Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phát triển phương pháp phân tích định lượng tín hiệu iEMG chi trên hỗ trợ chẩn đoán bệnh lý

phương pháp QEMG tín hiệu iEMG chi có hiệu quả tính toán tốt hơn một số phương pháp đã có, như giảm số phép toán, số bước và số can thiệp vào trong quá trình phân tích định lượng tín hiệu; (2) Đưa ra bộ thông số định lượng có khả năng hỗ trợ phân nhóm tín hiệu theo các bệnh lý và bình thường có độ chính xác cao mà có cách tính đơn giản hơn so với một số phương pháp trước; (3) Đề xuất cách sử dụng các thông số định lượng có được để phân loại tín hiệu, thông tin phân loại của tín hiệu có được là hữu dụng cho việc đưa ra kết luận chẩn đoán bệnh lý.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phát triển phương pháp phân tích định lượng tín hiệu iEMG chi trên hỗ trợ chẩn đoán bệnh lý BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Mạnh HùngPHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG TÍN HIỆU iEMG CHI TRÊN HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH LÝ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 62520203 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội – 2016 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN VĂN KHANG Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt NamGIỚI THIỆU LUẬN ÁNTính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Các bệnh cơ có thể gây ra những khuyết tật thể chất nghiêmtrọng, có thể dẫn tới mất khả năng vận động thậm chí có thể tửvong. Trong số các bệnh nhân bệnh cơ, có nhiều bệnh nhân đãđược chữa khỏi, hoặc giảm mức độ bệnh tật nhờ được phát hiệnvà điều trị kịp thời. Chẩn đoán điện cơ đồ là phương pháp xácđịnh bệnh cơ mà trong đó nguyên nhân gây bệnh xuất phát từ cơvà yếu cơ do rối loạn thần kinh cơ sử dụng tín hiệu điện cơ. Tínhiệu điện cơ kim (intramuscular Electromyography – iEMG) là tínhiệu phản ánh hoạt động điện sinh học của tổ chức cơ được thubằng điện cực kim. Định lượng điện cơ đồ (Quantitative ElectroMyoGraphy –QEMG) là phương pháp phân tích tín hiệu EMG thành các thôngsố định lượng. Các thông tin, thu được khi phân tích QEMG, giúpgiảm các yếu tố chủ quan của việc chẩn đoán, tăng độ chính xáccủa chẩn đoán, tăng hiệu quả quá trình theo dõi điều trị. Sự pháttriển của công nghệ máy tính làm cho việc nghiên cứu về cácphương pháp QEMG trở nên dễ dàng và phổ biến hơn [3],[77]... Tuy nhiên, hiện nay, các kỹ thuật QEMG tín hiệu iEMGcòn đóng vai trò hạn chế trong quá trình chẩn đoán lâm sàng. Bởivì, chúng phức tạp và tốn thời gian khi sử dụng và chưa có bộ tiêuchuẩn cho việc chẩn đoán dựa vào tín hiệu iEMG được công nhậnrộng rãi. Do vậy, nghiên cứu để tạo ra các phương pháp QEMGtốt hơn thu hút được nhiều nhà nghiên cứu. Các nghiên cứu hướngtới các mục tiêu: (1) tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên, (2) đề xuấtphát triển phương pháp QEMG có tính tự động cao và (3) tăng độtin cậy của thông tin thu nhận sau phân tích [25], [57], [58], [63].Mục tiêu nghiên cứu của luận án Mục đích nghiên cứu của luận án này là phát triển phươngpháp phân tích định lượng tín hiệu iEMG chi thành các thông tintrợ giúp cho các bác sỹ trong quá trình chẩn đoán bệnh lý. Nghiêncứu này hướng tới các mục tiêu cụ thể như: (1) Phát triển được 1phương pháp QEMG tín hiệu iEMG chi có hiệu quả tính toán tốthơn một số phương pháp đã có, như giảm số phép toán, số bướcvà số can thiệp vào trong quá trình phân tích định lượng tín hiệu;(2) Đưa ra bộ thông số định lượng có khả năng hỗ trợ phân nhómtín hiệu theo các bệnh lý và bình thường có độ chính xác cao màcó cách tính đơn giản hơn so với một số phương pháp trước; (3)Đề xuất cách sử dụng các thông số định lượng có được để phânloại tín hiệu, thông tin phân loại của tín hiệu có được là hữu dụngcho việc đưa ra kết luận chẩn đoán bệnh lý.Các đóng góp mới của luận án 1. Phát triển được phương pháp định lượng tín hiệu iEMG chi gồm 3 bước tiền xử lý, phân tách các thành phần có ý nghĩa trong tín hiệu và tính các thông số định lượng dựa trên các thành phần có ý nghĩa có được. Phương pháp phân tích định lượng được phát triển này có ưu điểm hơn một số phương pháp trước đó về hiệu quả tính toán và tính hữu dụng của thông số định lượng thu được. 2. Đưa ra được cách thức sử dụng các thông số định lượng có được để phân loại tín hiệu iEMG theo các nhóm bệnh lý và bình thường. Các phương pháp phân loại được phát triển trên dựa trên mô hình xử lý thông tin mạng Artifical Neural Network và kỹ thuật phân tích hồi quy Logistic, chúng cho phép phân loại tín hiệu đạt độ chính xác cao, đạt trên 80% khi thử nghiệm với bộ dữ liệu mẫu.Cấu trúc của luận án Luận án gồm 140 trang được chia thành các phần sau: Mởđầu luận án có 6 trang. Chương 1: Tín hiệu điện cơ và ứng dụnglâm sàng có 22 trang. Chương 2: Lựa chọn giải pháp phù hợp đểtiền xử lý tín hiệu iEMG chi có 22 trang. Chương 3: Phát triểnphương pháp phân tích định lượng tín hiệu iEMG chi có 41 trang.Chương 4: Đề xuất phương pháp sử dụng các thông số định lượngcó được để phân loại các tín hiệu iEMG chi theo các nhóm bệnhlý có 24 trang. Kết luận chung của luận án có 2 trang. Có 71 hìnhvẽ và đồ thị; 21 bảng; 88 tài liệu tham khảo; và 1 phụ lục. 2CHƢƠNG 1. TÍN HIỆU ĐIỆN CƠ VÀ ỨNG DỤNGTRONG LÂM SÀNG1.1. Tín hiệu điện cơ và đặc điểm bệnh lý Trong cơ thể người, cơ vân với các xương và gân chịu tráchnhiệm về mọi hình thái vận động có ý thức. Đơn vị vận động(Motor Unit - MU) bao gồm một tế bào thần kinh α và tất cảnhững sợi cơ do chính tế bào kinh vận động α đó chi phối, làthành phần cơ bản của hệ thống thần kinh vận động phân chiatheo chức năng chỉ huy hệ cơ và tạo ra vận động. Khi nhận được tín hiệu kích thích co cơ, từ tế bào thần kinhα, các sợi cơ của mỗi MU sẽ co gần như đồng thời, tạo ra mộtđiện thế hoạt động (Motor Unit Active Potential – MUAP) lantruyền trong tổ chức cơ đó. Các MUAP có thể được thu lại bởithiết bị đo tín hiệu EMG. Trong xét nghiệm điện cơ đồ thườngquy, tín hiệu EMG kim (intramuscular EMG – iEMG) được đobằng điện cực kim đồng tâm để xem xét tình trạng cấu trúc vàmức độ hoạt động của tổ chức cơ [2], [9]. ...