СОВРЕМЕННЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИДЕОСТАБИЛОГРАФА

СОВРЕМЕННЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ ВИДЕОСТАБИЛОГРАФА
А.В. Абашев, Д.В. Терин, О.А. Монахова
Энгельсский технологический институт (филиал)
ФГБОУ ВПО «СГТУ имени Гагарина Ю.А.», г. Саратов
E-mail: [email protected]
Человек находится в постоянном поиске равновесия. Это отражение
свойства тела стремиться возвратиться в положение равновесия в том случае, когда оно от него отклонилось. Это свойство называется устойчивостью.
Нарушение устойчивости человека приводит к таким неприятным
симптомам как головокружение, нарушение походки, тошнота и др. Ошибочно будет называть это нарушением равновесия, т.к. равновесие это
больше механическое понятие. Оно несет в себе всего два возможных варианта: тело либо находится в состоянии равновесия, либо нет.
Устойчивость же, напротив, является бесконечно гибким понятием.
У человека есть тысяча способов поддерживать себя поблизости от положения равновесия [1].
Первому устройству, которое регистрирует изменения положения
центра давления человека, мы обязаны Вирорду в середине XVIII века.
Оно представляет собой каску, к верхушке которой было прикреплено перо. Это перо царапало прикрепленный к потолку лист бумаги, покрытый
сажей. С помощью этого устройства Виродр получил первые постуральные записи.
За следующие 200 лет было изобретено много разных постурографических аппаратов, исследующих изменение равновесия человека, однако
анализировать полученный с них сигнал в то время было довольно трудно.
Благодаря появлению вычислительных машин эта проблема была решена.
На кафедре оториноларингологии Саратовского государственного
медицинского университета, на базе современных компьютерных технологий при непосредственном участии научных сотрудников Энгельсского
технологического института (филиала) СГТУ им. Гагарина Ю.А., был разработан аналог устройства Вирорда. Он представляет собой программноаппаратный комплекс, включающий в себя стабилометрическую установку
и программное обеспечение для обработки полученных видеосигналов.
Лазерный видеостабилограф состоит из источника лазерного излучения,
который крепится на голове пациента, цифровой видеокамеры, темного
градуированного планшета, стабилометрической платформы и компьютера [2].
Видеокамера фиксирует передвижение светового пятна на планшете.
Последовательность кадров, полученных с помощью обработки видео, переводится в цифровую форму. Из нее извлекается информация о траекто-
рии движения светового пятна. Полученное графическое представление
траектории соответствует движению центра давления спокойно стоящего
пациента. Это изображение называется статокинезиограмма. Дополнительно производится графическое построение стабилограмм во фронтальной и сагитальной плоскостях.
На данный момент в программном обеспечении лазерного видеостабилографа реализованы общепринятые статистические методы обработки
стабилограмм. Это [3]:
1. Расчет среднего значения абсцисс дискретных положений лазерной метки на оси координат статокинезиограммы;
2. Расчет площади доверительного эллипса, содержащего 90 % дискретных положений лазерной метки;
3. Расчет отношения длины статокинезиограммы к ее площади;
4. Расчет взвешенного разброса скорости в функции от среднего значения ординат дискретных положений ЛМ на оси координат статокинезиограммы;
5. Расчет коэффициента Ромберга.
Целью данной работы является расширение возможностей программного комплекса, связанных с анализом цифровых стабилограмм.
Применение современных математических методов, таких как векторный и
спектральный анализ, особенно с использованием вейвлетных преобразований, позволит обнаружить новые информационные характеристики,
важные с диагностической точки зрения.
Библиографический список
1.
2.
3.
Гаже П.-М., Вебер Б. Постурология. Регуляция и нарушения равновесия тела человека – СПб: МАПО, 2008. 314 с.
Мареев О.В., Горожанкин А.В., Монахова О.А. Программно-аппаратный стабилографический комплекс исследования функции равновесия человека // В мире научных открытий. 2010. №4(10). ч. 14 . С. 66-68.
Абашев А.В., Монахова О.А., Терин Д.В. Компьютерные методы обработки и анализа стабилограмм // Прикладные аспекты исследований в радиофизике, электронике
и спектроскопии :сборник научных статей .-Саратов :ООО Издательский Центр
"Рата" ,2013 .-С. 61-68 . - ISBN 978-5-91659-114-9
Сведения об авторах
Абашев Алексей Валерьевич – аспирант, дата рождения: 09.10.1989г
Терин Денис Владимирович – к.ф.-м.н., доцент, заведующий кафедрой
«Техническая физика и информационные технологии» ([email protected])
Монахова Ольга Александровна – к.ф.-м.н., доцент кафедры «Техническая
физика и информационные технологии» ([email protected])
Вид доклада: устный (/ стендовый)
Докладчик: Абашев А.В. ([email protected], (908)546-73-04)