Category Archives:

(Русский)

Архив номеров

Оценка скорости распространения пульсовой волны артериального давления на основе данных измерения пневматическим датчиком со встроенным каналом ЭКГ / Estimation of Blood Pressure Pulse Wave Propagation Velocity on the Basis of Measurement Data by Pneumatic Sensor with Built-in Egg Channel

Анциперов В. Е. / Antsiperov, V. E.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS;
Бугаев А. С. / Bugaev, A. S.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Moscow Institute of Physics and Technology
Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS;
Ефимов Р. А. / Efimov, R. A.
Российский университет транспорта / Russian University of Transport
Мансуров Г. К. / Mansurov, G. K.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Анциперов В. Е., Бугаев А. С., Данилычев М. В., Ефимов Р. А., Мансуров Г. К. Оценка скорости распространения пульсовой волны артериального давления на основе данных измерения пневматическим датчиком со встроенным каналом ЭКГ // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1904-074081
Antsiperov, V. E., Bugaev, A. S., Danilychev, M. V., Efimov, R. A., Mansurov, G. K. Estimation of Blood Pressure Pulse Wave Propagation Velocity on the Basis of Measurement Data by Pneumatic Sensor with Built-in Egg Channel // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1904-074081


Аннотация: В приведенной статье рассматривается возможность неинвазивного измерения скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) артериального давления с помощью разработанного авторами пневматического датчика со встроенным каналом ЭКГ. Знание величины этого параметра, наряду с непрерывным мониторингом артериального давления (АД) и анализом динамики пульсовой волны позволяет отслеживать текущее состояние сердечнососудистой системы, и проводить, в том числе, диагностику клинических и субклинических проявлений атеросклероза.
Abstract: The paper discusses the possibility of non-invasive measurement of the propagation velocity of the pulse wave of blood pressure using a new type of pneumatic sensor with an integrated ECG channel. Knowledge of the value of this parameter, along with non-invasive continuous monitoring of the blood pressure (BP) and analysis of the dynamics of the pulse wave, permits to control the current state of the cardiovascular system, and to carry out, including diagnosis of clinical and subclinical manifestations of atherosclerosis.
Ключевые слова: пульсовая волна, пневматический датчик, неинвазивные методы измерения, гемодинамика, ЭКГ, атеросклероз, доклиническая диагностика, blood pressure, pulse wave, pneumatic sensor, non-invasive measurement methods, hemodynamics, ECG, atherosclerosis, пульсовая волна


Литература / References
  1. Васюк Ю. А., Иванова С. В., Школьник Е. Л. и др. Согласованное мнение российских экспертов по оценке артериальной жесткости в клинической практике. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика, 2016. № 15(2). С. 4-19. DOI: http://doi.org/10.15829/1728-8800-2016-2-4-19.
  2. Анциперов В. Е., Мансуров Г. К. и др. Патент на изобретение 2638712 «Пневматический сенсор для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления», приоритет от 07.11.2016 г., опубликовано 15.12.2017, Бюллетень. № 35.
  3. Анциперов В. Е., Мансуров Г. К. и др. Патент на изобретение 2675066 «Монолитный трёхкамерный пневматический сенсор с встроенными дроссельными каналами для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления», приоритет от 26.92.2018 г., опубликовано 14.12.2018, Бюллетень. № 35.
  4. Antsiperov, V., Mansurov, G. Positioning Method for Arterial Blood Pressure Monitoring Wearable Sensor. // Bioinformatics and Biomedical Engineering. IWBBIO 2019, Rojas, I., et al. (Eds). Lecture Notes in Computer Science. Vol. 11465. Springer, Cham, 2019. P. 405-414. DOI: 10.1007/978-3-030-17938-0_36
  5. Анциперов В. Е., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar19/1/text.pdf DOI: 10.30898/1684-1719.2019.3.1.
  6. Benetos, A., Labat, C., Lacolley, P. Determinants of Pulse Wave Velocity in Healthy People and in the Presence of Cardiovascular Risk Factors: ‘Establishing Normal and Reference Values.’ // Eur Heart J. 2010. Vol. 31. P. 2338-2350. DOI: 10.1093/Eurheartj/Ehq165.
  7. Kim H-L, Kim S-H. Pulse Wave Velocity in Atherosclerosis. // Front Cardiovasc Med. 2019. Vol. 6. DOI: 10.3389/Fcvm.2019.00041; PMID: 31024934.
  8. Cavalcante, J.L., Lima, J.A., Redheuil, A, Al-Mallah, M.H. Aortic Stiffness: Current Understanding and Future Directions // J Am Coll Cardiol. 2011. Vol. 57. No.14. P. 1511-22. DOI: 10.1016/j.Jacc.2010.12.017.
  9. Bereksi-Reguig, M.A., Bereksi-Reguig, F., Ali, A.N. A New System for Measurement of the Pulse Transit Time, the Pulse Wave Velocity and its Analysis. // J. Mech. Med. Biol. 2017. Vol. 17, No. 1. P. 1750010. DOI: 10.1142/S0219519417500105.
  10. Kortekaas, M.C., et al. Small Intra-Individual Variability of the Pre-Ejection Period Justifies the Use of Pulse Transit Time as Approximation of the Vascular Transit. // PLoS ONE. 2018. Vol. 13. No 10. P. e0204105. DOI: 10.1371/journal.pone.0204105.

