автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Измерительные системы мониторинга с заданными метрологическими характеристиками

На правах рукописи

ЛИТОВКИН Роман Васильевич

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА С ЗАДАННЫМИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность 05.11.16 — «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2004

Работа выполнена на кафедре «Вычислительная техника» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель: Официальные оппоненты:,

Ведущая организация:

профессор, доктор технических наук Муха Юрий Петрович.

профессор, доктор технических наук Лукьянов Виктор Сергеевич.

профессор, доктор технических наук Шевчук Валерий Петрович.

Вычислительный центр при ГУЗ «Волгоградский областной кардиологический центр».

Защита состоится « 25 » марта 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 212.028.01 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу:

400131, г. Волгоград, пр. им. В. И. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «¿¿7 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Евдокимов А. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность:

Средства измерения медицинского назначения представляют собой сложную систему, имеющую на входе огромное количество разнородной информации с различным уровнем помех. Преобразование и анализ полученной информации должен обеспечить показатели с достаточной степенью достоверности для постановки диагноза или принятий каких либо решений. Поэтому вопрос точности конкретного прибора (или метода) и однородности характеристик группы приборов является в медицинском приборостроении одним из важных. Метрологические характеристики результатов измерения, полученных при проведении методик диагностики, обычно формируются на основе многочисленных исследований, при этом статистическими методами определяются вид получаемой информации с объекта (живого организма) и степень точности измерения этой информации, обеспечивающей необходимый уровень достоверности для анализа и принятия решения. Соответственно, требования к преобразованию информации: вид и точность преобразования, - и определяют метрологические характеристики аппаратуры. Анализ показал, что при измерении параметров очень сложных объектов, как, например, организм человека, построение адекватной модели объекта измерения связано с необходимостью изменения метрологических характеристик средства измерения, как в течение процесса измерения, так и в процессе проектирования системы измерения. Для создания аппаратуры с заданными параметрами используют различные приемы проектирования. Эти способы имеют различную, в первую очередь, экономическую эффективность, т.е. затраты времени и материальных ресурсов на проведение процесса разработки. В медицинском приборостроении ужесточение оценок качества проектирования требует пристального внимания к эффективности разработки. Поэтому в работе рассматриваются вопросы проектирования систем измерения медицинского назначения с заданными характеристиками. Так как системы мониторинга на сегодняшний день являются наиболее эффективными средствами контроля, диагностики и лечения, следовательно, дальнейшие их развитие является наиболее перспективным направлением в медицинской технике. Объектом проектирования в исследовательской работе выбран комплекс мониторинга биофизического состояния акупунктурной системы человека, так как его применение не только расширяет возможности диагностики и лечения существующих приемов рефлексотерапии, но имеет преимущество по сравнению с другими методами мониторинга, например: в количестве исследуемых подсистем организма, в безопасности и эффективности диагностики.

Целью диссертационной работы является: а) разработка методики эффективного проектирования измерительных систем медицинского мониторинга с заданными метрологическими характеристиками при построении моделей объекта измерения; б) проектирование и создание комплекса мониторинга био-

физического состояния акупунктурной системы человека с заданными метрологическими характеристиками.

Для достижения данной цели решены следующие задачи:

- проведен анализ процесса медицинской диагностики и построения модели объекта измерения;

- рассмотрены различные методики медицинского мониторинга и выбраны классы параметров организма, для которых необходимо проводить мониторинг, и необходимые метрологические характеристики медицинской системы мониторинга на основе инструментальной рефлексотерапии, как наиболее подходящей с точки зрения аппаратных и методических характеристик;

- проведена формализация процесса медицинского мониторинга с формированием измерительного уравнения и графа преобразования, при использовании категориального аппарата описания измерений;

- создана универсальная модель модулей преобразования, входящих в состав системы мониторинга, и основанная на трансформации различных классов информации: сигналов, параметров сигналов, параметров преобразователей и метрологических характеристик;

- разработаны детальные модели модулей преобразования различных видов информации, типичных для аппаратно-программной реализации, и построена модель поэтапной трансформации всех классов информации в канале измерения системы;

- для преобразовательных модулей системы мониторинга, являющихся типовыми для большого круга медицинских систем измерения, определены параметры преобразования и классы информации;

- проведен анализ формирования различных метрологических характеристик системы мониторинга на основе модели канала измерения, выявлены основные способы формирования и предложены способы их регулирования;

- разработана и изготовлена аппаратная и программная части системы мониторинга, по результатам метрологического эксперимента получены характеристики системы и сформированы корректирующие функции преобразования;

- проведена серия медицинских экспериментов по изучению биоритмологического проявления систем регуляции ВНС;

- проанализированы результаты и выведены положения методики проектирования аналогичных систем.

Для решения поставленных задач были использованы математические методы и методы системного анализа. При проектировании использованы: теория погрешности, теория системного синтеза, методы математической статистики и теории вероятности, теория множеств.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложена модель объекта измерения и его взаимодействия с системой измерения при регистрации проявления регуляции ВНС;

- разработана универсальная модель модулей преобразования, входящих в состав системы мониторинга, и основанная на трансформации различных видов информации;

- разработаны детальные модели модулей преобразования различных видов информации, типичных для аппаратно-программной реализации;

- предложен способ построения графа поэтапной трансформации классов информации в канале измерения системы.

Практическая ценность заключается в следующем:

- определены параметры моделей типичных преобразователей систем медицинского мониторинга;

- определены основные способы формирования метрологических характеристик и предложены способы их регулирования;

- показана эффективность использования системы мониторинга биофизического состояния акупунктурной системы человека при проведении лечебной методики «ТЭС»;

- применение метода проектирования с заданными метрологическими характеристиками повышает эффективность разработки систем измерения медицинского назначения;

- порядок проектирования позволяет использовать элементы схемотехники со средними характеристиками с сохранением функциональных и метрологических показателей всей системы мониторинга.

Реализация результатов работы: проведена апробация системы мониторинга в Республиканском центре акупунктуры при ВМА.

Апробация. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались, на заседаниях и семинарах кафедр, в том числе и на конференциях:

- V всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2000 г., ТРТУ;

- международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине», Волгоград, 2000 г., ВолгГТУ;

- VI региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, Волгоград, 2001 г., ВолгГТУ;

- международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине», Волгоград, 2002 г., ВолгГТУ;

- научная юбилейная конференция «Итоги и перспективы развития традиционной медицины в России», Москва, 2002 г., Федеральный научный клинико-экспериментальный центр традиционных методов диагностики и лечения МЗ РФ.

Публикации: Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных изданиях, в том числе в научном журнале и сборниках трудов конференций.

На защиту выносится:

- измерительное уравнение и граф преобразования;

- универсальная модель модулей преобразования, входящих в состав системы мониторинга;

- детальные модели модулей преобразования различных видов информации, типичных для аппаратно-программной реализации;

- способ построения графа поэтапной трансформации всех видов информации в канале измерения системы;

- параметры моделей типичных преобразователей систем медицинского мониторинга;

- основные способы формирования метрологических характеристик и способы их регулирования.

