Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43469
Назва: | Метод та програмний засіб вейвлет обробки ФКГ сигналів для виявлення стенозу аортального клапана серця |
Інші назви: | The Method, Algorithm and Software Tool of FCG Signals Wavelet Processing for Detection of the Heart Aortic Valve Stenosis |
Автори: | Дудар Тарас Андрійович, Тарас Андрійович Dudar, Taras |
Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
Бібліографічний опис: | Дудар Т. А. Метод та програмний засіб вейвлет обробки ФКГ сигналів для виявлення стенозу аортального клапана серця : кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „163 — біомедична інженерія“ / Т.А. Дудар. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 78 с. |
Дата публікації: | 26-гру-2023 |
Дата подання: | 4-гру-2023 |
Дата внесення: | 11-січ-2024 |
Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
Країна (код): | UA |
Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, кафедра біотехнічних систем |
Науковий керівник: | Хвостівський, Микола Орестович Khvostivskyi, Mykola |
Члени комітету: | Дунець, Василь Любомирович |
УДК: | 611.12 004.42 519.6 |
Теми: | 163 біомедична інженерія метод алгоритм програмний засіб GUIDE MATLAB вейвлет обробка ФКГ сигнали аортального клапана серця method algorithm software FCG signals wavelet processing heart aortic valve stenosis |
Діапазон сторінок: | 78 |
Короткий огляд (реферат): | В роботі був розроблений метод, алгоритм та програмний засіб вейвлет обробки
ФКГ сигналів при виявлення патології клапана серця, зокрема стенозу аортального.
В ядро розробки методу та алгоритму обробки ФКГ сигналів закладено вейвлетобробку з базисом Гауса, яке забезпечує процес дослідження закону зміни параметрів
сигналу в часі при врахуванні часової різномасштабності через діагностичні
показники у вигляді вейвлет спектрів. Такі показники дають змогу виявити прояв
стенозу аортального клапана серця.
Розроблено програмний засіб вейвлет обробки ФКГ сигналів в середовищі
Matlab у складі комп’ютеризованих фонокардіографів для виявлення стенозу
аортального клапана серця. Встановлено, що розроблений програмний засіб у складі
комп’ютеризованих фонокардіографів уможливлює процес автоматизованої обробки
сигналів ФКГ при виявленні аортального стенозу. In the work, a method, algorithm and software tool for wavelet processing of FCG signals for detection of stenosis of the aortic valve of the heart were developed. Wavelet transformation with a Gaussian basis function was integrated into the core of the method and algorithm for processing FCG signals. It is proposed to use the averaged values of wavelet spectra, which provide the process of studying time fluctuations in the time structure of FCG signals at different values of the time scale, as diagnostic information regarding the signs of stenosis of the aortic valve of the heart. Such a study is important in the operative detection of various genesis of pathologies in the state of the heart valve. The GUIDE MATLAB shell implements a software tool for processing FCG signals with a graphic shell for computer FCG systems based on the processing algorithm, which is built on the Wavelet processing method with the Gaussian basis function. |
Зміст: | ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ НАПРЯМУ ДОСЛІДЖЕННЯ 10 1.1. Стеноз аортального клапана серця 10 1.2. Методи діагностики стенозу аортального клапана серця 12 1.2.1. Опитування та огляд 12 1.2.2. Аускультація 12 1.2.3. Електрокардіографія 13 1.2.4. Ехокардіографія 14 1.2.5. Фонокардіографія 16 1.3. Існуючі математичні моделі ФКГ-сигналів як фундаментальні ядра методів їх обробки 18 1.4. Відомі методи обробки ФКГ-сигналів 19 1.4.1. Спектральний метод 19 1.4.2. Синфазний метод 19 1.4.3. Фільтровий метод 22 1.5 Висновки до розділу 1 21 РОЗДІЛ 2. МЕТОД, АЛГОРИТМ ВЕЙВЛЕТ ОБРОБКИ ФКГ-СИГНАЛІВ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ СТЕНОЗУ АОРТАЛЬНОГО КЛАПАНА СЕРЦЯ 24 2.1. Реєстрація ФКГ-сигналів 24 2.2. Параметри ФКГ-сигналу 28 2.3. Метод вейвлет обробки ФКГ-сигналу при стенозі