автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Мобильные телемедицинские комплексы для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы

На правах рукописи

005002ТОО

Сенин Андрей Александрович

МОБИЛЬНЫЕ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ АМБУЛАТОРНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

05.11.17. -Приборы, системы и изделия медицинского назначения .

2 4 НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула-2011

005002183

Работа выполнена в учебном центре биомедицинской инженерии ГОУ ВПО «Пущинский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Богомолов Алексей Валерьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Токарев Вячеслав Леонидович;

кандидат технических наук, доцент Фёдоров Максим Викторович

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет»

Защита состоится 20 декабря 2011г. в 14- часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.07 при ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300012, г. Тула, пр-т Ленина, 92, (9101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Автореферат разослан 15 ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Ф.А. Данилкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС) являются лидирующими показателями заболеваемости, временной нетрудоспособности, инвалидности и смертности населения России (Е.И. Чазов, В.И. Стародубов, Л,А. Бокерия и др.).

Врачи нуждаются в объективной своевременной информации, характеризующей состояние ССС на всех этапах ведения больных - от первичного обследования до периода наблюдения после окончания лечения. Основными методами функциональной диагностики состояния ССС и сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) в настоящее время являются электрокардиография (ЭКГ), суточное мониторирование ЭКГ (СМЭКГ) и артериального давления (СМАД). Однако из-за разделения во времени первичного обследования, функционального исследования и постановки диагноза догоспитальный период наблюдения часто оказывается чрезмерно большим. Его сокращение может быть обеспечено средствами телемедицины при амбулаторных исследованиях с дистанционной передачей данных в службу функциональной диагностики и с обратной связью в виде врачебного заключения, доставляемого также дистанционно (О. И. Орлов, С.И. Щукин, А.П. Казанцев, Ю.Н. Федулаев, В.И. Шокин и др.). При этом эффективность телемедицинских комплексов должна одновременно характеризоваться двумя показателями - средней длительностью и средней себестоимостью дистанционного диагностического исследования (А.П. Казанцев).

Известные отечественные и зарубежные образцы программно-аппаратных средств сбора и обработки информации для дистанционной функциональной диагностики ССЗ («CardioBeeper» производства «SHL TeleMedicine», «CardioCE» - «ХАИ-МЕДИКА» и др.), имеют недостатки, снижающие их эффективность:

- не обеспечены комплексные методы, охватывающие широкий спектр задач функциональной диагностики распространенных ССЗ - необходима интеграция методик ЭКГ, СМЭКГ, СМАД в единую информационно-измерительную систему;

- не поддерживается телемониторирование стандартных ЭКГ в реальном времени по низкоскоростным каналам связи, необходимое, в частности, в военной медицине;

- не развита технология разработки платформо-независимых мобильных телемедицинских комплексов (МТК), обеспечивающая робастность при переходе на новые программно-аппаратные платформы, что является весьма важным в связи с быстрым моральным старением существующих платформ;

- универсальные МТК не портативны, избыточны и являются дорогостоящими, что препятствует массовому использованию их в

медицинской практике.

Названные недостатки обусловили актуальность выполненного

исследования.

Работа была начата по программе Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» в 2005 г. и продолжена в рамках научного проекта 01.200705316 «Исследование и разработка телемедицинской системы управления дистанционным обследованием и диагностикой сердечно-сосудистых заболеваний во внебольничных условиях (мобильная и домашняя телекардиология)» по плану Института биологического приборостроения РАН.

Цель исследования - повышение эффективности МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС на основе использования портативных вычислительных устройств, развиваемой платформо-независимой архитектуры, автономных баз данных, беспроводной связи й совершенствования методов кодирования функциональных сигналов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) формирование платформо-независимого архитектурного образца МТК для амбулаторной функциональной.диагностики заболеваний ССС;

2) оптимизация кодирования электрокардиосигналов для передачи в реальном масштабе времени по низкоскоростным каналам связи;

3) разработка алгоритма передачи электрокардиосигналов в реальном масштабе времени, обеспечивающего телемониторирование ЭКГ;

4) синтез МТК для амбулаторной функциональной диагностики ССЗ методами ЭКГ с возможностью телемониторирования, а также методами суточного мониторирования ЭКГ и АД, реализуемого на портативных вычислительных платформах.

Положения, выносимые на защиту

1. Модельно-ориентированный метод синтеза МТК с применением архитектурных образцов, позволяющий создавать многовариантные платформо-независимые комплексы с автономными базами данных для амбулаторных функционально-диагностических исследований сердечнососудистой системы и сокращающий трудоемкость разработки более чем в 2 раза.

2. Метод адаптивного целочисленного дельта-кодирования электрокардиосигналов с оценкой минимума условной энтропии по разностям первых 4-х порядков, позволяющий, в сравнении с ранее известными методами, увеличить коэффициент сжатия электрокардиосигналов без потерь информации

на 5-44 % и обеспечить телемониторирование 12-канальных ЭКГ в реальном масштабе времени со скоростью до 18,7 кбит/с.

Научная новизна

В работе были получены новые научные результаты, позволяющие повысить эффективность разрабатываемых МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС.

1. Предложен модельно-ориентированный метод синтеза развивающихся модульных МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС, отличающийся применением платформо-независимых архитектурных образцов и реляционных баз данных, сокращающий трудоемкость проектирования и обеспечивающий устойчивость комплексов к изменениям отдельных компонентов при переходе на новые программно-аппаратные

. . платформы и при комплектовании методик функционально-диагностических исследований.

2. Разработан метод сжатия и передачи электрокардиосигналов на основе целочисленного адаптивного дельта-кодирования, отличающийся использованием оценки минимума условной энтропии по разностям первых 4-х порядков, обеспечивающий больший коэффициент сжатия электрокардиосигналов в сравнении с известными методами и позволяющий вести передачу стандартных 12-канальных ЭКГ по низкоскоростным каналам связи в реальном масштабе времени без потерь информации.