Личный вклад автора заключается в проведении следующих этапов:

- теоретические исследования при решении задач работы;

- практические расчеты при подготовке проектной документации для изготовления и поверки системы мониторинга;

- изготовление системы, программного обеспечения и проведение метрологических экспериментов.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включает 159 страниц, 34 рисунков и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и выбор объекта исследования, поставлена цель работы, показана новизна результатов исследования, изложены защищаемые положения и приведено краткое содержание диссертации.

В первой главе проведен анализ процесса измерения объекта в медицинской практике. Процесс исследования представляет собой некоторую совокупность отношений между объектом и субъектом. С объектом связаны физические поля, которые воспринимает измерительная система. Интенсивность и направление физического поля или состояния вещества объекта описываются с помощью измеримых характеристик — физических величин. Последние являются функциями пространственных координат и времени. Иногда измеренные значения физической величины дают необходимое представление об объекте. Однако чаще представляющие интерес свойства объекта и непосредственно измеряемые физические величины не совпадают, а находятся в некоторой взаимосвязи. Если эта взаимосвязь известна, то свойства (параметры) объекта могут быть определены (вычислены) на основании измеренных значений физических величин. Отсюда вытекает необходимость в определении состояния объекта по известным значениям полей физических величин в области наблюдения. Все это означает, что реализация конкретного измерительного эксперимента пред-

полагает наличие априорных сведений об объекте, формализованных в виде его модели. На начальном этапе, когда еще только выделен (или открыт) объект исследования, априорные сведения о нем минимальны. В частности, могут отсутствовать сведения о внутренней структуре объекта. Однако должны иметься сведения о характере полей физических величин, связанных с объектом. В этих условиях исследования обычно проводятся по методу «черного ящика». Модель объекта, необходимая для создания или выбора измерительной аппаратуры и составления методики измерений, содержит, в основном, границы возможных значений измеряемых физических величин и скоростей их изменения в пространстве и времени. Цель исследования в данном случае — выявление зависимостей. Когда на измеряемые величины наложены связи, облегчается постановка и решение задачи построения структурной модели объекта. Во многих случаях задача сводится к выбору наиболее адекватной модели среди некоторого класса моделей методом генерации и проверки гипотез. Выдвигается некоторая гипотеза относительно структуры модели (математическая модель объекта) и разрабатывается методика измерения. После получения и обработки экспериментальных данных гипотеза либо принимается, либо отвергается. В последнем случае процесс повторяется при условии выдвижения новой гипотезы. В итоге объекту приписывается модель, удовлетворяющая определенному критерию.

Но данный подход неэффективен, если объект измерения представляет собой очень сложную систему с многочисленными параметрами, причем априорные знания об объекте минимальны. Этапы разработки методики измерения, проведения экспериментов и обработки результатов многократно повторяются до получения адекватной модели. При этом с каждой итерацией обычно происходит изменение метрологических характеристик (МХ) измерительных систем, что достигается либо выбором существующих, либо разработкой и созданием новых образцов. Построение адекватной модели объекта практически сопряжено с итеративным созданием очень сложных систем измерения, в связи со сложностью объекта измерения (человека). Для уменьшения затрат в данной работе предлагаются методы построения систем измерения с заданными, а в некоторых случаях и регулируемыми, метрологическими характеристиками при получении модели объекта измерения.

В настоящее время автоматизация диагностики приводит к ускорению времени кругооборота информации в системе врач - пациент, что дает возможность слежения за динамикой состояния пациента в процессе лечения и индивидуализированной коррекции этого процесса. При этом на этапе оценки информации в диагностической системе осуществляются логические, математические и статистические процедуры, имитирующие элементы диагностического мышления врача. Успех диагноза зависит от адекватности модели объекта исследования (пациента), и от метрологических характеристик метода исследования (измерения). При необходимости проводится корректировка модели объекта или ее параметров. Данные подходы диагностики находят широкое приме-

нение в современных направлениях интегральной и системной медицины. Следовательно, объектом исследования в работе выбраны системы медицинского мониторинга.

Так как вегетативная нервная система (ВНС) реализует нижний уровень управления функциональными системами, то в современных направлениях медицины диагностика основана на изучении состояния ВНС, а лечение - на воздействии на элементы регуляции в ВНС. Пространственно-временной вид активности проявления ВНС представляют собой сложный вид. Поэтому мониторинг состояния как можно большего количества подсистем организма позволяет повысить эффективность диагностики и лечения за счет выявления связей взаимодействия между подсистемами организма. При этом информационная модель управления организма в настоящее время недостаточно разработана, поэтому требуется применение современных методических приемов биоритмо-диагностики. Проведенный анализ различных медицинских методик показал, что наиболее перспективными, а также обладающими широкими потенциальными возможностями в медицинском мониторинге ВНС, являются методы инструментальной рефлексодиагностики. Они являются безопасными, охватывают все подсистемы организма, и потенциально возможно создание портативной аппаратуры для длительного мониторинга с необходимыми метрологическими характеристиками и достаточной степенью автоматизации диагностики и лечения. На основе анализа различных методик рефлексотерапии определены границы измеряемых величин и скоростей их изменения, электрическая модель взаимодействия объекта измерения с системой мониторинга и модель формирования сигналов, соответствующая функционированию ВНС. Т.е. определены первоначальные параметры модели объекта измерения.

Во второй главе рассмотрены вопросы проектирования систем мониторинга с заданной (или регулируемой) метрологией. Анализ существующих методов проектирования показал, что наиболее эффективным является системный подход, при котором решение задач более высоких иерархических уровней, на которые разбивается система при блочно-иерархическом подходе, предшествует решению задач нижних уровней. Системный подход с использованием математического аппарата формализации структуры и функционального распределения значительно повышает гибкость проектирования. Но при этом имеются и недостатки этого метода, например:

- синтез структуры, формализованный на основе общих моделей, без «внутренних» особенностей блоков, приводит к ограниченным подходам оптимизации для обеспечения заданных метрологических характеристик всей системы;

- неточность моделей блоков преобразования приводит к увеличению итераций процесса параметризации на последнем этапе проектирования. Поэтому в данной работе предложена модификация процесса формализации (Цветков Э. И., Муха Ю. П.) в системном подходе проектирования, заключающаяся в применении блоков и их моделей, ориентированных на их типовую

реализацию в измерительных системах, и используемых при синтезе структуры и метрологическом анализе. На первом этапе проектирования проведена формализация процесса измерения в системе медицинского мониторинга, заключающаяся в описании моделей объектов измерения и измерительной процедуры как последовательности элементарных измерительных преобразований входного воздействия. На самом верхнем уровне декомпозиции измерительное уравнение системы измерения представляется следующим обра-

30М' О)