Неинвазивный мониторинг артериального давления на основе данных непрерывной регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа / Non-Invasive Monitoring of Blood Pressure Based on the Data of Continuous Registration of the Pulse Wave Signal with a New Type of Three-Channel Sensor

Анциперов В. Е. / Antsiperov, V. E.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Бугаев А. С. / Bugaev, A. S.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт / Moscow Institute of Physics and Technology
Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Мансуров Г. К. / Mansurov, G. K.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Анциперов В. Е., Бугаев А. С., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Неинвазивный мониторинг артериального давления на основе данных непрерывной регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 82–91. DOI: 10.25210/jfop-1904-082091
Antsiperov, V. E., Bugaev, A. S., Danilychev, M. V., Mansurov, G. K. Non-Invasive Monitoring of Blood Pressure Based on the Data of Continuous Registration of the Pulse Wave Signal with a New Type of Three-Channel Sensor // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 82–91. DOI: 10.25210/jfop-1904-082091


Аннотация: В работе рассматриваются схема работы, особенности конструкции и результаты тестирования датчика нового типа для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления. В основу его работы положен принцип локальной компенсации давления. Позиционирование датчика на теле осуществляется на основе метода дифференциальной обработки данных поступающих от трех каналов, которые синхронно регистрируют сигнал пульсовой волны. Миниатюрность измерительного элемента датчика и возможность его точного позиционирования непосредственно в зоне измерения на малых и очень малых (1 мм или менее) площадках упругих поверхностей, таких как кожа и прилегающие ткани человеческого тела, позволяют обеспечить повышенное качество восстановления формы пульсовой волны, непрерывность измерения параметров и минимизацию уровня сторонних возмущений. Приводятся примеры измерения для некоторых поверхностных артерий человеческого тела. Для случая лучевой и височной артерий подтверждена также возможность непрерывного измерения фактического значения величины артериального давления. Описываются результаты использования модернизированного варианта датчика с возможностью синхронного измерения ЭКГ.
Abstract: The paper discusses the scheme of operation, design features and test results of a new type of sensor for continuous non-invasive measurement of blood pressure. The positioning of the sensor on the patient’s body is based on the method of differential processing of data coming from three channels that synchronously register the pulse wave signal. The miniature dimensions of the sensor measuring element and the possibility of its precise positioning directly in the measurement zone on small and very small (1 mm or less) areas of elastic surfaces, such as skin and adjacent tissues of the human body, allow for increased quality of pulse wave shape restoration, continuity of measurement parameters and minimizing the level of external disturbances. Examples of measurement for some superficial arteries of the human body are given. In the case of the radial and temporal arteries, the possibility of continuous measurement of the actual value of blood pressure was also confirmed. The results of using an upgraded version of the sensor with the possibility of synchronous ECG measurement are described.
Ключевые слова: неинвазивные методы измерения, гемодинамика, пульсовая волна, пневматический датчик, позиционирование, blood pressure, non-invasive measurement methods, hemodynamics, pulse wave, pneumatic sensor, неинвазивные методы измерения


Литература / References
  1. Settels, J.J., ed. Ehrenfeld, J. M., and Cannesson, M. Non-Invasive Arterial Pressure Monitoring // in Monitoring Technologies in Acute Care Environments. Springer, New York. 2014. P. 87-107.
  2. Peňáz, J. Photoelectric Measurement of Blood Pressure, Volume and Flow in the Finger // in Digest of the 10th International Conference on Medical and Biological Engineering. Dresden. 1973. P. 104.
  3. Antsiperov, V.E., Mansurov, G.K. et al, 2016. Pneumatic Sensor for Non-Invasive Continuous Blood Pressure Measurement in Invention Patent 2638712. Priority November 7, 2017. Bulletin No. 35.
  4. Goldmann, H., Schmidt, T. Ueber Applanationstonometrie in Ophthalmologica // 1975. Vol. 134. P. 221-242.
  5. Mansurov, G.K. et al. Monolithic Three-Chambered Pneumatic Throttle Sensor with Integrated Channels for Continuous Non-Invasive Blood Pressure Measurement. 2018. Patent RU2675066.
  6. Antsiperov, V.E., Mansurov, G.K., and Danilychev, M.V. Method of Positioning a Pneumatic Sensor for Noninvasive Blood Pressure Monitor According to Three-Channel Pulse Wave Detecting Signal // in Proceedings of the 11th International Scientific and Technical Conference «Acoustooptic and Radar Methods for Information Measurements and Processing». 2018. P. 140-144.
  7. Анциперов В. Е., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar19/1/text.pdf. DOI: 10.30898/1684-1719.2019.3.1.
  8. Antsiperov, V., Mansurov, G., Danilychev, M., and Churikov, D. Non-Invasive Blood Pressure Monitoring with Positionable Three-Chamber Pneumatic Sensor // Proceedings of the 12th International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies (BIOSTEC2019). Vol. 5. HEALTHINF. P. 462-465. ISSN: 2184-4305. ISBN: 978-989-758-353-7. DOI: 10.5220/0007574904620465

Новые технологические подходы в дифференциальной диагностике хронической спонтанной крапивницы и уртикарного васкулита / New Technological Approaches in the Differential Diagnosis of Chronic Spontaneous Urticaria and Urticarial Vasculitis

Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Данилычева И. В. / Danilycheva, I. V.
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России / SSC “Institute Of Immunology” FMBA Russia
Катунина О. В. / Katunina, O. R.
ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России / Burnasyan SRC-FMBC FMBA
Ловчикова Е. Д. / Lovcheva, E. D.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Мачихин А. С. / Machikhin, A. S.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Польщикова О. В. / Polschikova, O. V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Широков С. В. / Shyrokov, S. V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Шульженко А. Е. / Shulzhenko, A. E.
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России / SSC “Institute Of Immunology” FMBA Russia
Выпуск в базе РИНЦ
Данилычев М. В., Данилычева И. В., Катунина О. В., Ловчикова Е. Д., Мачихин А. С., Польщикова О. В., Широков С. В., Шульженко А. Е. Новые технологические подходы в дифференциальной диагностике хронической спонтанной крапивницы и уртикарного васкулита // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-1904-092097
Danilychev, M. V., Danilycheva, I. V., Katunina, O. R., Lovcheva, E. D., Machikhin, A. S., Polschikova, O. V., Shyrokov, S. V., Shulzhenko, A. E. New Technological Approaches in the Differential Diagnosis of Chronic Spontaneous Urticaria and Urticarial Vasculitis // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-1904-092097


