1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 163 — біомедична інженерія
Defnyddiwch y dynodwr hwn i ddyfynnu neu i gysylltu â'r eitem hon: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/46892
Títol: Комп'ютерна система вейвлет-виявлення ЕКГсигналів плоду на тлі завад
Altres títols: A computer system for wavelet detection of fetal ECG signals against the background of interference
Autor: Білінчук, Максим Петрович
Bilinchuk, Maksym
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Bibliographic description (Ukraine): Білінчук М. П. Комп'ютерна система вейвлет-виявлення ЕКГсигналів плоду на тлі завад : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спеціальність 163 - біомедична інженерія / науковий керівник М. О. Хвостівський. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2024. 81 с.
Data de publicació: 23-de -2024
Submitted date: 16-de -2024
Date of entry: 26-de -2024
Editorial: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, кафедра біотехнічних систем
Supervisor: Хвостівський, Микола Орестович
Committee members: Дедів, Ірина Юріївна
UDC: 612.17
618.2
004.67
004.42
519.6
Paraules clau: 163
біомедична інженерія
ЕКГ-сигнал плоду
завади
метод вейвлет-виявлення
базис Морле
алгоритмічне забезпечення
програмне забезпечення
комп'ютерна система
MATLAB
GUIDE
fetal ECG signal
interferences
wavelet detection method
Morlet basis
algorithmic support
program support
computer system
Number of pages: 81
Resum: В роботі реалізовано комп’ютерну систему для вейвлет-виявлення ЕКГсигналів плоду на тлі завад. Розроблено структуру математичної моделі ЕКГ-сигналів плоду у вигляді мультиадитивної суміші корисного сигналу та завад, яка враховує структурнофлуктуаційні процеси досліджуваних сигнал, що є важливим для вирішення задачі виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад. Розроблено метод та відповідне алгоритмічне забезпечення вейвлет-обробки ЕКГ-сигналів плоду в базисі Морле для обчислення 3D та 2D (усереднені 3D) вейвлеткомпонент як показників виявлення досліджуваного сигналу на тлі завад різної потужності. Використовуючи середовище Matlab та його її модуль GUIDE розроблено комп’ютерну систему для вейвлет-виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад. Досліджено роботу комп’ютерної системи вейвлет-виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад різної потужності та встановлена коректність та істинність щодо відображення факту локалізаційної присутності/відсутності сигналу плоду за 3D та 2D вейвлет-компонентами з урахуванням фактору різномасштабності спостереження.
The work implements a computer system for wavelet detection of fetal ECG signals against interference. The structure of a mathematical model of fetal ECG signals in the form of a multiadditive mixture of a useful signal and interference is developed, which takes into account the structural and fluctuation processes of the studied signals, which is important for solving the problem of detecting fetal ECG signals against interference. A method and corresponding algorithmic support for wavelet processing of fetal ECG signals in the Morlet basis are developed for calculating 3D and 2D (averaged 3D) wavelet components as indicators of detecting the studied signal against interference of different power. Using the Matlab environment and its GUIDE module, a computer system for wavelet detection of fetal ECG signals against interference has been developed. The operation of a computer system for wavelet detection of fetal ECG signals against the background of interference of different power was investigated, and the correctness and veracity of the display of the fact of the localization presence/absence of the fetal signal by 3D and 2D wavelet components was established, taking into account the factor of different scales of observation.
Content: ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Фундаментальні медичні основи дослідження функціонального стану серця плоду 10 1.2 Методи виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад 12 1.2.1. Адаптаційний метод 12 1.2.2. Незалежний компонентний метод 14 1.2.3. Метод сліпого виділення 17 1.3. Висновки до розділу 1 20 РОЗДІЛ 2. МЕТОД ТА АЛГОРИТМІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВЕЙВЛЕТВИЯВЛЕННЯ ЕКГ-СИГНАЛІВ ПЛОДУ НА ТЛІ ЗАВАД 21 2.1. Модель ЕКГ-сигналів плоду 21 2.2. Метод виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад 25 2.2.1. Вейвлет-обробка ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад 25 2.2.2. Базис вейвлет-виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад 31 2.3. Алгоритмічне забезпечення виявлення ЕКГ-сигналів плоду на тлі завад 33 2.4. Висновки до розділу 2 35 РОЗДІЛ 3. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВЕЙВЛЕТ-ВИЯВЛЕННЯ ЕКГСИГНАЛІВ ПЛОДУ НА ТЛІ ЗАВАД 36 3.1. Код програмного забезпечення виявлення ЕКГ-сигналів плоду 36 3.2. Комп’ютерний засіб виявлення ЕКГ-сигналу плоду 47 3.3. Висновки до розділу 3 51 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 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 58 ДОДАТКИ 63 ДОДАТОК А. Теза конференції (копія) 64 ДОДАТОК Б. Сертифікат учасника конференції 72 ДОДАТОК В. Код програмного забезпечення виявлення ЕКГ-сигналу плоду у завадах 73 ДОДАТОК Г. Код комп’ютерної системи виявлення ЕКГ-сигналу плоду у завадах 76
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/46892
Copyright owner: © Білінчук Максим Петрович, 2024
References (Ukraine): 1. Андрус С.І. Методи та засоби виявлення електрокардіосигналу плоду в утробі матері у суміші із завадами: автореферат дипломної роботи магістра за спеціальністю „163 - біомедична інженерія“/ С.І. Андрус. Тернопіль: ТНТУ, 2018. 7 с.
2. Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин ДСанПІН 3.3.2.007-98. URL: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0007282-98 (дата звернення: 22.10.2024).
3. Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин ДСанПіН 3.3.2.007-98. URL: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0007282-98 (дата звернення: 22.10.2024).
4. Кметь О. О. Метод виявлення електрокардіосигналу плоду в утробі матері у суміші із завадами. Матеріали ⅩⅩ наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя, 17-18 травня 2017 року. Т.: ТНТУ, 2017. С. 128–129. (Імовірнісні моделі біофізичних сигналів і полів та обчислювальні методи і засоби їх ідентифікації, приладобудування)
5. Лахно І.В., Печенін О.В., Шульгін В.І. Можливості неінвазивного вивчення електрокардіограми плода. Вісник Харківського національного університету. Збірник наукових праць. 2006. Випуск 12.
6. Математичне та комп’ютерне моделювання електрокардіосиґналів у системах голтерівського моніторинґу / Л.Є. Дедів, А.С. Сверстюк, І.Ю. Дедів, М.О. Хвостівський, В.Г. Дозорський, Є.Б. Яворська. – Львів: Видавництво «Магнолія - 2006», 2021. 120 с.
7. 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.
8. Мніх Л. В. Кардіотокографія плода при патології фетоплацентарного комплексу в антенатальному періоді: Автореф. дис... канд. мед. наук: 14.01.01 / Одеський держ. медичний ун-т. О., 2001. 19с.
9. Насєдкін К.В., Токарєв А.В., Шульгін В.І. Телемедичний монітор з функцією спостереження за серцевою діяльністю плода \ Український журнал телемедицини та медичної телематики. 2008. №3.
10. Пролигіна О.В. Сучасний стан здоровя жінок дітородного віку та основні причини перинатальної і неонатальної захворюваності і смертності (огляд літератури) // Biomedical and Biosocial Anthropology. 2009. №13. С.268-273.
11. Про затвердження Вимог щодо безпеки та захисту здоров'я працівників під час роботи з екранними пристроями НПАОП 0.00-7.15-18. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/main/z0508-18 (дата звернення: 22.10.2024).
12. Про затвердження Технічного регламенту щодо медичних виробів. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/753-2013-%D0%BF#n676 (дата звернення: 22.10.2024).
13. Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку ДСН 3.3.6.037-99. URL: http://arm.te.ua/docs/DSN-3.3.6.037-99.pdf (дата звернення: 22.10.2024).
14. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень ДСН 3.3.6.042-99. URL: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/va042282-99 (дата звернення: 22.10.2024).
15. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної бо та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С.Стручок. Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. 156 с.
16. Хвостівський М.О., Яворська Є.Б. Метод виявлення електрокардіосигналу плоду в утробі матері у суміші із завадами. Вісник Хмельницького національного технологічного університету. Хмельницький: ХНУ, 2011. № 3. -C.179-184.
17. Хвостівська Л.В. Математична модель електрокардіосигналу плоду в утробі матері / Л.В. Хвостівська, М.О. Хвостівський // Матеріали всеукраїнської 60 науково-технічної конференції «Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки і приладобудування» Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. – Тернопіль: ТНТУ, 2013. С. 99-102.
18. Хвостівський М.О. Математична модель макромеханізму формування електроретиносигналу для підвищення достовірності офтальмодіагностичних систем. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук: 01.05.02 – Математичне моделювання та обчислювальні методи / М.О. Хвостівський. Тернопіль, 2010. 20 с.
19. Цимбаліста З. С. Аналіз відомих методів детектування електрокардіосиналів плоду на фоні матері / Цимбаліста З. С. // Матеріали Ⅱ Міжнародної студентської науково-технічної конференції „Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання“, 25-26 квітня 2019. Т.: ТНТУ, 2019. С. 174. (Біомедична інженерія).
20. Anastasiadis P., Anninos P., Adamopoulos A., Sivridis E. The hemodynamics of the umbilical artery in normal and pre_eclamptic pregnancies. A new application of SQUID biomagnetometry // J. Perinat. Med. 1997. V. 25. № 1. P. 35–42.
21. Azzerboni B, Foresta F., Mammone N., Morabito F.C. A New Approach Based On Wavelet-ICA Algorithms For Fetal Electrocardiogram Extraction // Proc. ESANN'2005, Bruges (Belgium), 193-198 pp.