Практическая значимость

Синтезирован развивающийся, высокомобильный телемедицинский программно-аппаратный комплекс дая амбулаторной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, повышающий эффективность медицинского обслуживания за счет сокращения периода догоспитального наблюдения больных. Комплекс, в отличие от существующих аналогов, имеет платформо-независимую архитектуру и поддерживает на основе автономной реляционной базы данных одновременно методы ЭКГ с возможностью телемониторирования в реальном масштабе времени, суточного мониторирования ЭКГ и АД, предоставляет возможность модификации и интеграции дополнительных диагностических методик, а также отличается меньшими массогабаритными показателями и себестоимостью.

Возможные области применения результатов: дистанционная функциональная диагностика ССЗ, военная медицина, спортивная медицина, медицина катастроф, медицина на транспорте и на изолированных территориях.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается математическими обоснованиями, результатами экспериментальных исследований и практической реализацией результатов исследований.

Результаты исследования реализованы и внедрены в:

- ФГУП «ЦНИИ «Комета» Федерального космического агентства РФ, г.

Москва;

- МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, г. Москва;

- ООО «Альтоника», г. Москва;

- ГОУ ВПО «Путинский государственный университет», .г. Пущино.

Для решения задач исследования применялись методы объекгно-ориенгированного анализа и проектирования, реляционной алгебры, теории информации, цифровой обработки сигналов. Для описания результатов структурного системного анализа использовался язык UML 2.0, среда анализа и проектирования Sparx Systems Enterprise Architect 8.0. Для программирования использовались среды программирования: National Instruments LabVIEW 7.1, Microsoft Visual Studio 2008 (С++, C#). Для математических расчетов использовался пакет Mathworks MATLAB 7.3.0 (R2006b). Испытания проводились в 11 лечебно-профилактических учреждениях Москвы и Московской области, в том числе: Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф .Владимирского, Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, больница Пущинского научного центра РАН.

Результаты диссертационного исследования представлены и апробированы на 17 научных мероприятиях и выставках, в их число входят: Международные выставки «Здравоохранение», Москва, 2005-2007 гг.; III Всероссийская специализированная выставка «Российские производители и снабжение Вооруженных Сил», Москва, 2005 г.; Научная конференция по итогам работы в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», Москва, 2005 г.; Российская национальная выставка в Пекине (презентация на стенде ФГУП «ЦНИИ «Комета»), 2006 г.; VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике», Москва, 2007 г.; III Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине», Троицкий научный центр, 2008 г.; VII Международная конференция «Высокие медицинские технологии XXI века, Бенидорм, Испания, 2008 г.; XIV Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI века», Пущинский научный центр, 2010 г.; III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика- 2010», Москва, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 2 - в

изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы (150 наименований) и

приложения (4 акта внедрения), содержит 126 страниц, в том числе 99 страниц основного текста, 73 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования; определены цель и задачи работы; перечислены новые научные результаты исследования; сформулирована практическая значимость результатов, приведены сведения об их. апробации и внедрении; сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе делается аналитический обзор систем внебольничной телемедицины в телекардиологическом аспекте. Отмечено, что современная телемедицина основывается на использовании цифровых измерительных и диагностических приборов, компьютеров и компьютерных сетей. Происходит развитие технологий, ориентированных на Интернет. Все большее применение находит мобильная беспроводная связь.

; Особо выделяются телемедицинские информационно-измерительные системы. Приводится ряд характерных примеров. Подчеркивается,, что появление карманных персональных компьютеров, смартфонов и коммуникаторов привело к созданию нового класса портативных диагностических комплексов. Формулируются задачи унификации и стандартизации аппаратных и программных компонентов телемедицинских, информационно-измерительных систем.

Представлен метод унифицированного процесса разработки программных систем на основе применения языка моделирования UML (Unified Modeling Language) и шаблонов проектирования. Описан объектно-ориентированный подход к разработке спецификаций систем, в том числе и медицинских, предлагаемый стандартом HL7 3.0 (Health Level Seven).

Проводится краткий анализ систем внебольничной телекардиологии, и приводится информационная модель обобщенной системы клинико-функциональных исследований, в которой отражается взаимодействие мобильного телемедицинского комплекса (МТК) с консультационным (КТК).

В обосновании задач исследования разбираются недостатки мобильных комплексов и систем для амбулаторной функциональной диагностики ССЗ. Ставится вопрос о технологии разработки и модернизации систем, обеспечивающей их робастность при миграции между платформами. Обоснованно делаются следующие предположения.

• Решением проблемы обеспечения робастной миграции между портативными платформами может быть модельно-ориентированный подход к

разработке архитектуры систем и методология их синтеза на основе шаблонов проектирования.

• Архитектурный образец мобильного телемедицинского комплекса, обеспечивающего хранение и выборку проведенных клинико-функциональных исследований в собственной картотеке, может служить информационной моделью интеграции диагностических методов.

• Сжатие ЭКС с использованием целочисленного адаптивного дельта-кодирования может обеспечить телемониторирование 12-ти синхронных отведений стандартной ЭКГ в реальном времени по низкоскоростным каналам сотовой связи и по беспроводным персональным сетям.

• Возможности современных портативных платформ могут обеспечить эффективную реализацию сложных диагностических методик в рамках МТК агрегатно-модульной конструкции с применением серийно выпускаемых приборов и устройств.

На представленных основаниях в заключение главы 1 выводятся формулировки задач диссертационного исследования.

Во второй главе описывается модельно-ориентированный итерационный метод синтеза развивающихся платформо-независимых модульных МТК с использованием архитектурных образцов и реляционных баз данных, позволяющий сократить трудоемкость разработки при переходе на новые программно-аппаратные платформы и при комплексировании методик функционально-диагностических исследований.

Предложенный метод синтеза МТК позволяет повысить эффективность проектирования, производства и сопровождения мобильных систем.

Синтез осуществляется итерациями (рис. 1).