аортального клапана серця 32 2.4. Алгоритм вейвлет обробки ФКГ-сигналу при стенозі аортального клапана серця 36 2.5. Висновки до розділу 3 38 РОЗДІЛ 3. ПРОГРАМНИЙ ЗАСІБ ОБРОБКИ ФКГ-СИГНАЛІВ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ СТЕНОЗУ АОРТАЛЬНОГО КЛАПАНА СЕРЦЯ 39 3.1. Блок-схема програмного забезпечення вейвлет обробки ФКГ-сигналу 39 3.2. Реалізація програмного засобу вейвлет обробки ФКГ-сигналу 40 3.3. Результати виявлення стенозe аортального 44 3.4. Програмний засіб вейвлет обробки ФКГ-сигналу з графічною оболонкою 47 3.5. Висновки до розділу 4 50 РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 52 4.1 Охорона праці 52 4.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 54 4.3 Висновки до розділу 4 56 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 57 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 58 ДОДАТКИ 64 ДОДАТОК А. Копія тези 65 ДОДАТОК Б. Сертифікат учасника конференції 72 ДОДАТОК Б. Код програмного засобу вейвлет обробки ФКГ-сигналу 73 |
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43469 |
Власник авторського права: | © Дудар Тарас Андрійович, 2023 |
Перелік літератури: | 1. Baumgartner H, Falk V, Bax JJ, De Bonis M, Hamm C, Holm JP, et al. ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease. Eur Heart J. 2017;38(36): 2739–2791. Available from: doi: 10.1093/eurheartj/ehx391. 2. Dal-Bianco JP, Aikawa E, Bischoff J, et al. Myocardial infarction alters adaptation of the tethered mitral valve. J Am Coll Cardiol. 2016; 67(3): 275–287. doi:10.1016/j.jacc.2015.10.092. 3. Deferm S, Bertrand PB, Verbrugge FH, et al. Atrial functional mitral regurgitation: JACC review topic of the week. J Am Coll Cardiol. 2019;73(19):2465–2476. doi:10.1016/j.jacc.2019.02.061. 4. Deferm S, Bertrand PB, Verhaert D, et al. Mitral annular dynamics in AF versus sinus rhythm: Novel insights into the mechanism of AFMR. JACC Cardiovasc Imaging. 2021;S1936–878X(21)00440-X. doi:10.1016/j. jcmg.2021.05.019. 5. Donal, E; Panis, V (October 2021). "Interaction between mitral valve apparatus and left ventricle. Functional mitral regurgitation: A brief state-of-the-art overview". Advances in Clinical and Experimental Medicine. 30 (10): 991–997. doi:10.17219/acem/143324. PMID 34714608. S2CID 240154628. 6. Gertz ZM, Raina A, Saghy L, et al. Evidence of atrial functional mitral regurgitation due to atrial fibrillation: Reversal with arrhythmia control. J Am Coll Cardiol. 2011;58(14):1474–1481. doi:10.1016/j.jacc.2011.06.032 7. Grayburn PA, Sannino A, Packer M. Proportionate and disproportionate functional mitral regurgitation: A new conceptual framework that reconciles the results of the MITRA-FR and COAPT trials. JACC Cardiovasc Imaging. 2019;12(2):353–362. doi:10.1016/j.jcmg.2018.11.006. 8. Eng MH, Wang DD. Transseptal transcatheter mitral valve replacement for post- surgical mitral failures. Intervent Cardiol Rev. 2018;13(2): 77–80. Available from: doi: 10.15420/icr.2017:16:3. 9. Iung B, Baron G, Butchartv EG, Delahaye F, Gohlke-Baerwolf CW, Leavang OW, et al. A prospective survey of patients with valvular heart disease in Europe: The Euro Heart Survey on Valvular Heart Disease. Eur Heart J. 2003;24: 1231– 1243. Available from: doi: 10.1016/50195-668X(03)00201-X. 10. Kang DH, Park SJ, Shin SH, et al. Angiotensin receptor neprilysin inhibitor for functional mitral regurgitation. Circulation. 2019;139(11):1354–1365. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.037077. 11. Levine RA, Hagege AA, Judge DP, et al. Mitral valve disease: Morphology and mechanisms. Nat Rev Cardiol. 2015;12(12):689–710. doi:10.1038/nrcardio.2015.161. 12. Madesis A, Tsakiridis K, Zarogoulidis P, Katsikogiannis N, Machairiotis N, Kougioumtzi I, et al. Review of mitral valve insufficiency: repair or replacement. J Thorac Dis. 2014;6(1): 39–51. Available from: doi: 10.3978/j.issn.2072- 1439.2013.10.20. 13. Melillo E, Ancona F, Buzzatti N, Denti P, Agricola E. A challenging mitral valve anatomy for percutaneous repair with MitraClip: Cleft posterior leaflet. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20(12):1433–1434. doi:10.1093/ehjci/jez175. 14. Marsit O, Clavel MA, Cote-Laroche C, et al. Attenuated mitral leaflet enlargement contributes to functional mitral regurgitation after myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2020;75(4):395–405. doi:10.1016/j.jacc.2019.11.039. 15. Sweeney J, Dutta T, Sharma M, et al. Variations in mitral valve leaflet and scallop anatomy on 3-dimensional transesophageal echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2021;S0894–7317(21)00598-8. doi:10.1016/j.echo.2021.07.010. 16. Stone GW, Lindenfeld J, Abraham WT, et al. Transcatheter mitral-valve repair in patients with heart failure. N Engl J Med. 2018;379(24):2307–2318. doi:10.1056/NEJMoa1806640. 17. Gianelly, R. E., Popp, R. L. and Hultgren, H. N. (1970). Heart sounds in patients with homograft replacement of the mitral valve. Circulation, 42, 309. 18. Lim, Eric; Ali, Ziad A; Barlow, Clifford W; Hosseinpour, A Reza; Wisbey, Christopher; Charman, Susan C; Wells, Francis C; Barlow, John B; (2002) Determinants and assessment of regurgitation after mitral valve repair. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 124 (5). pp. 911-917. ISSN 0022-5223 DOI: https://doi.org/10.1067/mtc.2002.125341. 19. Jun Heum Yon, Song Ook Han, Yun Hee Lim, Kye Min Kim, Youn Suk Lee, Ki Hyuk Hong. (2000). Experience of Phonocardiogram during the Mitral Valve Replacement. Korean Journal of Anesthesiology. 39(2):275-277. DOI: https://doi.org/10.4097/kjae.2000.39.2.275. 20. Debbal S., Bereksi-Reguig F. Spectral analysis of the PCG signals. The Internet Journal of Medical Technology. 2006. Volume 4 Number 1. 21. Aortic Stenosis: Symptoms, Diagnosis & Treatment. URL: https://www.heartvalve-surgery.com/aortic-stenosis-valve-heart-narrowing.php. Режим доступу (11.10.2023) 22. Franchevska H., Khvostivskyi M., Dozorskyi V., Yavorska E., Zastavnyy O. The Method and Algorithm for Detecting the Fetal ECG Signal in the Presence of Interference. Proceedings of the 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023). CEUR Workshop Proceedings. Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2023. P.263-272. ISSN 1613-0073. 23. Palaniza Y., Yavorska E., Shadrina H., Dediv L. (2018) Phonocardiosignal as a periodically correlated stochastic process preprocessing algorithm structure grounding. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 91, no 3, pp. 143-152. 24. H. Osuhivs'ka and I. Kyslak, "Random processes statistic application for cardiosignals characteristics determination," MMET '96. VIth International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. Proceedings, Lviv, Ukraine, 1996, pp. 264-266, doi: 10.1109/MMET.1996.565708. 25. Hvostivska L.V., Osukhivska H.M., Hvostivskyy M.O., Shadrina H.M., Dediv I.Yu. Development of methods and algorithms for a stochastic biomedical signal period calculation in medical computer diagnostic systems. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, (79), pp. 78-84. doi: 10.20535/RADAP.2019.79.78-84 26. Hvostivska L., Oksukhivska H., Hvostivskyy M., Shadrina H. Імітаційне моделювання добового пульсового сигналу для задачі верифікації алгоритмів роботи систем довготривалого моніторингу, Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, (77). 2019. pp 66-73. doi: 10.20535/RADAP.2019.77.66-73. (індексується у Web of Science, DOAJ). 27. Dragan Yaroslav P., Osukhivskaya G.M. Description of sound cardiosignals by periodically correlated random process model. Journal of Automation and Information Sciences. Volume 31, Issue 7-9, 1999, pp. 59-63. doi: 10.1615/JAutomatInfScien.v31.i7- 9.100. ISSN: 10642315. 28. Драган Я.П., Осухівська Г.М. Інваріантність тонального сигналу на підставі його моделі у вигляді періодично корелованого випускного процесу // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. Львівське вид-во Держ. ун-ту “Львівська політехніка”. 1998. Т.1, №337. С. 164-166. 