такой подход позволяет отнести исследуемые сигналы к двум группам:

- кривые, имеющие коэффициент наклона прямой больше нуля;

- кривые с коэффициентом наклона меньше нуля.

Для решения задачи дифференцирования ПФГ-сигналов предлагается использовать дискриминантный анализ, который позволяет изучать различия между двумя и более группами объектов по нескольким переменным одновременно . Суть метода сводится к нахождению дикриминантных контант:

,                                                             (8.19)

где  - количество классов;  - матрица средних значений по каждой переменной для каждого класса;  - обратная матрица несмещенных оценок объединенной ковариационной матрицы. В качестве переменных для дискриминантного анализа были выбраны показатели, выделенные из различных форм представления одного ПФГ-сигнала.

Применение автокореляционного анализа, в реальном масштабе времени, также позволит определять предварительный диагноз пациента в процессе проведения ПФГ исследования, что будет стимулирующим фактором для более детального исследования пациента и, следовательно, повысит возможности метода при постановке первичного диагноза.

Контрольные вопросы

1. Какую физиологическую роль выполняют легкие в организме человека?

2. В чем заключается основная проблема исследования состояния легких?

3. Охарактеризуйте достоинства и недостатки существующих методов исследования легких.

4. Охарактеризуйте акустические методы исследования легких.

5. Что означает принцип дихотомии?

6. В состоит сущность метода пульмофонографии?

7. Охарактеризуйте модель легких с точки зрения теории акустики.

8. Приведите основные качественные и количественные показатели легких.

9. Охарактеризуйте методы обработки результатов пульмофонографических исследований.