Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nâng cao chất lượng nhận dạng tín hiệu điện tim dựa trên giải pháp loại bỏ ảnh hưởng từ nhịp thở của người bệnh

Mục đích của luận án là tìm hiểu các ảnh hưởng của nhịp thở gây ra trong tín hiệu ECG từ đó đề xuất một giải pháp phù hợp loại ảnh hưởng của nhịp thở trong tín hiệu ECG; trong trường hợp đo được tín hiệu nhịp thở đồng thời với tín hiệu ECG, luận án đề xuất sử dụng thêm các đặc tính từ thông tin nhịp thở để cải thiện chất lượng nhận dạng tín hiệu ECG.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nâng cao chất lượng nhận dạng tín hiệu điện tim dựa trên giải pháp loại bỏ ảnh hưởng từ nhịp thở của người bệnh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC THẢONÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NHẬN DẠNG TÍN HIỆU ĐIỆN TIMDỰA TRÊN GIẢI PHÁP LOẠI BỎ ẢNH HƯỞNG TỪ NHỊP THỞ CỦA NGƯỜI BỆNHChuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóaMã số : 62520216 TÓM TÁT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội - 2016 1 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH. Trần Hoài Linh Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Đức Thuận Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Linh Trung Phản biện 3: TS. Phạm Văn ThuậnLuận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấptrường 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 Đại học Bách khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam -1- MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Tín hiệu nhịp thở và điện tim (ECG - ElectroCardioGraph) là hai tín hiệu ysinh cơ bản và quan trọng được sử dụng để xác định tình trạng sức khỏe củamột người [72]. Tín hiệu ECG là nguồn thông tin quý giá để xác định cácbệnh lý về tim mạch [98]. Phương pháp thu thập tín hiệu ECG vẫn được thựchiện bằng cách đo sự chênh lệch điện áp của cặp điện cực gắn trên ngườibệnh. Vì vậy khi ta hít thở làm thay đổi thể tích của lồng ngực dẫn đến thayđổi trở kháng tiếp xúc giữa điện cực – bề mặt cơ thể của người bệnh và véctơtrục điện tim dẫn đến làm ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu ECG đưa vềmạch thu thập [21,27,29,31,38,40,49,56,70,94]. Đã có nhiều nghiên cứu đềxuất giải pháp loại bỏ ảnh hưởng nhịp thở trong tín hiệu ECG[10,17,21,49,61,76,94,96] nhưng còn làm ảnh hưởng lớn đến hình dạng vàđặc tính tín hiệu ECG. Vì vậy, việc đề xuất một giải pháp loại bỏ ảnh hưởngcủa nhịp thở trong tín hiệu ECG phù hợp làm ảnh hưởng nhỏ đến đặc tính tínhiệu ECG để nâng cao chất lượng nhận dạng tín hiệu ECG hỗ trợ cho các bácsĩ trong công tác chẩn đoán, xác định bệnh, điều trị và theo dõi diễn biến củabệnh là rất cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận án là tìm hiểu các ảnh hưởng của nhịp thở gây ra trongtín hiệu ECG từ đó đề xuất một giải pháp phù hợp loại ảnh hưởng của nhịpthở trong tín hiệu ECG. Trong trường hợp đo được tín hiệu nhịp thở đồngthời với tín hiệu ECG luận án đề xuất sử dụng thêm các đặc tính từ thông tinnhịp thở để cải thiện chất lượng nhận dạng tín hiệu ECG. Tín hiệu ECG sau khi đã được loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở hoặc sửdụng thêm các thông tin từ nhịp thở sẽ được đưa vào một số mô hình nhậndạng để kiểm chứng kết quả so với trước khi loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thởhoặc không sử dụng thông tin từ nhịp thở. Luận án sẽ thử nghiệm nhận dạngvới 4 kịch bản sau để so sánh:  Kịch bản 1 (là kịch bản cơ sở để so sánh): Nhận dạng tín hiệu ECG trước khi loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở  Kịch bản 2: Nhận dạng tín hiệu ECG sau khi loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở  Kịch bản 3: Nhận dạng tín hiệu ECG trước khi loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở nhưng có sử dụng thêm các đặc tính từ các thông tin của nhịp thở -2-  Kịch bản 4: Nhận dạng tín hiệu ECG sau khi loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở và có sử dụng thêm các đặc tính từ các thông tin của nhịp thở 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án gồm:  Giải phẫu sinh lý học của hệ tim mạch - hô hấp và sự ảnh hưởng của nhịp thở gây ra trong tín hiệu ECG,  Các giải pháp được sử dụng để loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở trong tín hiệu ECG,  Khả năng bổ sung các đặc tính từ nhịp thở để hỗ trợ nhận dạng tín hiệu ECG, Với các đối tượng nghiên cứu đã đề xuất ở trên, luận án sẽ được thực hiệnvới phạm vi nghiên cứu như sau:  Tìm hiểu và lựa chọn một số dạng ảnh hưởng của nhịp thở tới tín hiệu ECG để tìm các giải pháp khắc phục các ảnh hưởng này,  Khảo sát và lựa chọn họ wavelet với bậc phù hợp để loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở gây ra trong tín hiệu ECG;  Khảo sát và lựa chọn một số đặc tính từ nhịp thở tức thời để bổ sung cho véc-tơ đặc tính dùng trong nhận dạng tín hiệu ECG.  Tìm hiểu và sử dụng một mô hình nhận dạng chung và các cơ sở dữ liệu mẫu để so sánh và kiểm chứng chất lượng khi áp dụng các giải pháp đề xuất trên,  Tìm hiểu và phát triển các giải pháp xử lý tín hiệu trong luận án trên mạch phần cứng (để hướng tới tích hợp giải pháp trên thiết bị nhỏ gọn). 4. Phương pháp nghiên cứu  Phối hợp lý thuyết với các mô hình thử nghiệm theo chu trình kín (đề xuất lý thuyết  triển khai các thử nghiệm để kiểm nghiệm  hiệu chỉnh lại mô hình lý thuyết ...)  Các mô hình được phát triển theo hướng khối hóa, phân tích hệ thống theo chu trình từ tổng thể đến chi tiết.  Các giải pháp sẽ được đánh giá bằng thực nghiệm, trên cơ sở tính toán độ tin cậy và độ cải thiện của các mô hình nhận dạng khi sử dụng các giải pháp đề xuất của luận án so với không sử dụng đề xuất của luận án. Giải pháp được lựa chọn là giải pháp có độ chính xác cao nhất. -3- 5. Tiêu chí chọn dữ liệu và phương pháp đánh giá kết quả  Để đánh giá chất lượng của các giải pháp, luận án sẽ sử dụng các bộ số liệu mẫu chuẩn từ 2 cơ sở dữ liệu MIT-BIH và cơ sở dữ liệu MGH/MF được công bố tại địa chỉ www.physionet.org.  Đối với mỗi mô hình nhận dạng, nghiên cứu sinh sẽ tạo một bộ mẫu đa dạng gồm nhiều loại bệnh với số lượng phân bố tương đối đều từ nhiều người bệnh khác nhau.  Chất lượng của các giải pháp được đánh giá trên cơ sở so sánh trực tiếp về ...