22. Baffa O., Wakai R.T., Sousa P.L., Verzola R.M. Fetal heart rate monitoring by magnetocardiograms // Braz. J. Med. Biol. Res. 1995. V. 28. №11–12. P. 1333–1337.
23. Cichocki A., Amari Sh. Adaptive blind signal and image processing. John willey & sons, LTD., 2002. - 585 p.
24. Comon P. Independent Component Analysis, A new concept? // Signal Processing. 1994. V. 36, No 3. P. 287-314.
25. Gardosi J. Monitoring technology and the clinical perspective // Baillieres Best Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 1996. V. 10. № 2. P. 325–340.
26. N. Ramanujam, G. Vishnoi, A. H. Hielscher, M. E. Rode, I. Forouzan, and B. Chance. Photon migration through the fetal head in utero using continuous wave, near infrared spectroscopy: clinical and experimental model studies. Journal of Biomedical Optics, pp. 163-172, 2000.
27. Hammacher K. In O. Kaser, V. Friedberg, K. Oberk (eds.), Gynakologie and Gerburtshilfe BD II. Stuttgard: Georg Thieme Verlag, 1967.
28. Herbert WN, Bruninghaus HM, Barefoot AB, Bright TG. Clinical aspects of fetal heart auscultation. Obstet Gynecol. 1987 Apr;69(4):574-7.
29. Hon E.H. Instrumentation of fetal heart rate and electrocardiography: II. A vaginal electrode. Am. J. Obstet. Gynecol. 86:772, 1963.
30. Vrins F., Lee J.A., Verleysen M., et al. Improving independent component analysis performances by variable selection. NNSP'2003 proceedings, Toulouse (France), 2003. - 359-368 pp.
31. Lathauwer L.De, Moor B.De, Vandewalle J. Fetal Electrocardiogram Extraction by Blind Source Subspace Separation. IEEE transactions on biomedical engineering, V. 47, No. 5, 2000. 567-572 pp.
32. Lathauwer L.De, Moor B.De, Vandewalle J. SVD-Based Methodologies for Fetal Electrocardiogram Extraction. Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2000 Vol 6. 2000 IEEE International Conference, 2000. - 3771-3774 pp.
33. Zarzoso V., Nandi A.K. Noninvasive Fetal Electrocardiogram Extraction: Blind Separation Versus Adaptive Noise Cancellation. Biomedical Engineering, IEEE Transactions, vol. 48, no. 1, 2001. 12-18 pp.
34. Vigneron V., Paraschiv-Ionescu A., Azancot A., et al. Fetal electrocardiogram extraction based on non-stationary ICA and wavelet denoising. Proceedings. Seventh International Symposium on. ISSPA. vol.2, 2003. - 69-72 pp
35. Kotas M. Projective filtering of time-aligned beats for foetal ECG extraction. Bulletin of the polish academy of sciences. technical sciences. V. 55, No. 4, 2007. - 331- 339 pp.
36. Mohd M.A., Alauddin E. Zahedi K. B. Gan M.A.J. Muhd. Yassin and S. Ahmad, “Fetal Heart Rate Detection Using A Non-Invasive Optical Technique,” Patent pending, 2009.
37. Khvostivska L., Khvostivskyi M., Dediv I. Mathematical, algorithmic and software support for signals wavelet detection in electronic communications. Proceedings of the 2nd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2024). CEUR Workshop Proceedings. Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2024. Vol. 3742. P.223-234. ISSN 1613-0073.
38. I.V. Yavorskyi, S.V. Uniyat, R.A. Tkachuk, M.O. Khvostivskyi. Algorithmic support of wavelet processing of pulse signals in the morlet basis. Mathematics and Mathematical Simulation in a Modern Technical University. II INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE for Students and Young Scientists. April 30, 2024. Lutsk, Ukraine. P.51-53. ISBN 978-966-377-250-9.
39. Halyna Franchevska, Mykola Khvostivskyi, Vasyl Dozorskyi, Evheniya Yavorska, Oleg Zastavnyy. 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.
40. Khvostivskyi M., Bilinchuk M. Method and algorithm for wavelet detection of fetal ECG signal against interferences in the Morlet basis. Collection of Scientific Papers with the Proceedings of the 2nd International Scientific and Practical Conference «Modern Perspectives on Global Scientific Solutions» (December 2-4, 2024. Bergen, Norway). European Open Science Space, 2024. P.262-265.
41. Widrow B., Glover Jr.J.R., McCool J.M. et al. Adaptive Noise Cancelling: Principles and Applications" // Proceedings of the IEEE. 1975. V. 63, No. 12. P. 1692-1716.
Content type: Master Thesis
Apareix a les col·leccions:163 — біомедична інженерія

Arxius per aquest ítem:
Arxiu Descripció MidaFormat 
Bilinchyk_M_P_RBm-61 (1).pdf5,52 MBAdobe PDFVeure/Obrir
Mostrar el registre complet Dublin Core de l'ítem


Els ítems de DSpace es troben protegits per copyright, amb tots els drets reservats, sempre i quan no s’indiqui el contrari.

Offer Gweinyddol