УСУНЕННЯ ШУМІВ ФІЛЬТРОМ САВИЦЬКОГО-ГОЛЕЯ ПРИ НЕІНВАЗИВНОМУ МОНІТОРИНГУ ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ

Анотація

У статті висвітлені деталі побудови алгоритму, який допомагає відфільтрувати шуми та артефакти рухової активності м’язів, отриманий при неінвазивному моніторингу серцево-судинної системи людини. Трекер здоров'я або біодатчик впритул наближається за своїми функціями до повноцінних медичних приладів і він вміє обчислювати артеріальний тиск через швидкість поширення пульсової хвилі й оцінює стан вегетативної нервової системи за показником варіабельності серцевого ритму. Оскільки робота серцево-судинної системи є важливим показником здоров'я організму, то моніторинг її параметрів є одним з основних завдань для подібного роду пристроїв. Зараз для цього завдання використовуються два основні методи – це фотоплетизмографія і реографія. У статті за основу неінвазивного моніторингу взята реографія, але однією з основних проблем цієї технології є висока чутливість до шумів. Основним джерелом цих шумів є м'язова активність. Особливість цих спотворень полягає в тому, що вони значно більші за амплітудою, ніж інформаційний сигнал. Що, у свою чергу, спотворює форму основного сигналу. У статті надані деталі побудови алгоритму, який допомагає відфільтрувати шум і артефакти рухової активності м'язів і частково відновити сигнал, отриманий неінвазивним моніторингом серцево-судинної системи людини. Алгоритм побудований на основі фільтра Савицького-Голея. Але особливість даного фільтра полягає в тому, що він не може відстежити різкі перепади рівня, тому попередньо потрібно провести диференціювання сигналу, видалити всі піки, які перевищують певний рівень, що визначається емпірично, і тоді сигнал інтегрується назад. Після такої операції ми зберігаємо форму основного сигналу, але ми згладжуємо складову, яка відповідає за активність м'язів. Надані приклади використання даного алгоритму, що дозволяє вимірювати показники серцево-судинної системи по зміні імпедансу м'яких тканин, надані графіки сигналу до і після обробки, а також структурна схема, яка реалізує запропонований алгоритм фільтрації.