Медицинские __________________________________Проверенная

задачи | Ожидаемый результат ! версия системы

Рисунок 1. Итерационный накопительный процесс синтеза мобильного телемедицинского комплекса с оптимизацией после анализа альтернатив

Метод позволяет разрабатывать программное обеспечение для различных

программно-аппаратных платформ благодаря модельно-ориентированной

технологии MDA (Model-Driven Architecture). В процессе синтеза вырабатывается архитектурный образец в виде иерархии моделей трех уровней:

1) модель прикладной области (доменная модель);

2) модель вариантов использования МТК;

3) логическая модель МТК.

Модель прикладной области сведена к информационной модели МТК (рис. 2), сопряженной с процессом функциональной теледиагностики (рис. 3).

Рисунок 2. Информационная модель МТК

Рисунок 3. Процесс функциональной теледиагностики

Модель вариантов использования МТК заключает в себе детализированную контекстную диаграмму МТК и ряд диаграмм вариантов использования МТК для описания и анализа функциональности комплекса.

Логическая структура архитектурного образца МТК представлена в виде ряда логических диаграмм классов. На рис. 4 изображена диаграмма концептуальных классов МТК. Она сформирована как множество классов прикладных программ диагностических методик (ЭКГ покоя, СМЭКГ, СМАД, телемониторирование ЭКГ) и специальных классов, называемых агентами, которые осуществляют взаимодействие и обмен данными между прикладными программами и центральным классом управления.

съ

Интерфейс СМЭКГ

о-

Интерфейс СМАД

Интерфейс ЭКГ

«программа» СМЭКГ

+ Тестировать СМЭКГ() + Копировать данные() ♦ -0

«программа» СМАД

Инициализировать^ Копировать данные()

-О

«программа» ЭКГ покоя

Записать ЭКГ() Отобразить ЭКГ()

...о

«агент» СМЭКГ

«агент» СМАД

«агент» ЭКГ л око]

«программа» Теле мэн итерирование

+ Читать поток ЭКГ()

+ ...о

«агент» Теле мэнитори рова н ие

О

Транспорт данных

«агент» Прие^огправка данных

Отправить данные()

Передать ЭКГ в реальном времени()

Принять заключение^

Уведомить о получении закпк>чения()

Управление

[индикатор* Фамилия

Отчество

«Ведение картотеки» ■ Создать карту(} к. Редактировать карту() Найти карту()

► Удалить карту() с ...{)

н Создать учетную запись{) к Найти учетную запись()

► Удалить учетную зались()

- -О

«Запись исследования»

► Ввести учетные данные()

* Ввести клиникуО *■ Записать ЭКГ{) + Копировать ЭКГ из памяги() +■ Тестировать СМЭКГ() + Копировать данные СМЭКГ() + Инициализировать СМАД()

* Копировать данные СМ АДО «Вывод данных» + Вывести ЭКГ() + Вывести СМЭКГ{) + Вывести СМАДО «Передача данных»

+ Отправить данные() + Выполнить телемониторированиеО + Принять эаключение()

Карта исследования

Ю_карты

Клинические _данные

Учетные данные

Ю_больного «МО

Картотека исследований

Список больных

Рисунок 4. Диаграмма концептуальных классов МТК

Для организации картотеки мобильного комплекса предлагается реляционная модель данных. Структуру модели составляют нормализованные п-арные отношения (рис. 5). Главные роли в модели принадлежат двум объектам - таблицам «Исследование» и «Больной». Вторая связана с первой ассоциацией «один ко многим», поскольку с каждым больным может быть проведено множество исследований. Таблица «Исследование» в свою очередь связана ассоциациями «один ко многим» с остальными таблицами. Такая модель базы данных МТК позволяет интегрировать в комплекс любое число диагностических методик без изменения основной структуры данных.

«enumeration* Пол

Attributes + Мужской + Женский

Рисунок 5. Логическая схема данных мобильного комплекса Платформо-независимая логическая структура МТК (рис. 6) обеспечивает робастность и расширяемость комплекса посредством агентов и предложенной модели данных. Для включения в МТК новой диагностической методики

Больной

«со1итп»

*РК Ю_6опьнаго Фамилия Имя

Отчество Дата_рождения Зес Рост № ИБ/АК

Дополнительные_данные |

«column»

*РК ©„дополнения

PK If) ИПГПСП

12

достаточно разработать новый класс-агент, поддерживающий соответствующую методику и предоставляющий управляющему классу (TeleMedSystem) унифицированный интерфейс ¡TechniqueAgent. Предусматривается, что любой класс-агент может реализовывать свой собственный пользовательский интерфейс. Таким образом, отпадает необходимость вносить изменения в другие классы комплекса и его пользовательский интерфейс при интеграции в МТК новой диагностической методики или при модификации существующего класса-агента. Агенты, реализуемые в виде динамически подключаемых модулей (плагинов), позволяют создавать диагностические комплексы любой конфигурации.

4oKerEcgProgranj

HolterBpP годтапМ

I HoiterBpAgent

Рисунок 6. Диаграмма платформо-нсзависимых классов каркаса МТК

Поведение МТК при дистанционном взаимодействии с внешними серверами описывает диаграмма на рис. 7, представляющая логическую модель сообщений функциональной теледиагностики, необходимую для выработки спецификаций телемедицинских систем, для которых предназначается рассматриваемый МТК.

Передача сообщений теледиагностики разложена на две фазы:

1) передача клинико-функциональных данных из МТК в удаленный диагностический сервис;

2) получение врачебных заключений на МТК из удаленного диагностического сервиса.

Логическая модель сообщений может служить исходной позицией для проектирования информационных моделей сообщений в стандарте НЬ7.

Рисунок 7. Диаграмма передачи сообщений теледиагностики Третья глава содержит описание метода адаптивного сжатия и передачи электрокардиосигналов (ЭКС) в реальном масштабе времени, который основывается на информационном анализе ЭКС и его конечных разностей.