Аннотация: В медицине часто встречаются ситуации, когда различные по этиологии заболевания демонстрируют схожую по проявлениям клиническую картину. В качестве такого примера в данной статье рассматривается ситуация с хронической спонтанной крапивницей (chronic spontaneous urticaria) и уртикарным васкулитом (urticarial vasculitis). Одним из наиболее достоверных средств, своего рода «золотым стандартом», диагностики уртикарного васкулита в настоящее время является гистологическое исследование биоптата кожи. Вместе с тем указанный метод все же достаточно субъективен и нуждается в дальнейшем развитии и совершенствовании. В качестве возможного пути развития авторы предлагают перейти в гистологической практике к использованию методов гиперспектральной съемки гистологических образцов и последующего компьютерного анализа.
Abstract: In medicine, there are often situations where diseases of various etiologies demonstrate a similar clinical picture. As an example, this article discusses the situation with chronic spontaneous urticaria and urticarial vasculitis. The most reliable tool, a kind of «gold standard», UV diagnostics at present is a histological examination of skin biopsy. At the same time, this method needs further development and improvement. As a possible path of development, the authors propose moving in histological practice to the use of hyperspectral imaging of histological samples and subsequent computer analysis.
Ключевые слова: хроническая спонтанная крапивница, уртикарный васкулит, дифференциальная диагностика, гистологическое исследование, гиперспектральный модуль, нейронная сеть, clinical picture, chronic spontaneous urticaria, urticaria vasculitis, differential diagnosis, histological examination, hyperspectral module, хроническая спонтанная крапивница


Литература / References
  1. Голубчикова, Р.Н. Хроническая идиопатическая крапивница. Диагностическая проблема /Р.Н. Голубчикова, И.В. Данилычева // Российский аллергологический журнал. 2012. № 3. С. 3-6.
  2. Giménez-Arnau, A.M., Toubi, E., Marsland, A.M., and Maurer, M. Clinical Management of Urticaria Using Omalizumab: the First Licensed Biological Therapy Available for Chronic Spontaneous Urticaria. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2016; 30 Suppl 5: 25-32.
  3. Данилычева И. В., Елисютина О. Г., Ильина Н. И. и др. Омализумаб в лечении пациентов с хронической крапивницей Омализумаб в лечении пациентов с хронической крапивницей // Эффективная фармакотерапия. 2015. № 3(45). С. 6-10.
  4. Maurer, M., Rosen, K., Hsieh, H.J., Saini, S., Grattan, C., Gimenez-Arnau, A. et al. Omalizumab for the Treatment of Chronic Idiopathic or Spontaneous Urticaria. N Engl J Med. 2013. Vol. 368. P. 924-935.
  5. Saini, S.S., Bindslev-Jensen, C., Maurer, M., Grob, J.J., Bulbul Baskan, E., Bradley, M.S. et al. Efficacy and Safety of Omalizumab in Patients with Chronic Idiopathic/Spontaneous Urticaria Who Remain Symptomatic on Н1 Antihistamines: a Randomized, Placebo-Controlled Study // J Invest Dermatol 2015. Vol. 135. P. 67-75.
  6. Polschikova, O.V., Machikhin, A.S., Ramazanova, A.G., Bratchenko, I.A., Pozhar, V.E., Danilycheva, I.V., Katunina, O.R., and Danilychev, M.V. An Acousto-Optic Hyperspectral Unit for Histological Study of Microscopic Objects // ISSN0030-400X, Optics and Spectroscopy. 2018. Vol. 125. No. 6. P. 1074-1080. DOI: 10.1134/S0030400X19020188.
  7. Польщикова О. В., Мачихин А. С., Рамазанова А. Г., Братченко И. А., Пожар В. Э., Данилычева И. В., Катунина О. Р., Данилычев М. В. Акустооптический гиперспектральный модуль для гистологического исследования микрообъектов // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 126. Вып. 2. С. 237-244. DOI: 10.21883/OS.2019.02.47211.227-18
  8. Danilycheva, I. V., Katunina, O. R., Shulzhenko, A. E., Danilychev, M.V., Machikhin, A. S., Polschikova, O. V., and Shyrokov, S. V. Differential Diagnostics of Chronic Urticaria and Urticarial Vasculitis by Hyperspectral Imaging // Abstracts From the European Academy of Allergy and Clinical Immunology Congress, 1-5 June 2019, Lisbon, Portugal /Allergy (European Journal of Allergy and Clinical Immunology). Vol. 74. Iss. S106. P. 615. TP1155. DOI: Full/10.1111/All.13961

Исследование влияния уровня генерации на электрические и динамические характеристики разряда лазерных трубок / Investigation of the Influence of the Generation Level on the Electrical and Dynamic Characteristics of the Discharge of Laser Tubes

Захарова Е. А. / Zakharova, E. A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Киселев А. С. / Kiselev, A. S.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Смирнов Е. А. / Smirnov, E. A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Выпуск в базе РИНЦ
Захарова Е. А., Киселев А. С., Смирнов Е. А. Исследование влияния уровня генерации на электрические и динамические характеристики разряда лазерных трубок // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 98–103. DOI: 10.25210/jfop-1904-098103
Zakharova, E. A., Kiselev, A. S., Smirnov, E. A. Investigation of the Influence of the Generation Level on the Electrical and Dynamic Characteristics of the Discharge of Laser Tubes // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 98–103. DOI: 10.25210/jfop-1904-098103


Аннотация: В статье рассмотрены вопросы влияния уровня мощности генерации CO2-лазера на его электрические и динамические характеристики. Полученные зависимости позволят учитывать влияние уровня генерации на характеристики разряда при расчете устойчивости систем стабилизации мощности излучения газоразрядных лазеров.
Abstract: The article discusses the impact of the power level of the generation of a CO2 laser on its electrical and dynamic characteristics. The obtained dependences will allow one to take into account the influence of the generation level on the discharge characteristics when calculating the stability of the stabilization systems of the radiation power of gas-discharge lasers.
Ключевые слова: динамическое сопротивление разряда, вольтамперная характеристика, мощность генерации лазера, Gas discharge laser, dynamic resistance, current-voltage characteristic, динамическое сопротивление разряда


Литература / References
  1. Привалов В. Е., Смирнов Е. А. Стабилизация мощности излучения газоразрядных лазеров // Метрология. 1985. № 9. С. 21-30.
  2. Киндл Г., Леб В., Шиффнер Г. Зависимость разрядного тока лазера на CO2 от режима генерации // ТИНЭР. 1968. Т. 56. № 5. С. 134-135.
  3. Попов Л. Н., Пойзнер Б. Н., Войцеховский А. В. Юстировка газового лазера без использования фотоприемника // ПТЭ. 1981. № 2. С. 242-244.
  4. Киселев А. С., Смирнов Е. А. Исследование вольт-амперных характеристик лазеров тлеющего разряда // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2015. № 6. С. 3-6.

