Computer modeling of cardiac rhythm based on vector of stationary random sequences

Abstract

Присвячено методу комп’ютерного імітаційного моделювання ритму електрокардіосигналу на основі обґрунтованої математичної моделі у вигляді вектора стаціонарних випадкових послідовностей. Розроблений метод комп’ютерного імітаційного моделювання дозволяє формувати реалізації векторного ритимокарідосигналу (компоненти вектора стаціонарних випадкових послідовностей, які описують ритм розгортання у часі процесу роботи серця) для різних типів електрокардіосигналів як в нормі, так і з різними видами патологій ритму. Проведено моделювання ритму електрокардіосигналів на основі врахування отриманої статистичної інформації у вигляді оцінок математичного сподівання та дисперсії компонент вектора стаціонарних випадкових послідовностей. Показано, що отримані оцінки статистичних характеристик (математичних сподіваннь та дисперсій) змодельованих реалізацій компонент вектора (компонент, які описують ритм електрокардіосигналу) знаходяться в межах інтервалів довіри, отриманих на основі статистичних оцінок вхідних досліджуваних реалізацій вектора стаціонарних випадкрвих послідовностей, що є ознакою коректності проведених експериментів по застосуванню розробленого методу комп’ютерного імітаційного моделювання. Проведено дослідження точності методу комп’ютерного імітаційного моделювання реалізацій компонент вектора стаціонарних випадкових послідовностей. Отримана похибка комп’ютерного імітаційного моделювання не перевищує 13% для досліджуваних компонет вектора стаціонарних випадкрвих послідовностей. Показано в загальній структурній схемі діагностичного кардіокомплексу, де розміщено блок комп’ютерного імітаційного моделювання реалізацій векторного карідосигналу на основі математичної моделі вектора стаціонарних випадкових послідовностей та що є вхідною інформацією та вихідною для моделювання

The article is devoted to a computer modeling method of electrocardiogram rhythm based on a mathematically justified model in the form of a vector of stationary random sequences. The developed computer modeling method allows for generating realizations of vector electrocardiogram rhythm signal (vector components of stationary random sequences) for different types of electrocardiogram signals, both normal and with various types of rhythm pathologies. The modeling of electrocardiogram rhythms was carried out based on the obtained statistical information in the form of estimates of the mathematical expectation and variance of the components of the vector of stationary random sequences. It has been shown that the obtained estimates of statistical characteristics of the modeled vector components (components that describe the electrocardiogram rhythm) are within confidence intervals, which is an indication of the correctness of the experiments conducted using the developed computer simulation method. The accuracy of the computer simulation method for generating realizations of the vector components of stationary random sequences has been investigated, and the error of the computer simulation does not exceed 13% for the investigated vector components.