Показано, что стационарная последовательность {^„}„>0 цифровых

отсчетов ЭКС в любом сечении п характеризуется ансамблем А, состоящим из К целых чисел а. Бе вероятностным описанием является функция вероятности Р (Х0 = ^,=<2,,...,*„= а,,,...) (1)

появления комбинации значений аеЛ в отсчетах Х0,Х1,...,Х„,— Количество информации в отсчете Хп, когда он зависит от предыдущих, определяется условной вероятностью

4х» = = = а„_2,...). (2)

Если каждый очередной отсчет X' зависит лишь от предшествующего ему отсчета X, то последовательность рассматривается, как простая цепь Маркова. При этом отмечается, что среднее количество информации Н{Х' IX), сообщаемое в отсчете X' при известном X не бывает больше собственной информации отсчета, т.е.

Н(Х'/Х)<Н(Х'). (3)

Средняя условная энтропия разности не больше ее собственной энтропии

Н(АХ/Х)<Н(АХ), (4)

В пределе, Н(АХ / X) = Н(АХ) при статистической независимости АХ от X, поэтому собственная энтропия служит предельной оценкой Н(АХ IX).

Если при разных уровнях сигнала а, энтропия Н{АХ / а1) различна, то при каких-то ак существуют ее' значения меньшие, чем среднее. Последовательность разности {АА'„}иг0 также представляется как простая цепь Маркова, для которой найдутся значения, а возможно и области Ахк, где условная энтропия разностей порядка т = 2 будет меньше средней, т.е.

ЩА2Х/Ахк)<Н(А2Х/АХ). (5)

В диссертации показано, что в общем случае

Н(АтХ / Ат-1хк}<Н(АтХ / Ат-1Х). (6)

На рис.8 показан кардиоцикл одного из отведений ЭКГ и графики абсолютных разностей порядков 1, 2 и 3, а на рис. 9 - их фрагменты. Все ординаты на рис. 8 и 9 - целые числа, заданы в квантах АЦП. Кривые на рис. 86,96 получены скользящим сглаживанием массивов абсолютных значений своих разностей по 50-ти смежным элементам (окно сглаживания), чем объясняется сдвиг во времени относительно сигналов на рис. 8а, 9а. На графиках видны участки, где какая-либо абсолютная разность (в сглаженном виде) оказывается меньше прочих.

Таким образом, в диссертации предложено сжимать ЭКС небольшими фрагментами (окнами адаптации), и выбирать для кодирования каждого из них разность нужного порядка. Критерием выбора одного из четырех массивов является наименьшая сумма абсолютных значений разностей, накапливаемая в процессе кодирования одного окна адаптации:

тш£|д'4 / = 1, 2, 3, 4. (7)

Метод сжатия состоит из 4-х этапов, первые два из которых выполняются только при сжатии с потерями:

1) переквантование ЭКС (сжатие с потерями);

2) фильтрация ЭКС (сжатие с потерями);

3) адаптивное дельта-кодирование с несколькими порядками разностей;

4) адаптивное арифметическое кодирование. Алгоритм работы дельта-кодера показан на рис. 10.

0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 О.б 0.7 0.8 0.9 /, сек

Рисунок 8. Кардиоцикл (а) и сглаженные абсолютные разности 1.. 3(6)

о

-100 -200 -300 -400

— ЭК

\

сек

Рисунок 9. Фрагменты кардиоцикла (а) и абсолютных разностей (б)

Рисунок 10. Диаграмма работы дельта-кодера В процессе дельта-кодирования одного ЭКС в пределах заданного окна адаптации размером Р отсчетов вычисляются разности порядков 1..4. После кодирования Р отсчетов ЭКС на выход кодера выдается идентификатор порядка разности и соответствующий массив разностей, которые поступают на вход арифметического кодера, одновременно начинается кодирование

следующих Р отсчетов.

Оптимальный размер окна адаптации Р определяется по представительной выборке исходных данных. Критерием оптимальности

является минимум производительности дельта-кодера. Производительность вычисляется как

(8)

где Я - энтропия выходного потока дельта-кодера, N - количество отсчетов ЭКС, - частота дискретизации ЭКГ, Р - размер окна адаптации.

Разработанный метод ориентируется исключительно на целочисленную арифметику и предназначается для выполнения на коммуникаторах и других портативных вычислительных платформах. В качестве исходных данных для тестирования были использованы 100 цифровых 10-секундных стандартных 12-канальных ЭКГ пациентов с различными видами кардиопатологий. Регистрация ЭКГ производилась по 8-ми каналам 12-разрядным электрокардиографом с уровнем квантования 2,5 мкВ при частоте дискретизации 500 Гц. Показано (табл. 1), что предложенный метод сжатия позволяет телемониторирование стандартных 12-канальных ЭКГ при использовании низкоскоростных каналов связи.

Таблица 1. Сжатие ЭКГ предложенным методом (40СА)

Без фильтра Фильтр 70 Гц Фильтр 35 Гц

Разрядность, бит 12 11 10 12 11 10 12 11 10

Окно адаптации 73 73 36 36 72 36 21 18 15

Частота Д1, % 1,63 6,8 33,8 1,81 5,26 31,25 17,54 41,28 68,37

Частота Д2, % 33,42 56,76 51,84 26,39 53,32 53,39 65,35 48,05 24,54

Частота Д3, % 49,1 32,9 12,53 49,69 36,56 13,3 11,55 8,27 6,52

Частота Д4, % 15,84 3,54 1,83 22,11 4,86 2,05 5,55 2,4 0,57

Энтропия мин. 2,55 1,97 1,48 2,29 1,90 1,42 1,81 1,48 1,13

макс. 5,37 4,40 3,75 5,05 4,30 3,72 2,57 2,16 1,80

сред. 3,85 3,07 2,35 3,44 2,82 2,20 2,14 1,80 1,45

Производи- мин. 10307 7978 6076 9400 7685 5812 7552 6245 4823

тельность макс. 21719 17804 15404 20706 17434 15258 10766 9099 7657

расчетная, бит/с сред. 15602 12413 9632 14131 11426 9024 8954 7584 6200

Производи- мин. 10772 8363 6497 9927 8098 6172 7767 6477 5039

тельность макс. 22669 18666 16298 21930 18360 16039 11012 9315 7864

реальная, бит/с сред. 16073 12809 9968 14516 11711 9275 9152 7773 6373

Потери, % - 0,47 1,25 1,50 1,59 2,38 6,60 6,77 7,34

Коэф. сжатия (ср.) 3,08 3,87 4,98 3,40 4,20 5,32 5,36 6,33 7,74

Потери (в процентах) вычислялись по относительному критерию среднеквадратического отклонения

PRD =

•100,

(9)

Х*(02

где x(i) - отсчет исходного сигнала, х(Г) - отсчет восстановленного сигнала.