Рандомизация неинформативных параметров сигналов в радиоканалах радиотехнических систем: направления исследований / Randomization of Receiving, Processing and Forming Signals in Radio Channelsof Communications and Location Systems

Горбунов Ю. Н. / Gorbunov, Y.N.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (Фрязинский филиал); РТУ МИРЭА / RUS Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (Фрязинский филиал); РТУ МИРЭА
Выпуск в базе РИНЦ
Горбунов Ю. Н. Рандомизация неинформативных параметров сигналов в радиоканалах радиотехнических систем: направления исследований // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 24–31. DOI: 10.25210/jfop-1804-024031
Gorbunov, Y.N. Randomization of Receiving, Processing and Forming Signals in Radio Channelsof Communications and Location Systems // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 24–31. DOI: 10.25210/jfop-1804-024031


Аннотация: Рассматривается стохастический подход к построению радиоканалов радиотехнических систем: связи, локации, радиоуправления и радиоэлектронного подавления. Хаотизация неинформативных параметров сигнала и изменение условий его приёма – базируются на концепции введения в радиоканалы цифровой обработки и формирования сигналов искусственной стохастичности, предполагающих наряду с естественной стохастичностью, обусловленной случайной природой входных сигналов, рандомизацию условий процесса «приём-передача».Случайное изменение порогов квантования, подмешивание контролируемого шума для линеаризации прёмного тракта, допускает применение нелинейных трактов, грубых текущих отсчётов («бинарных»,«бинарно-знаковых» статистик).
Abstract: A stochastic approach to the construction of radio channels for communication and location systems is considered. Stochastic radio communication and radiolocation is based on the concept of introducing digital processing into the radio channels and the formation of signals of artificial stochasticity, which, along with the natural stochasticity caused by the random nature of the input signals, randomization of the conditions of the «receive-transmit» process. Examples include: the introduction of redundancy into signals by extending the spectrum of conventional (temporal) and spatial frequencies, the use of stochastic quantization and measurement scales, the use of tuning of carrier frequencies, mixing of controlled noise for linearization of the path, including allowing the use of coarse (binary, binary-signed) statistics.
Ключевые слова: стохастическое квантование, грубые статистики, бинарное и бинарно-знаковое квантование, амплитудное ограничение, скорость передачи информации, randomization, randomized processing, stochastic quantization, coarse statistics, binary and binary-character quantization, amplitude limitation, стохастическое квантование


Литература / References
  1. Горбунов Ю. Н. Рандомизированная обработка сигналов в радиолокации и связи. ISBN978-3-659-37797-6, Издательство «LAP LAMBERT Academic Publishing», 66121, Saarbrücken, Germany, 2015. С. 150.
  2. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики. М.: Ин. лит.,1963.
  3. Борисов Ю. П., Пенин П. И. Основы многоканальной передачи информации. М.: Связь, 1967. 435с.
  4. Монзинго Р. А., Миллер Т. У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. С. 448.
  5. Klemm, R. Space-Time Detection Theory // The material in this publication wa assembled to support a lecture series under the sponsorship of the sensor and lectronics Technology Panel (SET) and the Consultant and Exchange Programmer of RTO presented on 23-24 september 2002 in Moscow, Russia.
  6. Горбунов Ю. Н. Цифровая обработка радиолокационных сигналов в условиях использования грубого (малоразрядного) квантования: Монография // Федеральное космическое агентство, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А. И. Берга». 2007. 87с.
  7. Metropolis, N., Ulam, S. The Monte Carlo Metod // J. Amer. Statistical Assoc. 1949. Vol. 44. No. 247. P. 335-341.
  8. Граничин О. Н., Поляк Б. Т. Рандомизированные алгоритмы оценивания и оптимизации при почти произвольных помехах. М.: Наука, 2003. С. 393.
  9. Горбунов Ю. Н., Бондарев А. В. Алгоритмы и устройства цифровой стохастической обработки сигналов в радиолокации: Монография – Учебное пособие. М.: НИЦЭВТ, ИПК МРП, 1990. 144c.
  10. Стивен В. Смит. Научно-техническое руководство по Цифровой Обработке Сигналов. Калифорния, Калифорнийское техническое издательство Сан Диего, 1999, перевод АВТОЭКС, Санкт-Петербург. 2001.
  11. Ричард Лайонс. Цифровая обработка сигналов: Второе издание. Пер. с англ. М.: Бином-Пресс, 2006. 656c.
  12. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи // В 2-х томах. Т. 1, 2. Пер. с англ. под ред. Б.Р. Левина. М.: Советское Радио, 1961, 1962.
  13. Горбунов Ю. Н. Цифровые стохастические радары: принятие решений, стохастическое обеление помех, рандомизация измерений параметров, применение // Труды VIII МНТК «Кибернетика и высокие технологии XXI века». Воронеж: НПФ «Саквоее», 2007. Т. 1. С. 446-455.
  14. Томас Дж.Б. Непараметрические методы обнаружения сигналов // ТИИЭР. 1970. Т. 58. № 5. С. 23-31.
  15. Горбунов Ю. Н. Стохастические критерии обнаружения сигналов // Нелинейный мир. 2016. № 6. С. 3-13.
  16. Горбунов Ю. Н. Стохастическое временное и пространственное квантование в плоских апертурах фазированных антенных решеток // Труды X МНТК «Радиолокация, радионавигация и связь». Воронеж: Изд. НПФ «Саквоее», 2005. Т. III. С. 1790-1798.
  17. Горбунов Ю. Н. Стохастическая интерполяция пеленга в адаптивных антенных решетках с последовательным диаграммо-образованием на базе усечённых (малоэлементных) апертур и робастных статистик сигнала на входе // Антенны. 2015. № 6. С. 18-26.
  18. Горбунов Ю. Н. Снижение радиолокационной заметности объектов методами рандомизации параметров сигнала и управляемого антенного покрытия многофункциональных адаптивных РЛС // Антенны. 2016. № 11. С. 42-50.
  19. Горбунов Ю. Н. Теорема о стохастической дискретизации изображений в радиолокации и связи // Труды 18-й Международной Конференции «Цифровая обработка сигналов и её применение». М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова, 2016. С. 225-230.
  20. Горбунов Ю. Н. Рандомизация условий приёма и формирования сигналов в многоканальных доплеровских информационных системах с амплитудным ограничением // В кн.: Международная конференция «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий – REDS-2014». М.: 2015. С. 144-147.
  21. Горбунов Ю. Н. О возможности уменьшения числа уровней квантования в цифровых фильтрах СДЦ путем применения рандомизированных алгоритмов // Радиотехника. 1983. № 6. С. 45-47.
  22. Волосюк В. К., Гуляев Ю. В., Кравченко В. Ф., Кутуза Б. Г., Павликов В. В., Пустовойт В. И. Современные методы оптимальной обработки пространственно-временных сигналов в активных, пассивных и комбинированных активно – пассивных радиотехнических системах. Обзор // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 2. С. 109-131.