29. Драґан Я. П., Осухівська Г. М., Хвостівський М. О. Обґрунтування математичної моделі електроретинографічного сигналу у вигляді періодично корельованого випадкового процесу. Комп’ютерні технології друкарства. Львів: Українська академія друкарства, 2007. № 18. С. 129–138. 30. Дунець В.Л., Хвостівський М.О., Сверстюк А.С., Хвостівська Л.В. Математичне та алгоритмічно-програмне забезпечення обладнання електрокадіосигналів при фізичному навантаженні у кардіодіагностичних системах: наукова монографія. Львів: Видавництво «Магнолія – 2006», 2022. 136 с 31. Кардіолаб [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://xaimedica.com/ua/equipments.html (дата звернення: 10.09.2023). Назва з екрану. 32. Паляниця Ю. Б. Сучасні підходи до роботи фонокардіосигналу та математична модель його у перегляді періодично корелованого випадкового процесу // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки, 2016. Вип. 2(235). С. 90–93. 33. Осухівська Г. М. Математична модель тонового сигналу для діагностики стану клапанів серця людини: автореф. дис. на здобуття наук, ступінь канд. техн. наук: 01.05.02 / Г.М. Осухівська. Тернопіль, 1999. 20 с. 34. Осухівська Г. М. Математична модель породження тонового сигналу у вигляді релаксаційного мультипульсатора. Матеріали 6-ої наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. Тернопіль: ТДТУ. 2002. С.9. 35. Chacon M., Curilem G., Acuña G., Defilippi C., Madrid A.M. and Jara S.. Detection of patients with functional dyspepsia using wavelet. Transform applied to their electrogastrogram. Braz J Med Biol Res, December 2009, Volume 42(12) 1203-1209. DOI: 10.1590/s0100-879x2009001200014. 36. Хвостівcька Л.В., Казьмірів В.В., Ремез А.В. Вейвлет обробка радіосигналів для задачі їх виявлення на фоні завад. ⅩⅠ Міжнародна науковопрактична конференція молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 7-8 грудня 2022 року. Т. : ТНТУ, 2022. С. 119–120. 37. Жидецький В. Ц. Основи охорони праці: підруч. / В. Ц. Жидецький ; Мво освіти і науки України. Наук.-метод. центр вищої освіти. Укр. акад. друкарства ; рец.: Г. Г. Гогіташвілі, І. І. Даценко, Б. С. Штангрет. — 3-тє вид., перероб. і доп. — Львів : Укр. акад. друкарства, 2006. — 336 с. — Бібліогр.: с. 329–330. — ISBN 966- 8013-11-5. 38. Безпека життєдіяльності та цивільний захист [Електронний ресурс]: підручник для студ. спеціальностей з природничих, соціально-гуманітарних наук та інженерно-комунікаційних технологій / О. Г. Левченко, О. В. Землянська, Н. А. Праховнік, В. В. Зацарний; КПІ ім. Ігоря Сікорського. Електронні текстові данні (1 файл: 10,2 Мбайт). Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. 267 с. 39. Про затвердження Технічного регламенту щодо медичних виробів [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/753-2013- %D0%BF#Text (дата звернення: 10.10.2023). Назва з екрану 40. Кодекс цивільного захисту України [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakononline.com.ua/documents/show/338492___759377 (дата звернення: 10.10.2023). Назва з екрану. 41. Методичні рекомендації до виконання, оформлення та захисту кваліфікаційних робіт для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти за спеціальністю 163 «Біомедична інженерія» галузі знань 16 «Хімічна інженерія та біоінженерія» / уклад.: Хвостівський М.О., Яворська Є.Б. Тернопіль: ТНТУ, 2023. 57 с. 42. Dudar T., Khvostivskyi M., Uniyat S. Algorithmical and Software Processing of PCG-signals for Diagnosing Stenosis of the Aortic Valve of the Heart. The 11th International scientific and practical conference “Integration of science as a mechanism of effective development” (November 28 - December 01, 2023) Helsinki, Finland. International Science Group. 2023. p.384-388. ISBN 979-8-89238-623-4. DOI: 10.46299/ISG.2023.2.11. |
Тип вмісту: | Master Thesis |
Розташовується у зібраннях: | 163 — біомедична інженерія |
Файли цього матеріалу:
Файл | Опис | Розмір | Формат | |
---|---|---|---|---|
Dyplom_Dudar_T_A_RBm-61.pdf | 10,02 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити | |
Авторська довідка (Дудар Т_А).doc | 45 kB | Microsoft Word | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора