Ανάλυση αυθόρμητης κοιλιακής ταχυαρρυθμίας

Abstract

Οι καρδιαγγειακές παθήσεις αποτελούν την κορωνίδα των αιτιών της παγκόσμιας θνησιμότητας απαριθμώντας 17 εκατομμύρια θανάτους ετησίως αποτελώντας το 30% των συνολικών θανάτων. Εκτιμάται ότι 40% έως 50% των θανάτων αυτών είναι αιφνίδιοι και ότι το 80% εξ αυτών οφείλονται στη κοιλιακή μαρμαρυγή καθιστώντας την έγκαιρη ανίχνευση της ζωτικής σημασίας. Με την πληθώρα καταγραφικών μηχανημάτων επί του πεδίου στη ιατρική, το υλικό προς στατιστική ανάλυση που είναι διαθέσιμο καθώς και τις ραγδαίες εξελίξεις στο τομέα της μηχανικής μάθησης καθιστούν πλέον δυνατή τη κατασκευή ανιχνευτών σε πραγματικό χρόνο για την αναγνώριση και σημαντικότερα πρόληψη επεισοδίων κοιλιακής μαρμαρυγής. Μέσο της βάσης δεδομένων Ventricular Tachyarrhythmia Database της PhysioNet όπου περιέχονται προσημασμένα από ειδικούς ιατρούς καρδιογραφήματα, έγινε ανάλυση στο πεδίο του χρόνου των καρδιογραφημάτων αυτών και των αντίστοιχων σημάνσεων τους. Σκοπός ήταν η δημιουργία ανιχνευτή που να ενεργοποιείται στο επεισόδιο ταχυαρρυθμίας που συνήθως προηγείται του επεισοδίου κοιλιακής μαρμαρυγής, δίνοντας ικανό χρόνο για ιατρική παρέμβαση καθώς και πρόληψη του επεισοδίου μαρμαρυγής που επέρχεται και όχι απλώς διαχείριση του σε πραγματικό χρόνο αφού συμβεί. Μορφοποιήθηκαν τα αρχικά δεδομένα της βάσης σε κατάλληλη μορφή κατακερματίζοντας τα σε συστάδες. Οι συστάδες αυτές ταξινομήθηκαν βάση των σημάνσεων των ειδικών ιατρών σε παθογενής και μη. Κατόπιν η νέα βάση δεδομένων εξισορροπήθηκε ώστε οι παθογενείς περιπτώσεις και μη να έχουν ίσα στατιστικά βάρη. Κατόπιν υπολογίστηκαν οι σχετικές στατιστικές ροπές για να την ανάλυση στο πεδίο του χρόνου και τα αποτελέσματα εισήχθησαν σε δένδρα αποφάσεων και νευρωνικά δίκτυα προς ταξινόμηση. Το μέσο ποσοστό επιτυχίας ταξινόμησης ανήλθε σε 93,7%.