Описание распространения потоков носителей заряда за рамками обычного времени релаксации / The Description of Charge Carriers Fluxes Propagation Behind Frameworks of the Usual Relaxation Time

Керими М.Б. / Kerimi, M.B.
Центр технологий Академии наук Туркменистана / RUS Центр технологий Академии наук Туркменистана
Выпуск в базе РИНЦ
Керими М.Б. Описание распространения потоков носителей заряда за рамками обычного времени релаксации // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 32–41. DOI: 10.25210/jfop-1804-032041
Kerimi, M.B. The Description of Charge Carriers Fluxes Propagation Behind Frameworks of the Usual Relaxation Time // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 32–41. DOI: 10.25210/jfop-1804-032041


Аннотация: Рассматривается распространение потоков носителей заряда в тонком плоскопараллельном слое твердотельной структуры в рамках кинетической теории. Интеграл столкновений представлен в общем виде через рассеивающиеся дифференциальные потоки квазичастиц разных видов. Обсуждается постановка краевой задачи совместного распространения дифференциальных потоков квазичастиц и переноса энергии ими в структуре с тонкими слоями. Определены выражения «прихода» в состояние с волновым вектором k и «ухода» из этого состояния, которые обуславливают зависимость интеграла столкновений и времени релаксации t(k) для носителей заряда.
Abstract: Quasi-particles. Statement of a boundary-value problem of joint propagation of quasi-particles differential fluxes and transport of energy by them in structure with thin layers discussed. Expressions of «arrival» to a state with a wave vector k and «leaving» from this state which cause dependence of a collision integral and a relaxation time t (k) for charge carriers are spotted. It is shown that the distinction account in dependences of charge carriers
Ключевые слова: квазичастицы, потоки, время релаксации, collision integral, quasi-particles, flows, квазичастицы


Литература / References
  1. Босворт Р. Ч.Л. Процессы теплового переноса. М.: ГИТТЛ, 1957. 276 с.
  2. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977. 672 с.
  3. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. Т. 1. 456 с. Т. 2. 456 с.
  4. Ашкфорт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. М.: Мир, 1979. Т. 1. 400 с. Т. 2. 424 с.
  5. Гантмахер В. Ф., Левинсон И. Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1984. 510 с.
  6. Аскеров Б. М. Электронные явления переноса в полупроводниках. М.: Наука, 1985. 310 с.
  7. Handbook of photovoltaic science and engineering / Edited by Antonio Luque and Steven Hegedus. Copyright © 2003 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England. 1138 p.
  8. Рейсленд Дж. Физика фононов. М.: Мир, 1975. 368 с.
  9. Берман Р. Теплопроводность твердых тел. М.: Мир, 1979. 288 с. Гл. 4 Фононы и уравнение Больцмана. С. 31-48.
  10. Ridley, B. K. Electrons and phonons in semiconductor multilayers. Second edition. Cambridge University Press, 2009. 410 p.
  11. Керими М. Б. Дифференциальные потоки энергии в твердом теле // Тезисы докладов Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные задачи механики». Москва, МГТУ. Октябрь 2017. С. 187-189.
  12. Ghashami, M., Geng, H., Kim, T., Iacopino, Cho, S. K., and Park, K. Precision Measurement of Phonon-Polaritonic Near-Field Energy Transfer between Macroscale Planar Structures Under Large Thermal Gradients // Phys. Rev. Lett. 2018. Vol. 120. 175901. © 2018 American Physical Society. DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.175901
  13. Керими М. Б. Распространение потока носителей заряда в тонком слое плоскопараллельной твердотельной структуры c учетом рассеяния на границах слоя // ФТП. 2017. Т. 51. Вып. 8. С. 1096-1104.
  14. Соболев В. В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет. М.: ГИТТЛ, 1956. 392 c.
  15. Керими М. Б. Границы твердотельных структур и рассеяние потоков. Сб. материалов II межд. конф. «Oптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах». Узбекистан, Фергана. 2011. С. 218-221.
  16. Керими М. Б. Интегральные граничные условия для потоков носителей заряда в тонком плоскопараллельном слое. // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 3. С. 46-57.
  17. Керими М. Б., Сидняев Н. И. Распространение тепла в тонком плоскопараллельном слое //Межународная туркмено-турецкая научно-практическая конференция. Ашхабад. 2013.

