Разработкой проекта занимается Александр Анисимов -  магистрант первого года обучения направления подготовки 12.04.01 – Приборостроение,  магистерской программы «Измерительные информационные технологии» (ФИТЭ, кафедра «Информационно-измерительная техника и метрология»). Работа над исследованием ведется уже более двух лет. Александру и его одногруппнику Антону Каташову предстояло написание выпускной квалификационной работы. Студенты решили создать полезную и в своем роде уникальную разработку. Идею выпускникам подал доктор технических наук, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника и метрология» Олег Бодин, у которого за плечами научные исследования в области системы неинвазивной кардиодиагностики, медицинских информационных систем, телемедицины в условиях ЧС. Под грамотным и чутким руководством Олега Николаевича Александр и Антон начали работу над проектом «Исследование фрактальных признаков электрокардиосигнала», в настоящее время исследование курирует доктор технических наук, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника и метрология» ПГУ Дмитрий Нефедьев. Студенты по настоящее время ведут исследовательскую работу над проектом, в их планах притворить свои идеи в жизнь, возможно, что в скором времени им удастся доработать существующие отечественные и иностранные электрокардиографы.

 

Фрактальная размерность — один из способов определения размерности множества в метрическом пространстве. Она присуща многим поверхностям. Фрактал — множество, обладающее свойством самоподобия. Электрокардиография (ЭКГ), по предположению магистранта ПГУ, подчиняется законам фрактальной размерности. Так, применив теорию фракталов при измерении параметров электрокардиосигнала пациента, можно на основе диагностики одного сердечного цикла (одно сокращение сердца и его дальнейшее расслабление) заключить, здоров или болен человек.

 

«Рассматривая определенный сердечный цикл, на любом отрезке кардиограммы сердца, применив нашу теорию, мы можем увидеть, есть ли патология или все в норме. Исследуя один отрезок, мы можем не рассматривать целый механизм, так как по теории фракталов, отрезок будет повторяться на протяжении всего большого набора данных. Благодаря этому найти и распознать болезнь можно будет намного быстрее, соответственно и начать лечение», — поделился Александр.

 

Научной группой исследователей из Пензенского госуниверситета был взят один сердечный цикл, рассмотрев его с точки зрения теории фракталов, посчитав фрактальную размерность, понаблюдав за тем, как она проявляется в течении определенного времени — они вывели определенную фрактальную размерность этого сердечного сигнала.

 

«С помощью портативного кардиографа мы снимаем ЭКГ пациента, отцифровываем его кардиограмму, также учитываем жизненные показатели человека — ритм сердца, пульс, давление и так далее. Все индивидуально, поэтому мы стандартизируем эти данные, приводим к определенному количеству значений. Все это прогоняем через наш алгоритм — в итоге получаем конечный результат, показывающий патологию, при ее наличии», — рассказывает магистрант об особенностях исследования.

 

Благодаря проекту Пензенского государственного университета возможно будет снизить смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. При диагностике болезней сердца важно своевременно найти патологию. Время, затраченное на диагностику заболевания, может сократиться вдвое. Теория фракталов — вспомогательный элемент для медика: разработанный алгоритм укажет на диагноз.

 

В планах Александра Анисимова продолжать работать над проектом:

 

Напомним, в настоящее время подобных разработок в области исследования фрактальных признаков электрокардиосигнала очень мало. Проект магистранта Пензенского госуниверситета может значительно снизить смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.

 

Александру Анисимову впереди предстоит большая и ответственная работа. Разработанный алгоритм должен применяться совместно с большим количеством измерений, в том числе нейронных сетей. Усложнение технологии позволит создать «умный» алгоритм, который будет самообучаться и точно определять патологию.

 

По данному проекту написана статья «Блок-схема алгоритма определения фрактальной размерности электрокардиосигнала» в рамках IX Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы».