การพัฒนาขั้นตอนวิธีสำหรับการตรวจจับ PVCs แบบเวลาจริง

สุพัฒน์ อิทธาถิรุธ

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/49753

Title:	การพัฒนาขั้นตอนวิธีสำหรับการตรวจจับ PVCs แบบเวลาจริง
Other Titles:	Algorithm development for realtime PVCS detection
Authors:	สุพัฒน์ อิทธาถิรุธ
Advisors:	อภิวัฒน์ เล็กอุทัย
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email:	[email protected]
Subjects:	อัตราการเต้นของหัวใจ -- การวัด หัวใจ -- โรค Heart beat -- Measurement Heart -- Diseases
Issue Date:	2556
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	โรคหัวใจเป็นโรคเรื้อรังที่พบได้บ่อยในผู้สูงวัย ผู้ป่วยโรคหัวใจจำเป็นต้องได้รับการรักษาและตรวจวัดข้อมูลสุขภาพเป็นประจำ ข้อมูลมาตรฐานชนิดหนึ่งที่สามารถบ่งบอกถึงความผิดปกติของผู้ป่วยโรคหัวใจได้ คือ คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) โดยสามารถวิเคราะห์ได้จากรูปร่างและอัตราการเต้นของหัวใจ Premature Ventricular Contraction (PVC) เป็นภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นบริเวณหัวใจห้องล่าง PVC สามารถเกิดขึ้นได้กับคนปกติทุกวัย โดยส่วนมากผู้ป่วยจะไม่รู้สึกอาการ หากผู้ป่วยมีความถี่ในการเกิด PVC บ่อยครั้ง จะส่งผลกระทบต่อการสูบฉีดเลือดของหัวใจและอาจมีอาการร่วมด้วย เช่น ใจสั่นหรือเวียนศีรษะ และสามารถเชื่อมโยงถึงความผิดปกติทาง พยาธิวิทยาของหัวใจบางอย่างได้ การตรวจจับ PVC สามารถช่วยให้แพทย์วิเคราะห์อาการของโรคหัวใจได้อย่างแม่นยำมากขึ้นและยังเพิ่มประสิทธิภาพในการดูแลผู้ป่วยในเชิงป้องกันอีกด้วย สำหรับการตรวจจับคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่ผิดปกติซึ่งเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว นิยมใช้ Event recorder ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับตรวจวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบพกพาในระยะยาวที่สามารถวิเคราะห์สัญญาณและควบคุมการบันทึกคลื่นโดยอัตโนมัติ ผู้วิจัยได้พัฒนาขั้นตอนวิธีสำหรับการตรวจจับคลื่น PVC เพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับ Event recorder วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการพัฒนาขั้นตอนวิธีสำหรับการตรวจจับ PVC แบบเวลาจริงจากคลื่นไฟฟ้าหัวใจ Lead II ผู้วิจัยได้เลือกวิธีที่มีความซับซ้อนต่ำและเหมาะแก่การนำไปประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์สมองกลฝังตัว ขั้นตอนวิธีที่พัฒนาขึ้นจะพิจารณาลักษณะเด่นทั้งหมด 4 อย่าง ได้แก่ ช่วง RR, ความกว้าง QRS complex, รูปแบบ QRS complex และระดับ ST กฎการตัดสินอย่างง่ายที่มีพื้นฐานอยู่บนหลักการทางสรีรวิทยาถูกนำมาใช้ในกระบวนการแยกประเภทคลื่น ได้แก่ ช่วง RR ที่สั้นกว่าคลื่นปกติ, QRS complex ที่กว้างกว่าคลื่นปกติ, การเปลี่ยนรูปแบบของ QRS complex และ ระดับของช่วง ST ที่เปลี่ยนแปลงไป ขั้นตอนวิธีนี้ถูกปรับปรุงตัวแปรให้มีประสิทธิภาพสูงสุดแล้วนำไปทดสอบประสิทธิภาพของการตรวจจับ PVC โดยใช้ฐานข้อมูลมาตรฐาน MIT-BIH Arrhythmia จำนวน 26 ชุด ผลการทดสอบมีความไวเท่ากับ 97.75% และความจำเพาะเท่ากับ 98.80% นอกจากนี้ ยังได้ทดสอบประสิทธิภาพเพิ่มเติมด้วยฐานข้อมูล Long-Term ST จำนวน 16 ชุด ผลการทดสอบมีความไวเท่ากับ 99.47% และความจำเพาะเท่ากับ 99.24% ขั้นตอนวิธีที่พัฒนาขึ้นมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้ตรวจจับ PVC แบบเวลาจริงได้
Other Abstract:	Heart disease is a common chronic disease found in elderly. Cardiac patients have to be treated and their health information have to be monitored regularly. Electrocardiogram or ECG is a signal that can indicate abnormal status of cardiac patients. The signal can be analyzed from its morphology and rhythm. Premature Ventricular Contraction or PVC is a common cardiac arrhythmia which is located in the ventricle. PVC can be found in healthy person of any age. Mostly, patients do not feel any symptom. However, if PVCs frequently occur, it will affect the blood pumping mechanism and may cause dizziness or palpitation which can be connected to cardiac pathology. PVC detection can support physicians for cardiac analysis, moreover, it can also increase performance in preventive health care. For abnormal ECG detection which occurs intermittently, event recorder is a long-term portable device that can analyze and record ECG event automatically. We have developed an algorithm for PVC detection which is suitable to implement with event recorder. This thesis proposes an algorithm development for real-time PVC detection from Lead II ECG. This algorithm is based on a low computational method and suitable for embedded devices. This algorithm considers four features which are RR-interval, QRS-width, QRS-pattern and ST-level. Simple decision rules based on physiology are used in the classifier process which are shorter RR-Interval, wider QRS-width, changed QRS-pattern and shifted ST-level. The optimized algorithm was tested with 26 ECG records from MIT-BIH Arrhythmia database. The performance of the proposed method has 97.75% of sensitivity and 98.80% of specificity. In addition, the algorithm was also tested with 16 ECG records from Long-Term ST database. The performance of the proposed method has 99.47% of sensitivity and 99.24% of specificity. The developed algorithm has high accuracy and reliability and therefore can be used for real-time PVC detection.
Description:	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556
Degree Name:	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level:	ปริญญาโท
Degree Discipline:	วิศวกรรมไฟฟ้า
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/49753
URI:	http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1616
metadata.dc.identifier.DOI:	10.14457/CU.the.2013.1616
Type:	Thesis
Appears in Collections:	Eng - Theses

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
supat_it.pdf		3.17 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record