где - измеренный вектор параметров состояния организма; - операция формирования информации поступающей с объекта измерения на основе взаимодействия с системой измерения и внешней средой, при этом параметрами этой операций выступает истинное значение вектора состояния организма

- операция формирования воздействующего фактора на организм, реакцию на которого необходимо измерять; Л — операция получения измеренного вектора параметров состояния организма на основе сигналов с N точек объекта измерения в течение периода времени

При использовании вычислительных средств обработки и хранения информации оператор распадается на операцию отвечающую за проведение вычисление интегрального показателя состояния здоровья на основе цифровых соответствий сигналов снимаемых с объекта, и , являю-

щуюся преобразованием входных физических величин сигналов в цифровую форму:

^ = (2)

Данная схема измерения соответствует большинству современных систем медицинской диагно^'™™ Пттогчотутст л^. представляет собой совокупность числовых операций . Согласно выражению (2) входная информация для операции Яг представлена в виде совокупности значений параметров, которые соответствуют точкам измерения N и моментам времени (. Развертку во времени обеспечивают системы дискретизации и квантования, а разделение данных по рядам системы многоканального преобразования:

(3)

где операция производит накопление данных с интервалом дискрети-

Д/,/е[<Ц2|

зации Д/, а Я^Д.) - операция преобразования в 1-ом канале. Основным в сис-

теме измерения является аналогово-цифровое преобразование, обеспечивающей представление физической величины в цифровой форме. Поэтому операцию преобразования в канале можно представить в следующем виде:

(4)

где — операция аналогового преобразования входных сигналов для /-го канала, Лт - операция ш-го аналогово-цифрового преобразования, Кт1 - операция подключения результата оператора к АЦП - операция обработки

цифровой информации для ¡-го канала, К\т - операция подключения АЦП Кт к операции обработки Л/. Операции Щ, К\т проводят преобразование

только цифровых величин, поэтому для них характерны методические погрешности оператора Яр. Модуль измерения представляется как т параллельных каналов АЦП на которые поступает предварительно преобразованная информация с /-го датчика, поэтому операторы можно представить матрицей операторов коммутации, определяющих прохождение N потоков информации через К каналов преобразования. Проведя декомпозицию операции в (4)

совместно с в (1), получим цепочку операций взаимодействия системы

измерения с объектом:

(5)

где - операция формирования измерительного тока, операции,

отвечающие за преобразования на воздействующих и измерительных электродах; - операция дальнейшего аналогового преобразования; К° - оператор формирования информации поступающей с объекта измерения; - цифро-

вой код соответствующий необходимому уровню тока; - операция циф-

ро-аналогового преобразования кода в определенную физическую величину;

Рис. 1. Модель модуля преобразования

{{[ — операция преобразования выходной физической величины ЦАП в ток.

Однако операторная форма не позволяет провести детальное исследование с получением количественных оценок свойств результатов измерений. С

этой целью вводится аналитико-алгоритмическая форма уравнений измерений, которая является конкретизацией операторной формы описания. Это позволит на этапе формализации измерения провести процедуры декомпозиции, добавления или изменения элементарных преобразований для обеспечения тех или иных метрологических свойств системы измерения. В качестве этой формы предложена универсальная модель модулей преобразования (рис. 1), соответствующих операциям измерительного уравнения. Преобразователь можно представить как «черный ящик», осуществляющий некое действие F над входными сигналами. Анализ применяемых блоков преобразования показал, что входной сигнал можно представить следующими параметрами:

1) Информативный параметр , над которым и необходимо проводить преобразование. Обычно для него указывают спектральную плотность <Рвх(Л-

2) Набор неинформативных параметров, влияющих на погрешность преобразования . Обычно это постоянные и синфазные составляющие и т.д., характеризующиеся спектральной плотностью

3) Помехи и наводки, уменьшающие качество и точность преобразования. Данный параметр характеризуется спектральной плотностью

Р?Х{Г,<Рвх)-

4) Вероятностные характеристики разброса величины параметра <рвх определяется входным шумом, который обычно характеризуется спектральной плотностью евх{/*<Рвх)•

Преобразованный сигнал характеризуется следующим:

1) Информативный выходной параметр В общем случае может иметь другой род физической величины, чем (рвх. Также характеризуется спектральной плотностью Фвых{/}-

2) Набор неинформативных параметров появляющихся

после преобразования и неидеальной функции подавления входных неинформативных параметров.

3) Выходная помеха появляющаяся после преобразования и неидеальной функции подавления входных помех.

4) Выходной шум имеющие аналогичные составляющие, как и выходная помеха.

Соответственно метрологическая модель преобразователя дополнительно характеризуется параметрами, учитывающими неидеальность оператора преобразования F, трансформацию и появление погрешностей:

1) Коэффициент преобразования. В общем случае представляется гипо-

Я'и Модуль

Инф'--К>->©©®(±>

Л /< > Ч > <

Инф\

собств

л,

ПР1

О—>Ф

Л

ОТ/

О

Л к

О

Вт

О

Модуль

я,

А+1

Вн.возд1 Вн.возд1

УПР,

Кк

Рис. 2. Модель преобразования измерительного модуля по одному виду информации (Инф{)

тетическим частотным коэффициентом передачи А^Г(/) и принятым

2) Параметры аппроксимации для например, шаг квантования и время дискретизации.

3) Параметры {а;} и соотношения {Р5}, учитывающие появление инст-

рументальных погрешностей коэффициента передачи £(/) из-за допусков {Да,}.

4) Факторы влияния: температуры и напряжения питания

М/У

5) Входные и выходные характеристики выражаются в виде совокупных параметров и включающих активные сопротивления, емкости, индуктивности, источники тока, напряжения и т.д.

6) В качестве оценки динамической погрешности используется: АЧХ преобразования с указанием границ , в которых погрешность характеристики находится в заданных переделах [д/1, ...Лу; (т.е. рабочий диапазон частот); время установления

т.е. гарантированное время после которого погрешность преобразования будет в пределах Д^ при максимальном изменении входного сигнала.

7) Частотные коэффициенты передачи трансформации и влияния неинформативных параметров, шума, помех и т.д. на составляющие преобразования информативного параметра и на выходные неинформативные параметры.

Общая операция преобразования: вектор входной информации, состоящий из спектральных плотностей (рвх{/)> РкХ{/><Рвх)> БрХ{/><Рвх)> евх(/'<Рвх)> \1вых\ - вектор выходной информации, состоящий из <рвых(/), РкВЬ1Х{А<Рвых)> 5рЬ,Х{/><Рвых)< евых(/><Рвых)>

- вектор состояния модуля преобразования. Элементами матрицы преобразований являются спектральные коэффициенты передач (трансформации), спектральные плотности влияющих факторов и параметры преобразователя и т.д.

