Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/50698
| Title: | การตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ |
| Other Titles: | Microcontroller based atrial fibrillation detection using heart rate variability |
| Authors: | ปิยธิดา ขอยันกลาง |
| Advisors: | อาภรณ์ ธีรมงคลรัศมี |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | [email protected],[email protected] |
| Subjects: | เอเตรียลฟิบริลเลชัน อัตราการเต้นของหัวใจ หัวใจ -- โรค Atrial fibrillation Heart beat Heart -- Diseases |
| Issue Date: | 2558 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | ภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้ว เป็นภาวะที่มักพบในผู้สูงอายุ และต้องได้รับการรักษาและควบคุมอาการอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากภาวะดังกล่าวนำไปสู่ความเสี่ยงต่อโรคอื่นๆที่ร้ายแรง วิทยานิพนธ์นี้ ได้นำเสนอการพัฒนาการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วโดยใช้ความแปรปรวนของอัตราการเต้นหัวใจในเวลาจริง ระบบของการตรวจจับประกอบด้วย 3 ส่วน ได้แก่ วงจรวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจ ส่วนประมวลผลด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ และส่วนประมวลผลการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้ว โดยวงจรวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจจะรับสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจและทำหน้าที่ปรับปรุงสัญญาณแบบแอนะล็อกให้เหมาะสม วงจรวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจมีอัตราการขยายรวมเท่ากับ 1000 เท่า มีแถบความถี่อยู่ในช่วง 0.05 ถึง 50 เฮิรตซ์ ในขั้นถัดมา คลื่นไฟฟ้าหัวใจจะถูกประมวลผลด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยสัญญาณจะถูกแปลงจากแอนะล็อกเป็นดิจิทัลด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่างเท่ากับ 200 เฮิรตซ์ ความละเอียดเท่ากับ 12 บิต ต่อมาสัญญาณจะถูกประมวลผลเพื่อตรวจจับตำแหน่ง QRS complex ในเวลาจริง ด้วยวิธีการนับจำนวนตำแหน่งที่มีแรงดันตัดผ่านตำแหน่งศูนย์ ขั้นตอนวิธีการสำหรับตรวจจับตำแหน่ง QRS complex ถูกนำไปทดสอบกับฐานข้อมูล MIT-BIH ชนิด Arrhythmia จำนวน 48 ชุดข้อมูล ผลการทดสอบแบบจำลองมีความไว เท่ากับ 99.24% และมี Positive Predictivity เท่ากับ 99.36% ผลการทดสอบในเวลาจริงมีความไว เท่ากับ 94.77% และ Positive Predictivity เท่ากับ 99.04% และถูกนำไปทดสอบกับคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่มีสัญญาณรบกวนชนิดต่างๆจากเครื่องจำลองสัญญาณ หลังจากนั้น ข้อมูลตำแหน่ง QRS complex จะถูกส่งไปยังส่วนประมวลผลการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วบนคอมพิวเตอร์ด้วยการวิเคราะห์ความแปรปรวนของอัตราการเต้นหัวใจ หากคลื่นไฟฟ้าหัวใจเกิดภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้ว ระบบจะทำการตรวจจับและแสดงผลสถานะการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วในเวลาจริง ขั้นตอนวิธีการสำหรับตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วที่พัฒนาขึ้น ถูกนำไปทดสอบกับฐานข้อมูล MIT-BIH ชนิด Atrial Fibrillation จำนวน 25 ชุดข้อมูล ผลการทดสอบแบบจำลองมีความไว เท่ากับ 90.64% และความจำเพาะเท่ากับ 91.45% การตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่พัฒนาขึ้นนี้ เหมาะกับการประยุกต์ใช้งานที่ช่วยให้ผู้ป่วยสามารถตรวจสอบภาวะหัวใจห้องบนสั่นพริ้วนอกสถานพยาบาล |
| Other Abstract: | Atrial Fibrillation is often found in the elder and needs to be treated and controlled continuously because this condition always leads to the risk of other serious diseases. This thesis presents a development of an Atrial Fibrillation Detection using Heart Rate Variability (HRV) in real-time. The detection consists of three main parts: ECG circuit, microcontroller and AF detection part. The ECG circuit is responsible for the amplification and filtering ECG signal. The designed ECG circuit has a total gain of 1000 and bandwidth of 0.05-50 Hz. In the next step, ECG signal is digitized by a microcontroller using an A/D with 12 bit-resolution. The microcontroller will also be used to detect QRS complex in real-time by counting the numbers of zero crossing index. For QRS detection algorithm, it is tested with 48 records of MIT-BIH Arrhythmia database. The simulation test results are 99.24% of sensitivity and 99.36% of positive predictivity. The real-time test results are 94.77% of sensitivity and 99.04% of positive predictivity. In addition, the QRS detection algorithm is also tested with noisy ECG signal generated from an ECG simulator. After that the QRS complex index are transferred to the AF detection on computer using Heart rate variability. If AF condition occurs, system will detect and display AF condition in real-time. For AF detection algorithm, it is tested with 25 records of MIT-BIH Atrial Fibrillation database. The simulation test result are 90.64% of sensitivity and 91.45% of specificity respectively. The developed this microcontroller based AF detection is capable to help patients to detect AF condition outside a hospital. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2558 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้า |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/50698 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2015.582 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2015.582 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5570289421.pdf | 5.41 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.