Ανάλυση καρδιογραφικού σήματος με στόχο την ανίχνευση κοιλιακών αρρυθμιών

Abstract

Η κοιλιακή μαρμαρυγή και η κοιλιακή ταχυκαρδία είναι δύο από τα πλέον επικίνδυνα είδη καρδιακών αρρυθμιών για την ζωή των ασθενών. Στην σχετική βιβλιογραφία έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι για την ανίχνευσή με ψηφιακή επεξεργασία του ηλεκτροκαρδιογραφήματος και χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης. Οι προτεινόμενες μέθοδοι συμπεριλαμβάνουν τεχνικές προεπεξεργασίας των σημάτων, εξαγωγή χαρακτηριστικών στο πεδίο του χρόνου ή/και της συχνότητας, ανάλυση της πολυπλοκότητας του σήματος με χρήση μη-γραμμικών τεχνικών, κατηγοριοποίηση διαστημάτων του σήματος σε δύο ή περισσότερες κατηγορίες. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε ανάλυση ηλεκτροκαρδιογραφημάτων με στόχο τον εντοπισμό των συμπλεγμάτων QRS και την εξαγωγή του σήματος των κορυφών R. Στη συνέχεια τα τμήματα χαρακτηρίστηκαν ως φυσιολογικά ή με βάση το είδος της αρρυθμίας που έχουν χαρακτηριστεί, και δημιουργήθηκε μια βάση των τμημάτων του σήματος των κορυφών R. Στην συνέχεια επιχειρήθηκε ο αυτόματος εντοπισμός του είδους της καρδιακής αρρυθμίας με χρήση τεχνικών μηχανικής μάθησης. Στην εργασία χρησιμοποιήθηκε η ελεύθερα διαθέσιμη βάση ηλεκτροκαρδιογραφημάτων VFDB, η οποία περιέχει 22 σήματα τριάντα πέντε λεπτών, τα οποία έχουν μελετηθεί και έχουν χαρακτηριστεί ως προς τα είδη αρρυθμιών που παρουσιάζουν από ειδικούς. Η βάση ηλεκτροκαρδιογραφημάτων εστιάζει στην καταγραφή κοιλιακών αρρυθμιών, όπως κοιλιακή ταχυκαρδία και κοιλιακή μαρμαρυγή, αλλά περιλαμβάνει πληθώρα άλλων καρδιακών αρρυθμιών, καθώς και μεγάλα χρονικά διαστήματα φυσιολογικής καρδιακής λειτουργίας.