Контрольное тестирование выполнялось с использованием ЭКГ из банка данных MIT-BIH Arrhythmia Database. В табл. 2 приведены коэффициенты сжатия 8-ми файлов ЭКГ разработанным методом (4DCA), а также методами EDCA (ECG Data Compression using Antidictionary), EACDCA (ECG Arithmetic Coding Based on DCA) и архиваторами 7-Zip, WinRAR, gzip. Таблица 2. Сравнение коэффициентов сжатия ЭКГ различными методами

Файл Метод/архиватор, Ксж

4DCA EACDCA EDCA PPMd BZip2 WinRAR gap

100.dat 4,35 4,00 . 3,23 4,35 4,17 3,70 2,56

101.dat 4Д7 3,70 2,86 4,00 4,00 3,57 2,38

102.dat 4Д7 3,85 3,13 4,17 4,17 3,57 2,44

103.dat 4,17 .3,45 2,94 4,00 4,00 3,45 2,33

104.dat 4,00 3,45 . 2,78 3,85 3,70 3,45 2,22

105.dat 3,85 2,94 2,63 3,57 3,57 3,33 2,13

106.dat 3,70 ЗДЗ 2,63 3,57 3,45 3,45 2,08

107.dat 3,70 2,50 2,27 3,03 3,23 3,23 1,69

Средние 4,00 3,33 2,78 3,85 3,70 3,45 2,17

Четвертая глава посвящена реализации и применению мобильных телемедицинских комплексов на основе архитектуры, предложенной в гл. 2. Синтезированы 2 варианта комплекса на портативных платформах коммуникаторов с ОС Windows Mobile и субноутбуков с ОС Windows XP/Vista/7. В обоих вариантах обеспечиваются амбулаторно методы ЭКГ, СМЭКГ, СМАД с поддержкой дистанционной диагностики и дополнительно -телемониторирование ЭКГ. В составе комплексов используются серийные диагностические приборы производства ООО «Альтоника» и ЦНИИ «Комета».

Модели компонентов для коммуникаторов и субноутбуков отличаются и имеют свою специфику. Для приложений, где портативность особенно важна и не предъявляется требований по обеспечению локальной обработки данных, предлагается реализация на платформе коммуникатора.

При необходимости обработки данных непосредственно на МТК целесообразна реализация на субноутбуке по модели, изображенной на рис. И.

Здесь в качестве модулей ЭКГ покоя, СМЭКГ и СМАД введены программы-анализаторы, позволяющие мобильному персоналу самостоятельно проводить обработку данных диагностических исследований. Анализаторы, а также программа телемониторирования вынесены за пределы подсистемы клиента-регистратора и представлены в ней своими агентами для изоляции, обеспечивающей робастность системы при замене сопрягаемых компонентов или изменениях в последних.

Клиент-регистратор

«программа» СМЭКГ

а

«программа» СМАД

«программа» ЭКГ покоя

«программа» Телемэниторирование

«агент» СМЭКГ

«агент» СМАД

«агент» ЭКГ покоя

«агент» Телемзниторирование

а

Модуль помощи

Управление

Г

а

«агент»

Приё^отправка

данных

«клиент» Теле-мэниторирование

«system» Windows ХР

а

Клиент РОРЗ

А

«framework» " .NET Framework

а

Клиент SMTP

Ж.

Управление базами данных

Управление памятью

Управление базам* данных

а

Управление процессами

Управление файлам

<г-

Рисунок 11. Модель программных компонентов каркаса МТК на субноутбуке Особое внимание при реализации МТК уделяется интерфейсу пользователя с подсистемами диалога и помощи. Главный принцип интерфейса

мобильного пользователя - адекватность и простота операций. Благодаря этому минимизируется вероятность ошибок персонала и сокращается продолжительность ручных операций. Для реализации указанного принципа предложены простые механизмы быстрого ввода учетно-клинических данных, такие как выпадающие списки и кнопки. Применяется дружественный пользовательский интерфейс. Предложена понятная для медицинского персонала коллекция экранных форм с элементами управления.

Рис. 12 иллюстрирует интерфейс мобильного пользователя на коммуникаторе. Основные операции осуществляются в главном окне программы клиента-регистратора (рис. 12а). Рис. 12в представляет собой окно просмотра записанной электрокардиограммы.

Для субноутбуков разработан развитый пользовательский интерфейс, позволяющий медицинскому персоналу отслеживать параллельные процессы исследований многих пациентов.

я б в

|ФНЧ 35Гц -I ЧЕС: 65 [1-Ш . нм

г

:

ш А

Г5 7 в

¡1 Щ Исек 00 0

_ .1"_______

Рисунок 12. Интерфейс мобильного пользователя клиента-регистратора: а) главная форма - текущая карта; б) форма списка - сортировка и поиск карты; в) режим просмотра ЭКГ

Синтезированные мобильные телемедицинские комплексы успешно прошли медицинские испытания в составе систем дистанционной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, в которых приняли участие ряд научно-исследовательских и клинических учреждений здравоохранения г. Москвы и Московской области, в том числе:

1) РНИМУ им. Н.И. Пирогова;

2) МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского;

3) Больница Пущинского научного центра РАН.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы:

1. Предложен модельно-ориентированный метод синтеза платформо-независимых МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС, отличающийся применением архитектурных образцов и реляционных баз данных и сокращающий трудоемкость проектирования при переходе на новые программно-аппаратные платформы.

