عنوان پایان‌نامه
پردازش و استخراج ویژگی از سیگنالهای قلبی جنین (FECG ) ثبت شده توسط الکترودهای شکمی مادر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2872;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72486
- تاریخ دفاع
- ۱۹ مرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- عاطفه کریمی رحمتی
- استاد راهنما
- سیدکمال الدین ستاره دان
- چکیده
- بررسی عملکرد قلب جنین، یکی از شیوه های پایش وضعیت سلامت جنین در دوران بارداری است. از آنجایی که انواع نارسایی های قلبی، از شایع ترین علل مرگ و میر نوزادان است، تشخیص زودهنگام آن می تواند امید به زنده ماندن جنین را بیشتر کند. علاوه بر ناهنجاری های قلبی، شرایطی وجود دارد که ممکن است جنین تحت فشار قرار گرفته و دچار کمبود اکسیژن شود. این حالت، جنین را در معرض خطر نقص سیستم عصبی مغز و حتی مرگ قرار می دهد و تغییراتی را در مورفولوژی سیگنال ECG ایجاد می کند. بررسی وضعیت نرخ ضربان از روی سیگنال قلبی، کمک شایانی در تشخیص لزوم مراقبت های بارداری و انجام سزارین می کند. الکتروکاردیوگرافی جنین، یک رشته¬ی در حال توسعه است که اطلاعات دقیق و ارزشمندی در مورد وضعیت سلامت جنین در اختیار می گذارد. به رغم پیشرفت هایی که در پردازش سیگنال ECG شده است، همچنان آنالیز و تحلیل الکتروکاردیوگرام غیرتهاجمی جنین، به عنوان یک چالش در عرصه ی پردازش سیگنال مطرح است. در این پژوهش، الگوریتمی مبتنی بر روش های تفکیک کور منابع، برای حذف ECG مادر از سیگنال ثبت شده از سطح بدن مادر و استخراج سیگنال قلبی جنین ارائه شده است. در این الگوریتم، کیفیت سیگنال استخراج-شده با روشی جدید مورد تحلیل قرار می گیرد و نهایتاً یک سیگنال، به عنوان بهترین ECG جنین انتخاب شده و ویژگی های کلینیکی نرخ ضربان و فواصل RR از روی آن تعیین می شود. دادگان این پژوهش، برگرفته از وبگاه فیزیونت است. مجموعه ی داده ها، شامل 75 ثبت چهار کانالی با مدت زمان یک دقیقه برای داده ی آموزش و 100 ثبت مشابه برای داده ی تست می باشد. خطای نرخ ضربان به دست آمده برای داده ی تست، 2bpm 884/86 و برای خطای فواصل RR، 177/9 میلی ثانیه است. میزان PPV موقعیت کمپلکس های سیگنال جنین در داده ی آموزش %95 است که نشان دهنده ی کارآمدی الگوریتم است. واژگان کلیدی: الکتروکاردیوگرافی جنین، نرخ ضربان جنین، آنالیز مؤلفه های اصلی، آنالیز مؤلفه های مستقل، انتخاب باکیفیت ترین ECG جنین.
- Abstract
- One way of examination of the fetal health is to study his/her cardiac function during pregnancy. The heart defects are among the most common causes of infant mortality. By early diagnosis of fetal heart problems, more survival chance is given to the infant. In adition to the cardiac abnormalities, there are some complications which the fetus is in distress and hypoxia conditions. In these cases, the fetus may be exposed to serious neural system defects and even death and also some changes will occure in the morphology of the fetal ECG. Monitoring of the fetal heart rate will help to identify the type of prenatal care and diagnose the necessity of the cesarean delivery. Fetal electrocardiography is a developing field that provides valuable information about the fetal health. In spite of the developments in the ECG processing techniques, the non-invasive fetal ECG analysis is still a challenge in signal processing field. In this thesis, an algorithm based on source separation techniques is proposed to remove the maternal ECG from the abdominal signal and extract the fetal ECG. A new method is suggested to validate the quality of the extracted fetal ECGs and finally the best candidate fetal ECG is selected to extract the morphological ECG features like fetal heart rate and RR intervals for clinical examinations. A heart rate error of 86.884 bpm2 and an error of 9.177 ms RMS for fetal RR intervals estimation is obtained for the test data. The positive predictive value of 95% for the detection of the fetal QRS positions in training data reveals the efficiency of the algorithm. Keywords: Fetal electrocardiography (FECG), Fetal heart rate (FHR), abdominal electrocardiography, Principal component analysis (PCA), Independent component analysis (ICA), best quality FECG.