Спектрометры оптического диапазона, разрабатываемые в НТЦ УП РАН / Optical band spectrometers developed in STC UI RAS

Балашов А.А. / Balashov, A.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Вагин В.А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Мошкин Б.Е. / Moshkin, B.E.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Хорохорин А.И. / Khorokhorin, A.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Выпуск в базе РИНЦ
Балашов А.А., Вагин В.А., Мошкин Б.Е., Хорохорин А.И. Спектрометры оптического диапазона, разрабатываемые в НТЦ УП РАН // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 42–47. DOI: 10.25210/jfop-1804-042047
Balashov, A.A., Vaguine, V.A., Moshkin, B.E., Khorokhorin, A.I. Optical band spectrometers developed in STC UI RAS // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 42–47. DOI: 10.25210/jfop-1804-042047


Аннотация: Описаны несколько оптических приборов, разработанных в НТЦ УП РАН при участии Б.Е.Мошкина. Рассмотрена схема миниатюрного интерферометра и созданного на его основе портативного переносного фурье-спектрометра «ПАК-Б.» Описан экспериментальный образец Многоцелевого фурье-спектрометра «МЦФС», предназначенного для решения широкого круга научных и прикладных задач на борту космических аппаратов и высотных баллонов. Описана система наведения для бортовых оптических систем.
Abstract: Several optical devices, witch has been developed at STC UI RAS in collaboration with B. E. Moshkin, are given. The layout of the miniature spectrometer and the portable FTIR, witch has been developed on the base of the above mentioned, are considered also. The experimental sample of the multi-purpose FTIR-spectrometer, witch is designed to solve wide range of scientific and applied tasks on Board spacecraft and stratospheric balloon, is driven. A guidence for onboard optical system is also presented.
Ключевые слова: интерферометр, система наведения, инфракрасный диапазон спектра, спектральные измерения, космический аппарат, fourier spectrometer, interferometer, guidance system, infrared spectrum, spectral measurements, интерферометр


Литература / References
  1. Балашов А. А., Вагин В. А., Котлов В. И., Мошкин Б. Е., Хитров О. В., Хорохорин А. И. Портативный переносной инфракрасный фурье-спектрометр ПАК-Б // ПТЭ. 2008. № 1. С. 179.
  2. Балашов А. А., Вагин В. А., Мошкин Б. Е., Хитров О. В., Хорохорин А. И. Оптоволоконный Фурье-спектрометр // ПТЭ. 2009. № 6. С. 143.
  3. Мошкин Б. Е., Вагин В. А., Жарков А. В., Максименко С. В., Мацицкий Ю. П., Романовский А. С., Хорохорин А. И., Шилов М. А. Многоцелевой фурье-спектрометр космического базирования (экспериментальный образец) // ПТЭ. 2012. № 6. С. 78-84.
  4. Вагин В. А., Егоров А. В., Жарков А. В., Котлов В. И., Мошкин Б. Е. Двухкоординатный однозеркальный сканер для спектрометров космических аппаратов // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 3. С. 92-96.
  5. Мошкин Б. Е., Григорьев А. В., Шакун А. В., Пацаев Д. В., Жарков А. В., Вагин В. А. Фурье-спектрометр ТИРВИМ для исследования атмосферы Марса // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 1. С. 116-122.

Широкополосное измерение комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики в СВЧ диапазоне / Broadband Measurement of the Complex Permittivity of Ferroelectric Ceramicsin the Microwave Range

Донченко А.В. / Donchenko, A.V.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Земляков В.В. / Zemlyakov, V.V.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Мараховский М.А. / Marahovskiy, M.A.
Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета / RUS Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета
Панич А.Е. / Panich, A.E.
Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета / RUS Институт высоких технологий и пьезотехники Южного федерального университета
Выпуск в базе РИНЦ
Донченко А.В., Земляков В.В., Мараховский М.А., Панич А.Е. Широкополосное измерение комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики в СВЧ диапазоне // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 48–55. DOI: 10.25210/jfop-1804-048055
Donchenko, A.V., Zemlyakov, V.V., Marahovskiy, M.A., Panich, A.E. Broadband Measurement of the Complex Permittivity of Ferroelectric Ceramicsin the Microwave Range // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 48–55. DOI: 10.25210/jfop-1804-048055


Аннотация: Предложен новый подход к измерению комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков в СВЧ диапазоне. В качестве измерительной ячейки использован Н-волновод, что позволило расширить диапазон измерений и повысить чувствительность. Решена электродинамическая задача о волноводе сложного поперечного сечения с кусочно-слоистым диэлектрическим заполнением. Описана установка и представлены результаты измерений комплексной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики BST с добавкой MgO в диапазоне 7.5÷18 ГГц.
Abstract: The new approach for measuring the complex permittivity of ferroelectrics in the microwave range is proposed. The double ridged waveguide is used as a measuring cell, which allows increasing the sensitivity and frequency range of measurements. The electrodynamic problem is solved for a waveguide with complex cross section and piecewise-layered dielectric filling. The installation and the measurement results of complex permittivity of BST ferroelectric ceramics with the addition of MgO in the range 7.5÷18 GHz are presented.
Ключевые слова: BST, комплексная диэлектрическая проницаемость, Н-волновод, электродинамический анализВведение, ferroelectric ceramics, BST, complex permittivity, ridged waveguide, BST