Учитывая номенклатуру преобразовательных модулей, проведена декомпозиция измерительного уравнения до аппаратно реализуемых операций. На основе категориального описания измерительного уравнения системы мониторинга построен граф преобразования. При этом каждой операции сопоставляется узел графа, а потоку информации - дуга графа. Полученный граф представляет структуру преобразования информации в измерительных каналах системы мониторинга.

На основе моделей преобразователя построены детальные модели модулей преобразования различных категорий информации, типичных для аппаратно-программной реализации, с раскрытием внутренних процессов изменения метрологических характеристик, частный случай которого представлен на рис.

2. Модель основана на преобразовании и трансформации различных классов информации, в качестве которых выступают: параметры входных и выходных сигналов, внутренние параметры модулей, факторы влияния внешней среды,

щ р 1 ъ

1 „ >

Инф'Г1 Ипф! Инф!+]

Рис. 3. Модель канала преобразования информации

различные виды погрешностей, динамические параметры преобразования и т.д.

По каждому этапу преобразования информации Инф^ характерны следующие узлы графа (рис. 2):

1) Я'П — операция прямого преобразования информации Инф(\ - операции трансформации информации

(исключая

3) Л)®*'... Л®41 - операции трансформации внешних факторов среды Вн.возд1...Вн.возд[^ в Инф1;

4) ^шшвыя ' операция влияния выходных параметров 2^ых ...2^ых модуля к и входных параметров 2^ ...2о1 модуля к +1 на Инф

5) - операция управления параметрами операций модуля к по преобразованию информации

Обгцая модель модуля состоит из совокупности подграфов (рис. 2) преобразования каждого вида информации , Причем дополнительно задаются области реализуемости параметров операций и соотношения между параметрами различных операций, в том числе и находящихся в различных подграфах преобразований Инфг

На основе структуры графа, созданного по категориальному описанию измерительного уравнения, и моделей модулей преобразования различных классов информации построена модель канала преобразования всех видов информации, где каждому типу информации сопоставлен узел графа, а преобразованию - дуги графа {£,•}, соответствующих 1 -му модулю (рис. 3). Граф характеризуется основными потоками информации которые проходят через модули. Причем эти потоки являются эквивалентами преобразования метрологических характеристик, выбранных для выражения качества системы измерения. Инф£об'к - класс информации появляющийся внутри преобразовательного модуля [ и преобразующейся непосредственно в основной класс информации Инфк . Рассмотрены варианты подграфов структуры, обеспечивающих полный набор операций преобразования информации. Данное преобразование графов обеспечивает более наглядную и удобную структуру для метрологического анализа поэтапной трансформации различных видов информации.

В третьей главе рассмотрены вопросы практического проектирования системы мониторинга состояния человека на основе рефлексодиагностики и создания метрологических моделей типовых функциональных блоков.

Для анализа метрологических характеристик канала измерения составлены модели преобразовательных модулей, и, соответственно, параметры этих моделей. Выбор преобразовательных модулей осуществлен на основе графа преобразования информации. Каждому узлу графа (операции) сопоставлен свой модуль. При этом проведено объединение тех узлов графа, которые обеспечивают преобразование однотипной информации, и имеют сходные принципы преобразования. Полученная блок схема (рис. 4) системы мониторинга определена следующим минимальным набором преобразовательных модулей:

- цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

- преобразователь-формирователь тока воздействия (ПТ);

- электродная система (ЭС);

- объект измерения (ОИ);

- аналоговые входные преобразователи (АП);

- аналоговый коммутатор и коммутатор-корректор (АК, КК);

- аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);

- система управления и цифровой обработки сигнала (ЦОС).

Для каждого модуля определены основные потоки преобразования информации:

- входной, выходной сигнал;

- неинформативные параметры сигналов;

- помехи и шум;

- факторы влияния внешней среды;

- информация, характеризующая неидеальность частотного коэффициента передачи, в виде спектральных плотностей смещение нуля, ошибки полной шкалы, нелинейности шкалы;

- информация о динамических погрешностях в виде времени установления результата преобразования и полосы частот сигнала с заданной погрешностью передачи;

- методические погрешности.

Внутренними потоками информации являются параметры модулей, которые непосредственно влияют на преобразование основных категорий информации или трансформируются в другие виды информации. Соответственно все операции преобразования представлены в виде функциональных зависимостей.

Рис. 4. Блок схема системымониторинга

С использованием модели поэтапного преобразования информации (рис. 3) в канале измерения и параметров моделей модулей проведен метрологический анализ. Выявлены основные способы формирования метрологических характеристик и предложены способы их регулирования.

Рис. 5. Система мониторинга биофизического состояния акупунктурной

системы человека

Табл. 1. Характеристики системы мониторинга

Число каналов измерения 12

Диапазон токового воздействия, мкА 0.5+20

Шаг установки токового воздействия, нА 5

Частота токового воздействия, Гц 2+500

Верхнее значение диапазона измеряемого сопротивления, МОм 20

Диапазон измерения биопотенциалов, В ±2.5

Диапазон рабочих температур, "С 15+45

Относительная погрешность измерения сопротивления, % + / 0.02 + 0.005 ч 1А )

Относительная погрешность измерения биопотенциалов, % + / 0.01+0.005 ги \

Шум измерения сопротивления, с.к.о. значение, % от полной шкалы 0.002

Шум измерения биопотенциалов, с.к.о., мкВ 10

Время установление результата, мс 50

Разрядность АЦП, бит 24

Частота дискретизации, Гц 20

Полоса пропускания, Гц (по уровню -80 дБ) 0+10

Коэффициент подавления синфазных сигналов на частоте 50 Гц, не менее, дБ 120

Коэффициент подавления дифференциальных сигналов на частоте 50 (+4) Гц, не менее, дБ 60

Входной импеданс, не менее, ГОм 100

Сопротивление электродной системы, менее, кОм 1

Электробезопасность МЭК 601, класс II, ВР

Время непрерывной работы, не менее, часов 300

Вес, г 400

Габариты, мм 170x80x40

В результате метрологического анализа проведена коррекция структуры графа преобразования для обеспечения необходимых метрологических харак-

теристик системы измерения.

В четвертой главе рассмотрены вопросы проведения метрологического и медико-клинического экспериментов. На основе рекомендации и методик ГОСТа разработан порядок метрологической аттестации изготовленной системы мониторинга (рис. 5). По результатам метрологического эксперимента получены характеристики системы (табл. 1) и сформированы корректирующие функции преобразования. Апробация системы проводилась в ММУЗ «Родильный дом №2 Центрального района г. Волгограда». Проведенная серия медицинских экспериментов по изучению биоритмологического проявления систем регуляции ВНС показала состоятельность применения мониторинга акупунк-турной системы человека для контроля проведения различных терапевтических процедур.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На основании проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты и выводы:

1) Разработанные формализация процесса измерения, модели преобразовательных модулей, каналов измерения и порядок их метрологического анализа позволили построить методику проектирования систем медицинского мониторинга с заданными метрологическими характеристиками, основными этапами которой являются следующие:

- формирование модели взаимодействия с объектом и составлением измерительного уравнения в операциональной форме на основе данных технического задания и исследования предметной области;

- декомпозиция измерительного уравнения до операций, соответствующих аппаратно реализуемым преобразовательным модулям, с построением структуры системы измерения;

- составление и параметризация моделей модулей;

- построение графа поэтапного преобразования различных видов информации в канале измерения и проведение метрологического анализа;

- проведение корректировки структуры системы и параметризации для достижения необходимых метрологических характеристик системы.

