При анализе грудной (трансторакальной) реограммы одной из важнейших задач явлется выделение из сигнала паттерна дыхания. Успешное решение этой задачи позволяет не только эффективно компенсировать дыхательные артефакты в сигнале пульсового кровенаполнения, но и изучать собственно паттерн дыхания, а также сочетанное функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем без дополнительного оборудования.

Трудности устранения артефактов дыхания в грудной реографии до недавнего времени приводили к необходимости задержки пациентом дыхания в момент записи. Недавние исследования, проведенные в МГТУ, позволили проводить анализ реосигнала и расчет параметров гемодинамики без задержки дыхания пациентом. Система "РеоКардиоМонитор", созданная в НИИ РЛ МГТУ, обеспечивает длительный мониторинг основных параметров центральной гемодинамики не только без задержки дыхания, но и при функциональных нагрузках.

При этом был использован гармонический анализ реограммы и данные о периодичности кардиосигнала, полученные из анализа ЭКГ. В спектре реосигнала локализуются и подавляются гармоники, соответсвующие дыхательным движениям пациента. Указанный подход имеет ряд принципиальных ограничений:

• спектры дыхания и кардиосигнала существенно перекрываются, так что в ряде случаев невозможно определить "принадлежность" пика в спектре;
• период сокращений сердца и особенно период дыхательных движений нестабильны, что выражается в уширении спектральных линий;
• относительно низкая частота дыхания (менее 1 Гц) и необходимость получения подробной и достоверной спектральной оценки требуют анализа достаточно больших выборок (не менее 10 секунд), что приводит к большим временным задержкам в канале обработки.

В качестве характерных были выбраны моменты времени, соответствующие R-пику в QRS комплексе ЭКГ, т.е. моменты, когда один кардиоцикл уже закончился, а другой только начинается. Выбор кубического сплайна в качестве сглаживающей кривой был обусловлен следующими факторами:

• простота расчета результирующей сглаженной функции (кубический полином);
• ограниченное влияние больших выбросов;
• возможность гладкого сращивания двух сплайн-кривых, построенных на соседних отрезках времени;
• возможность установки разной степени влияния на результирующую кривую для конкретных кардиоциклов (например, в случае сильного выброса) путем установки индивидуальных весовых коэффициентов;
• кубический сплайн обладает тем оптимальным свойством, что при заданной степени аппроксимации обеспечивает минимальную интегральную кривизну ("упругую энергию"), что соответстявует интуитивному представлению врача о сущности происходящих процессов.

• на полученном паттерне дыхания полностью отсутствует пульс (кардиосигнал), что существенно облегчает распознавание фаз дыхательных движений;
• при соотношении ЧСС и частоты дыхания более 2-3 построенная кривая дыхания близка к визуально-наилучшей;
• резкие выбросы во входном сигнале (как правило, связанные с движениями пациента) имеет пониженное влияние на полученный паттерн дыхания по сравнению со спектральным анализом.