ОСОБЛИВОСТІ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ШУМІВ ДИХАЛЬНОЇ СИСТЕМИ НА ОСНОВІКОВЗНИХ СТАТИСТИЧНИХ ОЦІНОК ЇХ АМПЛІТУД

Анотація

В ході дослідження розглянуто поширені підходи до цифрового представлення шумів дихальної системи на основі ковзних статистичних оцінок амплітуд сигналів, що дає змогу розширити його інформативність при діагностуванні функціональних порушень.

Проаналізовано традиційні методи обстеження дихальної системи, як джерела акустичних сигналів з частотним діапазоном від 100 до 2500 Гц, а також сучасні тенденції імплементації цифрових підходів до фіксації та опрацювання згаданих сигналів. Акцентовано, що суб’єктивність сприйняття акустичних реалізацій, вплив зовнішніх шумів і фізіологічна варіативність дихальних систем є актуальним завданням і розширення інформативності діагностичних сигналів, зокрема на основі статистичних методів, може покращити стійких до стохастичних спотворень. Також подано приклади сучасних цифрових інструментів, зокрема електронних стетоскопів, комп’ютерних систем машинного навчання, а також мобільних додатків, що забезпечують попередній скринінг і опрацювання дихальних шумів.

Подану результати попередніх експериментальних досліджень: акустичні реалізації різних типів шумів, як отримано шляхом оцифровування аналогових акустичних сигналів стетоскопу із частотою дискретизації 8 кГц і розрядністю 8 біт. Продемонстровано, що при обмежених обчислювальних ресурсах, використання ковзних статистичних оцінок (математичного сподівання, дисперсії, середньоквадратичного відхилення та інформаційної ентропії) дозволяє отримати прийнятні результати представлення для подальшого аналізу.

Означено основні частотні діапазони типових дихальних шумів (везикулярне, бронхіальне дихання, хрипи, крепітація), а також показано перспективність використання статистичного аналізу для їх класифікації. Крім того, проведено порівняльний аналіз ефективності різних статичних характеристик (ковзних оцінок) для візуального розрізнення фаз дихального циклу. Встановлено, що ковзне математичне сподівання не забезпечує достатньої диференціації патологічних і нормальних шумів, тоді як ковзна дисперсія дозволяє виокремити ключові зміни амплітуди.