2) Применение разработанной методики показало:

- предложенный метод проектирования значительно уменьшает итерационные этапы блочно-функционального распределения и параметризации;

- полученные метрологические характеристики системы удовлетворяют заявленным значениям для построения диагностической модели;

- комплекс метрологического анализа и этапа параметризации привел к достижению необходимых метрологических характеристик изме-

рительной системы с использованием минимального количества преобразовательных модулей, имеющих высокие показатели стоимость/точность;

3) Проведенная серия медицинских экспериментов по изучению биоритмологического проявления регуляции ВНС на основе реализованного комплекса системы мониторинга показала:

- адекватность предложенной модели взаимодействия объекта и системы мониторинга;

- адекватность методики измерения современным направлениям инструментальной рефлексодиагностики.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Р. В. Литовкин. Погрешности измерений в электронных медицинских системах: теоретический и практический расчеты. // Журнал «Биомедицинские технологии и радиоэлектроника». № 4.2002 г. - С. 53-61.

2. Р. В. Литовкин, Д. В. Литовкин. Система для непрерывного контроля биофизического состояния человека и проведение лечения на основе акупунктур-ных методов. // Сборник материалов V всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». Таганрог. 2000. ТРТУ. - С. 242-243.

3. Р. В. Литовкин, Д. В. Литовкин. Комплекс автономных приборов для диагностики и лечения акупунктурными методами. // Сборник материалов V всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». Таганрог. 2000. ТРТУ. - С. 243-244.

4. Р. В. Литовкин, Д. В. Литовкин. Комплекс приборов для проведения исследований сердечной деятельности и мышечной моторики желудочно-кишечного тракта человека. // Сборник материалов V всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». Таганрог. 2000. ТРТУ. - С. 244.

5. Р. В. Литовкин. Программно-аппаратный комплекс мониторинга состояния человека на основе электрофизиологии акупунктурных точек. // Сборник материалов VI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. Волгоград. 2002. ВолгГТУ. - С. 183-185.

6. Р. В. Литовкин, Д. В. Литовкин. Автоматизированная система электроакупунктурной диагностики. // Сборник материалов V региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. Волгоград. 2000. ВолгГТУ. - С. 202-203.

7. Р. В. Литовкин. Система для непрерывного контроля биофизического состояния человека и проведение лечения на основе акупунктурных методов. // Сборник материалов международной научно-технической конференции

«Информационные технологии в образовании, технике и медицине». Волгоград. 2000. ВолгГТУ. - С. 209-210.

8. Р. В. Литовкин, Д. С. Лопастейский, В. В. Матюхин, И. С. Попова, В. В. Давыдов. Автоматизированный контроль миоэлектрической активности ЖКТ у экспериментальных животных при острой кишечной непроходимости (ОКН). // Сборник материалов 59-ой итоговой научной конференции студентов и молодых ученых ВМА Волгоград. 2001. ВМА. - С. 52.

9. Р. В. Литовкин, Д. С. Лопастейский, В. В. Матюхин, И. С. Попова, В. В. Компьютерный электрогастроэнтерограф. // Сборник материалов 59-ой итоговой научной конференции студентов и молодых ученых ВМА. Волгоград. 2001. ВМА.-С. 24.

10. Р. В. Литовкин. Электроакупунктурный метод контроля и управления процессами в организме. // Сборник материалов II международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах». Новочеркасск. 2001.ЮРГТУ.-С.6-8.

11. Р. В. Литовкин, Н. А. Жаркий, И. А. Плешаков. Мониторинг состояния человека на основе электрофизиологии акупунктурных точек. // Сборник материалов научной юбилейной конференции, посвященной 25-летию со дня открытия в Москве Центрального научно-исследовательского института рефлексотерапии, «Итоги и перспективы развития традиционной медицины в России». Москва. 2002. Федеральный научный клинико-экспериментальный центр традиционных методов диагностики и лечения Министерства здравоохранения Российской Федерации. - С. 85-86.

12. Литовкин Р. В. Автоматизация контроля состояния здоровья человека на основе рефлексотерапии. // Сборник научных трудов международной научно-технической конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине». Волгоград. 2002. ВолгГТУ. - С. 216-217.

Соискатель

Литовкин Р. В.

Подписано в печать О Л. ¿МОП . Формат 60 х 84 ^^. Усл.

пен. л. 1,0. Печать офсетная. Бумага офсетная. Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета. 400131, Волгоград, ул. Советская, 35. Заказ № Н . Тираж 100 экз.

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, терминов

Введение

Глава 1. Обзор методов и средств медицинского мониторинга

1.1. Анализ объекта как источника информации

1.2. Анализ существующих методов функциональной диагностики для применения в мониторинге ВНС

1.3. Система мониторинга с заданными метрологическими характеристиками

Выводы

Глава 2. Метод проектирования систем мониторинга с регулируемой метрологией

2.1. Анализ принципов проектирования средств измерения

2.2. Синтез оператора системы мониторинга в категориальной форме

2.3. Синтез структуры графа системы мониторинга Выводы

Глава 3. Метрологический анализ системы мониторинга с регулируемой метрологией

3.1. Определение типичных параметров моделей измерительных модулей

3.2. Метрологический анализ системы мониторинга

3.3. Теоретический метрологический расчет канала измерения Выводы

Глава 4. Проведение аттестации и медицинского эксперимента

4.1. Методика проведения аттестации систем мониторинга

4.2. Методика медицинского эксперимента и описание экспериментальной установки

4.4. Анализ результатов медицинского эксперимента

Выводы

Средства измерения медицинского назначения представляют собой сложную систему, имеющую на входе огромное количество разнородной информации с различным уровнем помех. Преобразование и анализ полученной информации должен обеспечить показатели с достаточной степенью достоверности для постановки диагноза или принятий каких либо решений. Поэтому вопрос точности конкретного прибора (или метода) и однородности характеристик группы приборов является в медицинском приборостроении одним из важных. Метрологические характеристики результатов измерения, полученных при проведении методик диагностики, обычно формируются на основе многочисленных исследований, при этом статистическими методами определяются вид получаемой информации с объекта (живого организма) и степень точности измерения этой информации, обеспечивающей необходимый уровень достоверности для анализа и принятия решения. Соответственно, требования к преобразованию информации: вид и точность преобразования, - и определяют метрологические характеристики аппаратуры. Для создания аппаратуры с заданными параметрами используют различные приемы проектирования. Эти способы имеют различную, в первую очередь, экономическую эффективность, т.е. затраты времени и материальных ресурсов на проведение процесса разработки. В медицинском приборостроении ужесточение оценок качества проектирования требует пристального внимания к эффективности разработки. Поэтому в работе рассматриваются вопросы проектирования систем измерения медицинского назначения с заданными характеристиками.