Литература / References
  1. Nenasheva, E.A., Kanareykin, A.D., Kartenko, N.F., Dedyk, A.I., and Karmanenko, S.F. Ceramics Materials Based on (Ba, Sr)TiO3 Solid Solutions for Tunable Microwave Devices // Journal of Electroceramics. 2004. No. 13. P. 235-238.
  2. Nenasheva, E.A., Kartenko, N.F., Gaidamaka, I.M., Trubitsyna, O.N., Redozubov, S.S., Dedyk, A.I., and Kanareykin, A.D. Low loss microwave ferroelectric ceramics for high power tunable devices // Journal of the European Ceramic Society. 2010. No. 30. P. 395-400
  3. Дедык А. И., Семёнов А. А., Павлова Ю. В., Пахомов О. В., Мыльников И. Л., Богачёв Ю. В. Электропроводность высокоомной керамики на основе BSTO c примесями магния и марганца // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2016. Т. 2. № 1. С. 120-123.
  4. Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Лексиков А. А. Исследования материалов на сверхвысоких частотах микрополосковыми датчиками // Изв.ВУЗ. физика. 2006. № 9. С. 45-53.
  5. Донченко А. В., Заргано Г. Ф. П-волновод, как измерительная ячейка устройств определения диэлектрической проницаемости материалов. Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 5. С. 40-46.
  6. Donchenko, A.V., Zargano, G.F., and Zemlyakov, V.V. Electrodynamic Analysis of Electromagnetic Fields of Hybrid Waves Propagating in the Single-Ridged Waveguide // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 2017. P. 1-11.
  7. Muller D. E. A method for solving algebraic equations using an automatic computer // Mathematical Table and Other Aids to Computation. 1956. Vol. 10. No. 5. P. 208-215.
  8. Матвеенко В. П., Севодин М. А., Севодина Н. В. Приложения метода Мюллера и принципа аргумента к задачам на собственные значения в механике деформируемого твёрдого тела. // Вычислительная механика сплошных сред. 2014. Т. 7. № 3. С. 331-336.
  9. Доля В. К., Мараховский М. А., Панич А. А., Свирская С. Н. Моделирование пьезокомпозита для создания оптимальной конструкции гидроакустического приемника // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 4. С. 68-73
  10. Мараховский М. А., Панич А. А. Получение пьезокерамики системы PMN-PT методом искрового плазменного спекания // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 6. С. 242-249.

Теория фундаментальных ограничений антенн.Подход разложения поля по сферическим модам. Обзор / Theory of Fundamental Limitations of Antennas. Spherical Modes Expansion Approach

Ицков В.В. / Itskov, V.V.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Уваров Ант.В. / Uvarov, Ant.V.
Московский физико-технический институт (государственный университет) / RUS Московский физико-технический институт (государственный университет)
Уваров Анд.В. / Uvarov, And.V.
ПАО «МегаФон» / RUS ПАО «МегаФон»
Выпуск в базе РИНЦ
Ицков В.В., Уваров Ант.В., Уваров Анд.В. Теория фундаментальных ограничений антенн.Подход разложения поля по сферическим модам. Обзор // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 56–69. DOI: 10.25210/jfop-1804-056069
Itskov, V.V., Uvarov, Ant.V., Uvarov, And.V. Theory of Fundamental Limitations of Antennas. Spherical Modes Expansion Approach // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 56–69. DOI: 10.25210/jfop-1804-056069


Аннотация: В статье приведен обзор различных подходов к определению фундаментальных физических ограничений характеристик антенн, таких как добротность, ширина рабочего диапазона частот и коэффициент направленного действия, связанных с физическими размерами. Рассмотрена история развития теории электрически малых антенн, начиная с классических работ Вилера, в которой было введено понятие электрически малых антенн, и Чу, задавшего направление исследования фундаментальных ограничений для многих следующих авторов на десятки лет. В работе проведено сравнение различных подходов к выводу предельных выражений коэффициента усиления, G, добротности, Q и их отношения, G/Q, основанных на предложенном Чу подходе – разложения по сферическим модам. Приведены итоговые точные предельные соотношения, проанализированы допущения и приближения, использованные при выводе, и сформулированы связанные с этим ограничения применимости. В заключении даны текущее состояние проблемы и наиболее перспективные темы для дальнейшего исследования.
Abstract: The article provides an overview of various approaches to determining the fundamental physical limitations of antenna characteristics, such as the quality factor, the width of the working frequency range, and gain related to physical dimensions. The history of the theory of electrically small antennas is considered, starting with the classic works of Willer, in which the concept of electrically small antennas was introduced, and Chu, who stated the direction of the study of the fundamental limitations for many of the following authors for decades. The paper compares various approaches to the derivation of the limitation expressions for the gain, G, quality factor, Q and their ratio, G/Q, based on the proposed by Chu approach – Spherical Modes Expansion (SME). The final exact limitation ratios are given, the assumptions and approximations used in the derivation are analyzed, and the associated limitations of applicability are formulated. In conclusion, the current state of the problem and the most promising topics for further research are given.
Ключевые слова: antenna theory, fundamental limitations, Q-factors, gain, antenna electrical size, antenna minimum quality factor, normal antenna gain, limit of the gain to quality factor ratio, электрически малые антенны, антенная теория, фундаментальные ограничения, добротности, коэффициент усиления, электрический размер антенны, предел добротности антенны, нормальный коэффициент усиления антенны, antenna theory


Литература / References
  1. La Paz, L., Miller, G.A. Optimum Current Distributions on Vertical Antennas // Proc. Of the IRE. 1943. P. 214.
  2. Bouwkamp, C.J., De Bruijn, N.G. The Problem of Optimum Antenna Current Distribution // Philips Research Reports. 1945. Vol. 1. P. 1.
  3. Wheeler, H.A. Fundamental Limitations of Small Antennas // Proc. Of the IRE. 1947. P. 1479
  4. Chu, L.J. Physical Limitations of Omnidirectional Antennas // Journal of Applied Physics. 1948. Vol. 19. P. 1163.
  5. Best, S.R. The Performance Properties of an Electrically Small Folded Spherical Helix Antenna // Antennas and Propagation Society International Symposium. IEEE. 2002. Vol. 4. P. 18-21.
  6. Harrington, R.F. Effect of Antenna Size on Gain, Bandwidth, and Efficiency // J. Res. Nat. Bureau Stand. 1960. P. 1.
  7. Collin, R.E., Rothschild, S. Evaluation of Antenna Q // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 1964. P. 23.
  8. Fante, R.L. Quality Factor of General Ideal Antennas // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 1969. AP-17. P. 151.
  9. Stratton, J.A. Eleclromugnetic Theory // McGraw-Hill. 1941. P. 410-420
  10. Hansen, R.C. Fundamental Limitations in Antennas // Proc. IEEE. 1981. Vol. 69. P. 170-182.
  11. McLean, J.S. A Re-Examination of the Fundamental Limits on the Radiation Q of Electrically Small Antennas // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 1996. AP-44. P. 672.
  12. Geyi, W. Physical Limitations of Antenna // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 2003. Vol. 51. No. 8.
  13. Gustafsson, M. Physical Limitations on Antennas of Arbitrary Shape // Proc. R. Soc. A. 2007. P. 2589.
  14. Gustafsson, M., Cismasu, M., Jonsson B. L.G. Physical Bounds and Optimal Currents on Antennas // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 2012.
  15. Cismasu, M., Gustafsson, M. Antenna Bandwidth Optimization with Single Frequency Simulation // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 2014.
  16. Gustafsson, M., Tayli, D., and Cismasu, M. Physical Bounds of Antennas // Handbook of Antenna Technologies. 2015.
  17. Fante, R.L. Maximum Possible Gain for an Arbitrary Ideal Antenna with Specified Quality Factor // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 1992. Vol. 40. No. 12.
  18. Yaghjian, A.D., Best, S.R. Impedance, Bandwidth, and Q of Antennas, Antennas and Propagation // IEEE Trans. On Antennas and Propagation. 2005. Vol. 53. P. 1298-1324.
  19. Gustafsson, M., Nordebo, S. Bandwidth, Q Factor, and Resonance Models of Antennas // Progress in Electromagnetics Research. 2006. Vol. 62. P. 1-20.

