ПРИМЕНЕНИЕ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ В РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЕ СБОРА И ОБРАБОТКИ КАРДИОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 

Убиенных Анатолий Геннадьевич, старший преподаватель, кафедра информационно-вычислительных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: utоlg@mail.ru
Убиенных Геннадий Федорович, кандидат технических наук, доцент, кафедра информационно-вычислительных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: ugf@mail.ru
Бодин Олег Николаевич, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: bоdin_о@inbоx.ru
Кузьмин Андрей Викторович, кандидат технических наук, доцент, кафедра информационно-вычислительных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: fliсkerlight@inbоx.ru
Тычков Александр Юрьевич, кандидат технических наук, заместитель директора научно-исследовательского института фундаментальных и прикладных исследований, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: tychkov-a@mail.ru
Тимохина Ольга Алексеевна, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: timokhina.olga.14.12@mail.ru 

004.7; 004.9; 612.172.4 

DOI

10.21685/2307-5538-2019-3-9 

Актуальность и цели. Заболевания сердечно-сосудистой системы являются важной медицинской и социальной проблемой. Использование распределенной системы сбора и обработки кардиографической информации – один из возможных методов снижения последствий заболеваний сердца, позволяющий производить анализ электрокардиосигнала на протяжении продолжительного времени в условиях повседневной жизни. Использование канального кодирования является одним из необходимых элементов систем, использующих локальную вычислительную сеть (LAN). Объект исследования – распределенная система мониторинга электрокардиосигналов с использованием LAN. Предмет исследования – технические средства канального кодирования / декодирования.
Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием теории обработки сигналов, системного анализа, теории помехоустойчивого кодирования.
Результаты. Разработана и проанализирована архитектура распределенной системы мобильного мониторинга электрокардиосигналов с использованием LAN. Предложены схемы кодера / декодера канального кода. Проведено моделирование работы системы, которое подтвердило повышение достоверности передачи данных на основе использования канальных кодов.
Выводы. Предложенные технические средства для распределенной системы мобильного мониторинга электрокардиосигналов учитывают специфику построения системы с использованием как беспроводных, так и проводных сетей передачи информации. Применение предложенных средств канального кодирования / декодирования позволяет повысить достоверность передачи информации в распределенной системе мониторинга состояния сердечной деятельности пациентов. 

Ключевые слова

электрокардиосигнал, мониторинг, распределенный сбор информации, локальная вычислительная сеть, канальный код, кодер / декодер 

 Скачать статью в формате PDF

1. Albert, C. Triggering of Sudden Death from Cardiac Causes by Vigorous Exertion / C. Albert, M. Mittleman, C. Chae // New England Journal of Medicine. – 2000. – № 343. – P. 1355–1361.
2. Borodin, A. Architectural Approach to the Multisource Health Monitoring Application Design / A. Borodin, Y. Zavyalova, A. Zaharov, I. Yamushev // 17th Conference of Open Innovations Association FRUCT. – Helsinki, Finland : FRUCT Oy, 2015. – P. 16–21.
3. Advanced Methods and Tools for ECG Data Analysis / G. Clifford, F. Azuaje, P. McSharry (eds.). – Norwood, MA : Artech House, 2006 – 270 c.
4. Тычков, А. Ю. Применение теории Гильберта-Хуанга в задачах обработки кардиографической информации : монография / А. Ю. Тычков, А. В. Кузьмин, П. П. Чураков ; под общ. ред. П. П. Чуракова. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2015. – 150 с.
5. Kuzmin, A. Mobile Heart Monitoring System Prototype Based on the Texas Instruments Hardware: Energy Efficiency and J-point Detection / A. Kuzmin, M. Safronov, O. Bodin, M. Petrovsky, A. Sergeenkov // International Journal of Embedded and Real-Time Communication Systems. – 2016. – Vol. 7, № 7. – P. 64–84.
6. Форни, Ф. Каскадные коды / Ф. Форни. – Москва : Связь, 1974. – 207 с.
7. Chung, S. On the Design of Low – Density Parity – Check Codes within 0.0045 db of the Shannon Limit / S. Chung, D. Forney, T. Richardson, R. Urbanke // IEEE Comm. Letters. – 2001. – Vol. 5, № 2. – P. 58–60.
8. Kuzmin, A. Mobile ECG Monitoring System Prorotype and Wavelet-Based Arrhythmia Detection Proceedings of the / A. Kuzmin, M. Safronov, O. Bodin, S. Prokhorov, A. Stolbova // 21st Conference of Open Innovations Association FRUCT. – Helsinki, Finland : FRUCT Oy, 2017. – P. 210–216.
9. Особенности обработки электрокардиосигналов в системах мобильного мониторинга / В. И. Волчихин, М. А. Митрохин, А. В. Кузьмин, М. А. Сафронов, О. Н. Бодин, Н. Ю. Митрохина, А. Ю. Тычков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2018. – № 1 (45). – С. 54–63.
10. Tood, K. M. Error Correction Coding / K. M. Tood. – Wiley, 2005. – P. 804.
11. Кларк, Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи : пер. с англ. / Дж. Кларк, Дж. Кейн. – Москва : Радио и связь, 1987. – 214 с.
12. Порохов, О. Н. Сигналы и коды цифровых систем передачи / О. Н. Порохов // Электросвязь. – 1980. – № 1. – С. 33–37.
13. Столингс, В. Передача данных / В. Столингс. – 4-е изд. – Санкт-Петербург : Питер, 2004. – 750 с.
14. А.с. 1.591.189 СССР, H03M 5/12, 13/00. Устройство для декодирования сигналов / Савельев Б. А. – 1990. – Бюл. № 33.
15. Черных, И. В. SIMULINK Среда создания инженерных приложений / И. В. Черных. – Москва : ДИАЛОГ-МИФИ, 2004. – 496 с.
16. Corazza, G. Digital Satellite Communications / G. Corazza. – Italy, University of Bologna, 2007. – P. 578.
17. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр. – Москва : Вильямс, 2003. – 1104 с.
18. Савельев, Б. А. Оценка корректирующих свойств каскадных кодов на основе канальных кодов типа (n,k) / Б. А. Савельев, Г. В. Бобрышева, А. Г. Убиенных // Вопросы радиоэлектроники. Сер.: ЭВТ. – 2003. – Вып. 1. – С. 17–24.