Самым развивающимися являются методы диагностики, направленные на изучение систем регуляции ВНС. Так как в настоящее время модели объектов (ВНС) только развиваются, то становятся актуальными вопросы отношения объектов и систем измерения. В первой главе проведен анализ отношения объекта и системы измерения. 5

Рассмотрен порядок формирования модели объекта измерения. Анализ показал, что для идентификации сложных объектов, как, например, организма человека, необходимо применение регулирования метрологических характеристик систем измерения при проектировании и при эксплуатации. При этом анализ различных диагностических методик показал, что системы мониторинга на сегодняшний день являются наиболее эффективными средствами контроля, диагностики и лечения, следовательно, дальнейшие их развитие является наиболее перспективным направлением в медицинской технике. А применение мониторинга биофизического состояния на основе инструментальной рефлексодиагностики не только расширяет возможности диагностики и лечения существующих приемов рефлексотерапии, но имеет преимущество по сравнению с другими методами мониторинга, например: в количестве исследуемых подсистем организма, в безопасности и эффективности. Следовательно, целью диссертационной работы является: а) разработка методики эффективного проектирования измерительных систем медицинского мониторинга с заданными метрологическими характеристиками при построении моделей объекта измерения; б) проектирование и создание комплекса мониторинга биофизического состояния акупунктурной системы человека с заданными метрологическими характеристиками.

Во второй главе рассмотрена методика проектирования системы мониторинга с заданными метрологическими характеристиками. Проектирование заключается в формализации процесса измерения и построения измерительного уравнения. При этом предложены модели элементарных преобразователей. В основе моделей входят функции или операции преобразования (или трансформации) различных категорий информации: параметров сигналов, параметров преобразователей, метрологических характеристик (погрешностей и т.д.). В результате на основе измерительного уравнения, полученном на его основе графа преобразования и моделей измерительных модулей строится граф поэтапного преобразования различных категорий информации.

В третьей главе рассмотрены вопросы практического применения методики проектирования. Определен набор преобразователей (модулей) системы мониторинга, имеющих аппаратную реализацию, и имеющих широкое применение в системах измерения: цифро-аналоговый преобразователь; преобразователь-формирователь тока воздействия; электродная система; объект измерения; аналоговый коммутатор; аналоговые входные преобразователи; аналогово-цифровой преобразователь; системы управления и цифровой обработки сигнала. Для каждого модуля определены типичные категории информации, параметры, функции преобразования и трансформации. Проведен анализ формирования различных метрологических характеристик системы мониторинга на основе модели канала измерения: методической и инструментальной погрешности, статической и динамической погрешности, систематической и случайной погрешности и т.д. Проанализированы основные способы формирования метрологических характеристик и предложены способы их регулирования. В результате метрологического анализа проведена коррекция структуры графа преобразования.

В четвертой главе рассмотрены вопросы проведения метрологического и медико-клинического экспериментов. На основе рекомендации и методик ГОСТа разработан порядок метрологической аттестации системы мониторинга. По результатам метрологического эксперимента получены характеристики системы и сформированы корректирующие функции преобразования. Проведена серия медицинских экспериментов по изучению биоритмологического проявления систем регуляции ВНС, показавшая состоятельность применения мониторинга акупунктурной системы человека для контроля проведения различных терапевтических процедур.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- предложена модель объекта измерения и его взаимодействия с системой измерения при регистрации проявления регуляции ВНС;

- разработана универсальная модель модулей преобразования, входящих в состав системы мониторинга, и основанная на трансформации различных видов информации;

- разработаны детальные модели модулей преобразования различных видов информации, типичных для аппаратно-программной реализации;

- предложен способ построения графа поэтапной трансформации всех видов информации в канале измерения системы;

Практическая ценность заключается в следующем:

- определены параметры моделей типичных преобразователей систем медицинского мониторинга;

- определены основные способы формирования метрологических характеристик и предложены способы их регулирования;

- показана эффективность использования системы мониторинга биофизического состояния акупунктурной системы человека при проведении лечебной методики «ТЭС».

- применение метода проектирования с заданными метрологическими характеристиками повышает эффективность разработки систем измерения медицинского назначения;

- порядок проектирования позволяет использовать элементы схемотехники со средними характеристиками с сохранением функциональных и метрологических показателей всей системы мониторинга.

Основные выводы и результаты

1) Анализ процесса медицинской диагностики показал, что при построении адекватных диагностических моделей, измерительная система должна обладать следующими свойствами:

- достаточной степенью автоматизации проведения процесса диагностики, что приводит к уменьшению времени диагностики и увеличивает ее достоверность и объективность; система должна позволять проводить мониторинг достаточного количества точек объекта по различным параметрам и в течение длительного времени для обеспечения определения состояния различных подсистем организма с учетом их биоритмологической активности.

2) Выявлено, что при построении адекватной диагностической модели на начальном ее этапе развития основным звеном, которое существенно влияет на время и стоимость процесса построения модели, является проектирование и реализация измерительной системы с заданными метрологическими характеристиками. При этом существующие приемы проектирования недостаточно эффективны по следующим причинам:

- в недостаточной степени разработаны модели взаимодействия объекта и измерительной системы медицинского мониторинга;

- существующие метрологические модели каналов измерения не учитывают широкий спектр метрологических характеристик реальных модулей преобразования, из которых состоит измерительная система;

- слабо формализованы описания или модели типичных преобразовательных модулей.

Следовательно, необходимо применять более гибкие подходы в проектировании систем медицинского мониторинга с заданными метрологическими характеристиками.

3) Разработанные формализация процесса измерения, модели преобразовательных модулей, каналов измерения и порядок их метрологического анализа позволили построить методику проектирования систем медицинского мониторинга с заданными метрологическими характеристиками, основными этапами которой являются следующие:

- формализация процесса измерения на основе данных технического задания и исследования предметной области;

- формирование предварительных данных диагностической модели и параметров взаимодействия с объектом;

- составление измерительного уравнения системы измерения в операциональной форме, т.е. совокупности элементарных измерительных преобразователей и их моделей;

- декомпозиция измерительного уравнения до операций, имеющих широкое применение в измерительной практике и являющихся функционально законченными;

- дополнительная декомпозиция до операций, соответствующих аппаратно реализуемым преобразовательным модулям;

- построение структуры системы измерения на основе измерительного уравнения;

- составление и параметризация моделей преобразовательных модулей, вошедших в состав системы;

- построение графа поэтапного преобразования различных видов информации в канале измерения, влияющих на метрологические характеристики системы;

- проведение метрологического анализа на основе полученного графа и моделей преобразовательных модулей;

- корректировка структуры системы и параметризация преобразовательных модулей для достижения необходимых метрологических характеристик системы;

- реализация системы, проведение поверки и метрологического эксперимента для формирования таблиц коррекции результатов измерения.