Многомасштабный корреляционный анализ для оценивания циклических составляющих вариабельности сердечного ритма / Multiscale Correlation Analysis for Estimating the Cyclical Componentsof Heart Rate Variability

Анциперов В.Е. / Antsiperov, V.E.
Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН
Выпуск в базе РИНЦ
Анциперов В.Е. Многомасштабный корреляционный анализ для оценивания циклических составляющих вариабельности сердечного ритма // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 4(30). С. 70–77. DOI: 10.25210/jfop-1804-070077
Antsiperov, V.E. Multiscale Correlation Analysis for Estimating the Cyclical Componentsof Heart Rate Variability // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 4(30). P. 70–77. DOI: 10.25210/jfop-1804-070077


Аннотация: Работа посвящен разработке «графических» методов анализа сигналов ЭКГ с целью характеризации поведения сердечного ритма в течение минутных – суточных интервалов времени. На таких интервалах вполне проявляются циклические свойства изменчивости сердечного ритма, соответствующие колебаниям из классов очень низких (VLF <0.04 Гц) и низких (LF <0.15 Гц) кардио-частот. Для оценивания параметров этих и других, обусловленных вариабельностью сердечного ритма параметров предложено использовать многомасштабное корреляционное представление сигналов. Последнее позволяет перейти к оцениванию параметров, связанных с периодичностью сигнала, из частотной во временную область. Для обоснования предлагаемых оценок разработана модель точечных процессов с ограниченным, циклическим последействием, на основе модели удалось получить аналитическую зависимость среднего многомасштабного корреляционного представления от параметров вариабельности ритма сигнала ЭКГ.
Abstract: The paper is devoted to the development of «graphical» methods for analyzing ECG signals for evaluation the of the heart rhythm dynamics during the minute – half-hour time intervals. At such intervals, the cyclical properties of heart rate variability, corresponding to slaw waves from the very low (VLF <0.04 Hz) up to low (LF <0.15 Hz) cardio frequencies are clearly manifested. To estimate the parameters of such heart rate waves, it is proposed to use a multiscale correlation analysis representation of the signals. The latter allows one to proceed to the estimation of the parameters related to the periodicity of the signal from the frequency to the time domain. To substantiate the proposed estimates, a model of cyclic renewal point processes has been developed. Based on the model, we succeed to obtain an analytical dependence of the average multiscale correlation representation on the parameters of the ECG signal rhythm variability for substantiate the graphical methods proposed.
Ключевые слова: мониторинг и анализ ЭКГ, вариабельность сердечного ритма (ВСР), геометрические методы анализа ВСР, компьютерная диагностика, точечные процессы, процессы с ограниченным последействием, многомасштабный корреляционный анализ (МКА), biomedical signals, ECG monitoring and analysis, heart rate variability (HRV), geometric methods of HRV analysis, computer diagnostics, point processes, cyclic renewal point processes, мониторинг и анализ ЭКГ


Литература / References
  1. Baevsky, R.M., Chernikova, A.G. Heart Rate Variability Analysis: Physiological Foundations and Main Methods. // Cardiometry. 2017. No. 10. P. 66-76.
  2. Task Force of the European Society of Cardiology, the North American Society of Pacing, and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use // Eur Heart J. 1996. Vol. 7. No. 3. P. 354-381.
  3. Goldberger, A.L., Stanley, H.E. et al. Long-Range Anticorrelations and Non-Gaussian Behavior of the Heartbeat // Phys Rev Letters. 1996. Vol. 70. No. 9. P. 1343-1346.
  4. Yamamoto, S.S., Thayer, J.F., Brosschot, J.F. The Relationship of Autonomic Imbalance, Heart Rate Variability and Cardiovascular Disease Risk Factors // Phys Rev Letters. 2010. Vol. 141. No. 2. P. 122-131.
  5. Malik, M. Geometrical Methods for Heart Rate Variability Assessment. // in Malik M. And Camm A. Heart Rate Variability. New York: Armonk Futura Publishing Company. 1995. P. 47-61.
  6. Antsiperov, V.E., Zabrosaev, I.V. New Results for the PVC / SPB Detection Using Based on the MCa Heart Rhythm Estimation Method // Proceedings of the 12th Russian-German Conference on Biomedical Engineering. Vladimir. Vladimir State University. 2016. P. 182-186.
  7. Antsiperov, V.E. Cyclic Renewal Point Processes for Heart Rate Variability Modeling. //Extended Abstracts of the Second Russian Conference with International Participation «Physics for Life Sciences». St.Peterburg: Ioffe Institute Science Tech Information Department. 2017. P. 61.
  8. Serfozo, R. Basics of Applied Stochastic Processes // Berlin: Heidelberg: Springer. 2009.
  9. Amaral, L.A.N., Goldberger, A.L., Ivanov, P.H. et al. Physiobank, Physiotoolkit, and Physionet: Components of a New Research Resource for Complex Physiologic Signals // Circulation. 2000. Vol. 101. No. 23. P. e215-e220.