2. Разработан метод сжатия ЭКС на основе целочисленного адаптивного дельта-кодирования с оценкой минимума условной энтропии, на массивах конечных разностей первых 4-х порядков, обеспечивающий больший коэффициент сжатия ЭКГ без потерь информации в сравнении с известными методами сжатия на 5-44 %.

3. Разработан алгоритм передачи ЭКС, позволяющий вести передачу стандартных 12-канальных ЭКГ в реальном масштабе, времени по низкоскоростным каналам связи с пропускной способностью до 19,2 кбит/с без потерь информации и до 9,6 кбит/с при потерях до 8%.

4. Создан высокомобильный телемедицинский комплекс с :автономной базой данных для функциональной диагностики ССЗ в амбулаторных условиях методами ЭКГ с телемониторированием, а также методами суточного мониторирования ЭКГ и АД, обеспечивающий сокращение амбулаторного периода наблюдения на 65 % и стационарного периода наблюдения на 34 %.

5. Разработаны типовые портативные телемедицинские комплексы дня функционально-диагностических исследований ССС, реализованные на платформах коммуникаторов с ОС Windows Mobile и субноутбуков с ОС Windows XP/Vista/7, с использованием серийно выпускаемых портативных диагностических приборов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сенин A.A., Казанцев А.П. Беспроводные технологии для мобильной телемедицины на примере системы дистанционной электрокардиографии // Наука-Бизнес-Образование. Биотехнология - Биомедицина - Окружающая среда: тезисы докладов второй международной конференции. - Пущино, 2005. -С. 97-99.

2. Казанцев А.П., Сенин A.A., Арапов H.A. и др. Телемедицинская IP-сеть мобильной дистанционной функциональной диагностики // Тезисы докладов конференции «Фундаментальные науки - медицине». - М., 2005. - С. 118-119.

3. Казанцев А.П., Сенин A.A., Пикуленко О.В. Архитектура и реализация мобильных телемедицинских комплексов дистанционной электрокардиографии // Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии. - Вып. 20. -Рязань, 2007. - С. 85-90.1

4. Сенин A.A. Казанцев А.П. Система мобильной дистанционной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний // Школа-конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Биомедицинская инженерия». -Пущино, 20Ó7. - С. 98-102.

5. Казанцев А.П., Сенин A.A. Метод сжатия электрокардиосигналов для передачи в реальном масштабе времени // Биомедицинская радиоэлектроника. — 2008. - №7. — С. 15-21;1

6. Казанцев А.П., Сенин A.A., Федорова С.И. и др. Мобильная информационная система дистанционной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний II Альманах клинической медицины. - т. XVII, 2008.-С. 176-178.

7. Сенин A.A., Казанцев А.П. и др. Мобильная информационная система дистанционной функциональной диагностики Сердечно-сосудистых заболеваний // 12-я международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 2008. - С. 243.

8. Сенин A.A., Казанцев А.П. Каркас архитектуры мобильного телемедицинского комплекса для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы // 14-я международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 2010. - С. 90-91.

9. Сенин A.A. Передача электрокардиосигналов в реальном времени // 14-я международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 2010.-С. 91.

10. Казанцев А.П, Сенин A.A. Синтез мобильного телекардиологического комплекса для амбулаторной дистанционной диагностики // III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика - 2010» -М., 2010. - С. 217-220.

1 Полужирным шрифтом выделены публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобриауки России

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 11.11.2011. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ 049.

Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Системы внебольничной телемедицины (телекардиологический аспект).

1.1. Введение.

1.2. Медицинские информационные системы.

1.3. Информационно-измерительные подсистемы в составе систем внебольничной телемедицины.

1.3.1. Мобильные решения.

1.3.2. Применение карманных персональных компьютеров, коммуникаторов и смартфонов.

1.3.3. Унификация и стандартизация систем.

1.4. Методология анализа и проектирования телемедицинских систем амбулаторной функциональной диагностики.

1.5. Анализ систем внебольничной телекардиологии.

1.5.1. Архитектура систем внебольничной телекардиологии.

1.5.2. Обоснование задач исследования.

1.6. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. Метод синтеза и архитектурный образец мобильного телемедицинского комплекса для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.

2.1. Модель прикладной области.

2.1.1. Информационная модель мобильного комплекса.

2.1.2. Процесс функциональной теледиагностики.'.

2.2. Модель вариантов использования каркаса мобильного комплекса.

2.2.1. Детализированная контекстная диаграмма.

2.2.2. Функциональность мобильного комплекса.

2.3. Логическая модель каркаса мобильного телемедицинского комплекса

2.3.1. Диаграмма концептуальных классов каркаса.

2.3.2. Логическая схема данных картотеки мобильного комплекса.

2.3.3. Платформо-независимая модель архитектурного каркаса МТК.

2.3.4. Платформо-зависимая модель МТК.

2.3.5. Логическая модель сообщений функциональной теледиагностики

2.4. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. Метод сжатия и передачи электрокардиосигналов в реальном масштабе времени.

3.1. Информационный анализ цифровых электрокардиосигналов.

3.2. Дельта-кодирование с несколькими порядками разностей .Л.

3.3. Телемониторирование электрокардиограмм.

3.4. Результаты эксперимента.

3.5. Сравнение показателей сжатия ЭКС различными методами.

3.6. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. Реализация мобильного телемедицинского комплекса для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.

4.1. Измерительная часть.

4.2. Модели программных компонентов.

4.2.1. Модель программных компонентов для коммуникатора.

4.2.2. Модель программных компонентов для субноутбука.

4.3. Модели развертывания.

4.3.1. Модель развертывания на базе коммуникатора.

4.3.2. Модель развертывания на базе субноутбука.

4.4. Интерфейс мобильного пользователя.

4.4.1. Реализация интерфейса на коммуникаторе.

4.4.2. Реализация интерфейса на субноутбуке.

4.5. Медицинские испытания и внедрение.

4.6. Выводы к главе 4.

Заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС) в наше время стали носить характер эпидемии. Ишемическая болезнь сердца и ее осложнения, нарушения ритма и проводимости, гипертоническая болезнь, приводят к высоким социальным потерям и являются лидирующими показателями заболеваемости, временной нетрудоспособности, инвалидности и смертности. По сведениям академика Чазова [65] в 2005 г. в России умерло 2,303 миллиона человек, из них более половины (1,291 миллиона) — от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и их осложнений.

В числе факторов риска внезапной сердечной смерти на первых местах: ишемия и электрическая нестабильность миокарда, острый инфаркт миокарда (ОИМ), острое нарушение мозгового кровообращения. Решая диагностические и лечебные задачи этого класса заболеваний, врачи нуждаются в объективной и своевременной информации, характеризующей состояние ССС. Это относится к первичному обследованию больных с целью установления диагноза, к периоду стационарного или амбулаторного лечения, а также к периоду наблюдения после выписки из стационара.

В настоящее время основными методами исследования ССС на всех этапах ведения кардиологических больных являются электрокардиография (ЭКГ), суточное мониторирование электрокардиограммы (СМЭКГ) и суточное мониторирование артериального давления (СМАД) [63].

Наиболее распространенным методом является ЭКГ - информативный метод диагностики ишемической болезни сердца, нарушений ритма и проводимости, других патологических состояний миокарда.

Вместе с тем, современные технические средства позволяют вести непрерывные измерения биоэлектрической активности миокарда на протяжении суток и более по методу Холтера. Именно этот способ непрерывной регистрации ЭКГ получил название суточного мониторирования ЭКГ и широко используется в настоящее время. Огромная потребность в проведении СМЭКГ определяется его высокой информативностью и объективностью, отсутствием противопоказаний, необременительностью для больных, возможностью оценки состояния ССС в реальных жизненных условиях.

Также и метод суточного мониторирования артериального давления (СМАД) служит для наблюдения в реальных условиях и позволяет оценивать суточный профиль артериального давления (АД), диагностировать артериальную гипертонию, выявлять пограничные состояния, назначать адекватную терапию и оценивать эффективность лечения. Только с помощью СМАД возможна диагностика утренних подъемов АД, которые являются частой причиной развития ОИМ и острого нарушения мозгового кровообращения.

Исследования ССС в настоящее время проводятся на базе отделений функциональной диагностики лечебных учреждений. Вследствие разделения во времени первичного обследования больного, функционального исследования и постановки диагноза догоспитальный период наблюдения часто оказывается чрезмерно большим, в особенности при пространственном разделении участников процесса. Для своевременного получения данных о патологических состояниях необходимо сокращение этого периода, что может быть обеспечено г средствами внебольничной телемедицины при регистрации данных в амбулаторных условиях, в том числе и в домашних, с передачей данных по телекоммуникациям в удаленную службу функциональной диагностики и с последующим получением квалифицированного врачебного заключения также через телекоммуникации [65]. В этой связи оказываются востребованными мобильные телемедицинские комплексы (МТК) для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Системы дистанционной функциональной диагностики заболеваний ССС для мобильной поддержки амбулаторных исследований уже начали развиваться. Значительный вклад здесь внесли отечественные ученые и специалисты: Казанцев А.П., Шокин В.И., Федорова С.И., Федулаев Ю.Н., Булыгин В.П. и др. В первую очередь распространялась мобильная электрокардиография (МЭКГ). Первые успешные решения в этой области у нас в стране были получены коллективом авторов — Дроздовым Д.В., Левановым В.М., Обуховой O.E., Сергеевым Д.В. Новые возможности для амбулаторной функциональной диагностики открыли карманные персональные компьютеры (КПК). В нашей стране первооткрывателями на этом пути стали Смирнов Ю.А. и Смирнов К.Ю.

В настоящее время привлекает внимание распространение коммуникаторов и прочих портативных вычислительных платформ с мобильными телекоммуникационными возможностями. Появление мобильных информационных технологий обещает новые решения приоритетных задач здравоохранения. Поэтому исследование архитектуры и синтез портативных телемедицинских комплексов для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС представляется важным и актуальным.

Работа была начата по программе Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» в 2005 г. и продолжена в рамках научного проекта 01.2007.05316 «Исследование и разработка телемедицинской системы управления дистанционным обследованием и диагностикой сердечнососудистых заболеваний во внебольничных условиях (мобильная и домашняя телекардиология)» по плану Института биологического приборостроения РАН.

Цель исследования - повышение эффективности МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС на основе использования портативных вычислительных устройств, развиваемой платформо-независимой архитектуры, автономных баз данных, беспроводной связи и совершенствования методов кодирования функциональных сигналов. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

1) формирование платформо-независимого архитектурного образца МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС;

2) оптимизация кодирования электрокардиосигналов для передачи в реальном масштабе времени по низкоскоростным каналам связи;

3) разработка алгоритма передачи электрокардиосигналов в реальном масштабе времени, обеспечивающего телемониторирование ЭКГ;

4) синтез МТК для амбулаторной функциональной диагностики ССЗ методами ЭКГ с возможностью телемониторирования, а также методами суточного мониторирования ЭКГ и АД, реализуемого на портативных вычислительных платформах.

Методология и методы исследования

Для решения задач исследования применялись методы объектно-ориентированного анализа и проектирования, реляционной алгебры, теории информации, цифровой обработки сигналов. Для описания результатов структурного системного анализа использовался язык UML 2.0, среда анализа и проектирования Sparx Systems Enterprise Architect 8.0. Для программирования использовались среды программирования: National Instruments Lab VIEW 7.1, Microsoft Visual Studio 2008 (С++, C#). Для математических расчетов использовался пакет Mathworks MATLAB 7.3.0 (R2006b). Испытания проводились в 11 лечебно-профилактических учреждениях Москвы и Московской области, в том числе: Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф.Владимирского, Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, больница Пущинского научного центра РАН.

Научная новизна

В работе были получены новые научные результаты, позволяющие повысить эффективность разрабатываемых МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС.

1. Предложен модельно-ориентированный метод синтеза развивающихся модульных МТК для амбулаторной функциональной диагностики заболеваний ССС, отличающийся применением платформо-независимых архитектурных образцов и реляционных баз данных, сокращающий трудоемкость проектирования и обеспечивающий устойчивость комплексов к изменениям отдельных компонентов при переходе на новые программно-аппаратные платформы и при комплексировании методик функционально-диагностических исследований.

2. Разработан метод сжатия и передачи электрокардиосигналов на основе целочисленного адаптивного дельта-кодирования, отличающийся использованием оценки минимума условной энтропии по разностям первых 4 х порядков, обеспечивающий больший коэффициент сжатия электрокардиосигналов в сравнении с известными методами и позволяющий вести передачу стандартных 12 канальных ЭКГ по низкоскоростным каналам связи в реальном масштабе времени без потерь информации.

Практическая значимость

Синтезирован развивающийся высокомобильный телемедицинский программно-аппаратный комплекс для амбулаторной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, повышающий эффективность медицинского обслуживания за счет сокращения периода догоспитального наблюдения больных. Комплекс, в отличие от существующих аналогов, имеет платформо-независимую архитектуру и поддерживает на основе автономной реляционной базы данных одновременно методы ЭКГ с возможностью телемониторирования в реальном масштабе времени, суточного мониторирования ЭКГ и АД, предоставляет возможность модификации и интеграции дополнительных диагностических методик, а также отличается меньшими массогабаритными показателями и себестоимостью.

Возможные области применения результатов: дистанционная функциональная диагностика ССЗ, военная медицина, спортивная медицина, медицина катастроф, медицина на транспорте и на изолированных территориях.

Результаты диссертационной работы были использованы ФГУП «ЦНИИ «Комета» (Роскосмос) при разработке системы телемедицинского контроля состояния сердечно-сосудистой системы пациента «Телегном». Внедрение позволило выбрать оптимальное решение системы «Телегном», выполнить НИОКР и подготовку серийной продукции.

В МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского на основе результатов диссертации выполнена НИР «Разработка и внедрение на уровне оказания первичной медико-санитарной помощи (центры общей врачебной практики, амбулаторно-поликлинические учреждения, сельские участковые больницы) дистанционной кардиологической функционально-диагностической сети с использованием технологий мобильной телефонии». Применение результатов диссертационного исследования позволило оценить эффективность телемедицинских комплексов на основе коммуникаторов для дистанционной функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.

Выполненные в рамках диссертационного исследования разработки помогли специалистам и менеджерам ООО «Альтоника» (г. Москва) сформировать видение производственного ряда медицинских приборов и позволили обосновать их коммерческую перспективу.

Результаты диссертации внедрены в учебный процесс Пущинского государственного университета в учебно-научном центре биомедицинской инженерии Института биологического приборостроения РАН.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Модельно-ориентированный метод синтеза МТК с применением архитектурных образцов, позволяющий создавать многовариантные платформо-независимые комплексы с автономными базами данных для амбулаторных функционально-диагностических исследований сердечнососудистой системы и сокращающий трудоемкость разработки более чем в 2 раза.

2. Метод адаптивного целочисленного дельта-кодирования электрокардиосигналов с оценкой минимума условной энтропии по разностям первых 4-х порядков, позволяющий, в сравнении с ранее известными методами, увеличить коэффициент сжатия электрокардиосигналов без потерь информации на 5-44 % и обеспечить телемониторирование 12-канальных ЭКГ в реальном масштабе времени со скоростью до 18,7 кбит/с.

Результаты диссертационного исследования представлены и апробированы на 17 научных мероприятиях и выставках:

- Международные выставки «Здравоохранение», Москва, 2005.2007 гг.

- III Всероссийская специализированная выставка «Российские производители и снабжение Вооруженных Сил», Москва, 2005 г.

- II Международная конференция «Наука-Бизнес-Образование. Биотехнология - Биомедицина - Окружающая среда», Москва, 2005 г.

- Научная конференция по итогам работы в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки -медицине», Москва, 2005 г.

- Российская национальная выставка в Пекине (презентация на стенде ФГУП «ЦНИИ «Комета»), 2006 г.

- Первая научно-практическая конференция молодых ученых и студентов Южного Подмосковья, Серпухов, 2007 г.

- XI Международный форум и выставка "ИНТЕРПОЛИТЕХ. Средства обеспечения безопасности государства», Москва, 2007 г.

- Школа-конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Биомедицинская инженерия - 2007», Пущинский научный центр, 2007 г.

- Медико-фармацевтический конгресс и XIV международная фармацевтическая выставка «Аптека-2007», Москва, 2007 г.

- VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике», Москва, 2007 г.

- III Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине», Троицкий научный центр, 2008 г.

- XII Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI века», Пущинский научный центр, 2008 г.

- VII Международная конференция «Высокие медицинские технологии XXI века», Бенидорм, Испания, 2008 г.

- XIV Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI века», Пущинский научный центр, 2010 г.

- III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика -2010», Москва, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

4.6. Выводы к главе 4

На основании изложенной в главе 4 разработки синтезированы 2 варианта портативного телемедицинского комплекса для амбулаторных клинико-функциональных исследований ССС с дистанционной диагностикой методами ЭКГ, СМЭКГ и СМАД с возможностью телемониторирования ЭКГ. Предложены следующие варианты.

1. МТК на платформе коммуникатора Windows Mobile 5/6 для приложений с высокими требованиями к портативности и без обязательных требований к обработке данных.

2. МТК на платформе субноутбука Windows ХР/Vista/7 для приложений, в которых предусматривается анализ данных функциональных исследований в автономном режиме.

Оба предложенных варианта МТК отличаются от аналогов наличием объединенной картотеки исследований, увеличением времени автономной работы, уменьшением массогабаритных показателей и позволяют сократить на 65 % по сравнению с обычной практикой период догоспитального наблюдения больных, повышая эффективность диагностики. Они отличаются также простотой использования и доступностью для медицинских учреждений с любым уровнем бюджета.