4) Проведенные этапы проектирования, реализации и поверки комплекса мониторинга акупунктурной системы человека показали:

- предложенный метод проектирования значительно уменьшает количество итерационных этапов блочно-функционального распределения и параметризации;

- полученные метрологические характеристики системы удовлетворяют заявленным значениям для построения диагностической модели;

- совмещение метрологического анализа и этапа параметризации привело к достижению необходимых метрологических характеристик измерительной системы с использованием минимального количества преобразовательных модулей, имеющих повышенные показатели стоимость/точность.

5) Проведенная серия медицинских экспериментов по изучению биоритмологического проявления систем регуляции ВНС на основе реализованной системы мониторинга показала:

- адекватность предложенной модели взаимодействия объекта и системы мониторинга;

- адекватность методики современным направлениям инструментальной рефлексодиагностики;

- гибкость и эффективность при построении диагностической модели состояния систем организма.

1. Фролов М. В., Милованова Г. Б. Электрофизиологические помехи и контроль состояния человека-оператора. М.: «Эдиториал УРСС», 1996 г., 160 с.

2. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Учеб. пособие / Е. П. Попечителев, Н. А. Кореневский; Под ред. Е. П. Попечителева. М.: Высш. шк., 2002 г., 470 с.

3. Рагульская М. В., Любимов В. В. Приборное изучение воздействия магнитных полей на БАТ человека: методы, средства, результаты // «Журнал радиоэлектроники», № 11,2000 г.

4. Вернер Ф. Основы электроакупунктуры. М.: ИМЕДИС, 1993 г., 182 с.

5. Иглоукалывание / Под общей ред. Хоанг Бао Тяу, Ла Куанг Ниеп; пер. с въет. Алешина П. И. -М.: Медицина, 1988 г., 672 с.

6. Избранные тезисы и доклады II (1996 г.) и III (1997 г.) Международных конференций «Теоретические и клинические аспекты применения биорезонансной и мультирезонансной терапии». М.: ИМЕДИС, 1999 г., 528 с.

7. Крамер Ф. Учебник по электроакупунктуре: В 2-х томах: Т. 1./ Пер. с нем. -М.: ИМЕДИС, 1995 г., 192 с.

8. Крамер Ф. Учебник по электроакупунктуре: В 2-х томах: Т. 2./ Пер. с нем. М.: ИМЕДИС, 1995 г., 272 с.

9. Плонси Р., Барр Р. Биоэлектричество: Количественный подход: Пер. с англ. М.: Мир, 1991 г., 366 с.

10. Тезисы и доклады IV Международной конференции «Теоретические и клинические аспекты применения биорезонансной и мультирезонансной терапии». М/. ИМЕДИС, Ч. 1,1998 г., 368 с.

11. Тезисы и доклады IV Международной конференции «Теоретические и клинические аспекты применения биорезонансной и мультирезонансной терапии». М.: ИМЕДИС, Ч. II, 1998 г., 336 с.

12. Тезисы и доклады V Международной конференции «Теоретические и клинические аспекты применения биорезонансной и мультирезонансной терапии». М.: ИМЕДИС, Ч. I, 1999 г., 384 с.

13. Тезисы и доклады V Международной конференции «Теоретические и клинические аспекты применения биорезонансной и мультирезонансной терапии». М.: ИМЕДИС, Ч. И, 1999 г., 384 с.

14. Жигайло Т. JL, Евдокимова Г. А., Козлов Е. И. Зависимость сопротивления БАТ от времени измерений. Вопросы медицинской электроники. // Межведомственный тематический научный сборник. Таганрог, ТРТИ, 1984 г., вып.И5, с. 119-121.

15. Рагульская М. В., Хабарова О. В., Обридко В. Н., Дмитриева И. В. Влияние солнечных возмущений на функционирование и синхронизацию человеческого организма // «Журнал радиоэлектроники», № 10, 2000 г.

16. Волкова JI. В. Спектральные характеристики годичных ритмов психофизиологических свойств индивидуальности // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук, Уфа, 1998 г.

17. Гаркави JI. X., Квакина Е. Б., Кузьменко Т. С. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. М.: «ИМЕДИС», 1998г., 656 с.

18. Агулова JI. П. Биоритмологические закономерности формирования компенсаторно-приспособительных реакций в условиях клинической модели стресса // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, Томск, 1999 г.

19. Ложкина А. Н. Флуктуации в физиологии. Поиск закономерностей. // Забайкальский медицинский вестник. 1997. -N1/2. - С.51-56.

20. Степанов А. М. Акупунктура древние и современные взгляды на явление // Журнал благотворительного фонда «Дельфис», № 1, 1999 г., С. 60-66.

21. Калакутский Л. И., Манелис Э. С. Аппаратура и методы клинического мониторинга: Учебное пособие Самара: Самарский государственный аэрокосмический ун-т., 1999 г., 161 с.

22. Мишин А. Т., Логинов А.С. Инфра-низкочастотные усилители бионапряжений с гальваническим разделением входа и выхода. М.: Энергоатомиздат, 1983 г., 80 с.

23. Плонси Р., Барр Р. Биоэлектричество: Количественный подход / Пер. с англ. -М.: Мир, 1991 г., 366 с.

24. Загускин С. Л. Биоритмы: энергетика и управление. // Препринт ИОФАН N236 М., 1986 г., 56 с.

25. Загускин С. Л., Гринченко С. Н., Бродский В. Я. Взаимодействие околочасового и околосуточного ритма: кибернетическая модель / Известия РАН, серия биологическая, N6, 1991 г., С. 965-969.

26. Плотников А. В. Цифровой монитор для суточной регистрации ЭКГ // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2000 г.

27. Прилуцкий Д. А. Электрокардиографическая система на основе сигма-дельта аналогово-цифрового преобразования // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 1998 г.

28. Вайсман М. В. Построение алгоритмов и средств испытаний многоканальных цифровых электрокардиографов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2000 г.

29. Портнов Ф.Г. Электропунктурная рефлексотерапия. Рига: Зинатне, 1988 г., 352 с.

30. Миф Н. П. Модели и оценка погрешности технических измерений. -М., Изд-во стандартов, 1976 г., 144 с.

31. Метрологическое обеспечение измерительных информационных систем (теория, методология, организация) / Под ред. Е. Т. Удовиченко. М.: Изд-во стандартов, 1991 г., 192 с.

32. Браславский Д. А., Петров В. В. Точность измерительных устройств. М., «Машиностроение», 1976 г., 311 с.

33. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2000 г., 462 с.

34. Земельман М. А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. М.: Изд-во стандартов, 1972 г., 200 с.

35. Алиев Т. М., Тер-Хачатуров А. А., Шекиханов А. М. Итерационные методы повышения точности измерений. М.: Энергоатомиздат, 1986 г., 168 с.

36. Бромберг Э. М., Куликовский К. Л. Тестовые методы повышения точности измерений. М., 1978 г.

37. Цветков Э. И. Основы математической метрологии. Ч. I. С-Пб., 2001 г., 88 с.

38. Цветков Э. И. Основы математической метрологии. Ч. И. — С-Пб.,2001 г., 106 с.

39. Цветков Э. И. Основы математической метрологии. Ч. III. С-Пб.,2002 г., 86 с.

40. Цветков Э. И. Основы математической метрологии. Ч. IV. С-Пб., 2002 г., 106 с.

41. Муха Ю.П. Структурные методы в проектировании сложных систем. Ч. I, II: Учеб. пособие. Волгоградский политехнический институт, 1993 г.1. Глава 3.

42. Алексенко А. Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И., Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Сов. радио, 1980 г., 224 с.

43. Алиев Т. М., Тер-Хачатуров А. А. Измерительная техника: Учеб. пособие для техн. вузов. М.: Высш. шк., 1991 г., 384 с.

44. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. — 2-е изд., перераб. и доп. — JL: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1988 г., 304 с.

45. Иванцов А. И. Основы теории точности измерительных устройств: Учеб. пособие для вузов. М.: Издательство стандартов, 1972 г., 212с.

46. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 М.: ДОДЭКА, 1996 г., 384 с.

47. Кауфман М., Сидман А. Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник в 2 т.: Т. 2: Пер. с англ./ Под ред. Покровского Ф. Н., -М.: Энергоатомиздат, 1993 г. 288 с.

48. Новицикий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Энергоатомиздат, 1991 г., 304 с.

49. Пейтон А. Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях: Пер. с англ./ под ред. Молодяну А. П.-М.: БИНОМ, 1994 г., 352 с.

50. Рудзит Ф. А., Плуталов В. Н. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении: Учеб. пособие для студентов приборостроительных специальностей вузов. М.: «Машиностроение», 1991 г., 304 с.

51. Р. В. Литовкин. Погрешности измерений в электронных медицинских системах: теоретический и практический расчеты. // Журнал «Биомедицинские технологии и радиэлектроника». № 4. 2002 г.

52. A. Rich. Understanding interference-type noise. //Application notes. Analog Devices.

53. B. Carter, P. Rowland, J. Karki, P. Miller. Amplifiers and Bits: An introduction to selecting amplifiers for data converters. // Application report. Texas Instruments Incorporated.

54. B. Clarke. Find Op Amp noise spreadsheet. //Application notes. Analog Devices.

55. D. Sheehan, M. Smith. Bandwidth, OFF isolation and crosstalk performance of the ADG5XXA multiplexer series. //Application notes. Analog Devices.

56. E. Nash. Errors and error budget analysis in instrumentation amplifier applications. //Application notes. Analog Devices.

57. Fundamentals of sampled data systems. //Application notes. Analog Devices.

58. J. Buxton. Careful design tames high speed Op Amps. //Application notes. Analog Devices.

59. J. Johnston. Switched-capacitor AID converter input structures. //Application notes. A Cirrus Logic Company.

60. J. R. Riskin. A User's guide to 1С instrumentation amplifiers. //Application notes. Analog Devices.

61. J. Reidy. AD7672 converter delivers 12-bit 200 kHz sampling systems. //Application notes. Analog Devices.

62. J. Whitmore. Behind the switch symbol. Use CMOS analog switches more effectively when you consider them as circuits. //Application notes. Analog Devices.

63. J. Wynne. CMOS DACs and Op Amps combine to build programmable gain amplifiers Part I. //Application notes. Analog Devices.

64. J. Wynne. CMOS DACs and Op Amps combine to build programmable gain amplifiers Part II. //Application notes. Analog Devices.

65. Jerry Horn. Interleaving analog-to-digital converters. // Application bulletin. Texas Instruments Incorporated.

66. John Austin. Getting the full potential from your ADC. // Application report. Texas Instruments Incorporated.

67. L. Smith, D. H. Sheingold. Noise and operational amplifier circuits. //Application notes. Analog Devices.

68. Minimizations of noise in operational amplifiers applications. // Application notes. Precision Monolithics Inc.

69. Principles of data acquisition and conversion. // Application bulletin. Texas Instruments Incorporated.

70. R. I. Demrow. Settling time of operational amplifiers. //Application notes. Analog Devices.

71. R. Moghimi. Ways to optimize the performance of a difference amplifier. //Application notes. Analog Devices.

72. R. Stata. Operational integrators. //Application notes. Analog Devices.

73. R. Stata. User's guide to applying and measuring operational amplifiers specifications. //Application notes. Analog Devices.

74. T. Kugelstadt. Switched-capacitor ADC analog input calculations. // Application report. Texas Instruments Incorporated.

75. Understanding crosstalk in analog multiplexers. //Application notes. Analog Devices.

76. Understanding data converters. // Application report. Texas Instruments Incorporated.

77. Using Sigma-Delta converters Part 1. //Application notes. Analog Devices.

78. Using Sigma-Delta converters Part 2. //Application notes. Analog Devices.

79. W. Jung. Applying 1С sample-hold amplifiers. //Application notes. Analog Devices.

80. W. Kester. Test video AID converters under dynamic conditions. //Application notes. Analog Devices.

81. What designers should know about data converter drift. // Application bulletin. Texas Instruments Incorporated.1. Глава 4.

82. Измерения в электронике: Справочник/Кузнецов В. А., Долгов В. А., Коневских В. М. и др.; Под ред. Кузнецова В. А. М.: Энергоатомиздат, 1987 г., 512 с.

83. Вайсман М. В. Построение алгоритмов и средств испытаний многоканальных цифровых электрокардиографов/Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2000 г.

84. ГОСТ 11294-81. Линии измерительные. Технические требования. Методы испытаний.

85. ГОСТ 8.497-83. Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методы и средства поверки.

86. ГОСТ 8.513-84. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.

87. ГОСТ 8.401-80. Классы точности средств измерений. Общие требования.

88. Стандарт МЭК 601-1. Изделия медицинские электрические.

89. ГОСТ Р 50326-92 (МЭК 513-76). Основные принципы безопасности электрического оборудования, применяемого в медицинской практике.

90. ГОСТ Р 50444-92. Приборы, аппараты и оборудование медицинские. Общие технические условия.

91. ГОСТ 25995-83 (СТ СЭВ 3932-82). Электроды для съема биоэлектрических биопотенциалов. Общие технические требования и методы испытания.

92. Алиев Т. М., Тер-Хачатуров А. А. Измерительная техника: Учеб. пособие для техн. вузов. -М.: Высш. шк., 1991 г., 384 с.