UPB-CTTIP Romdoc: Record#820: Contribuţii în analiza şi prelucrarea semnalelor electrocardiografice

Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-308

Contribuţii în analiza şi prelucrarea semnalelor electrocardiografice

Ungureanu, Alexandru
2008-10-24

Abstract: Contributions to the electrocardiographic signal processing and analysis. PHD THESIS ABSTRACT. PhD Student: Eng. Alexandru UNGUREANU PhD Supervisor: Prof. Rodica STRUNGARU, PhD The PhD dissertation resulted mainly from the research work developed within three national research projects funded by the National University Research Council (CNCSIS) and resulted in 13 original publications published in international (ISI indexed) journals, (ISI indexed) proceedings of international conferences, national journals appreciated by CNCSIS/CMR (Romanian College of Physicians) or chapters of books printed by international specialized publishers. The thesis is structured in three parts. The first one, A – The state of the art, presents the international and national knowledge in the field of the electrocardiographic signal processing and analysis. Not only the ECG leads and signals are described here, but also the problems related with the fetal ECG recording and analysis. The ECG recording methods are also shown in the framework of the recommendations stipulated by the American Heart Association, pointing out the noise sources that affect the (fetal) ECG signals. All the methods used by now to record the fetal ECG are presented, revealing their advantages and disadvantages: abdominal recordings, scalp recordings, ultrasound recordings, cardiotocographs, fetal magnetocardiographic signals. The following methods and algorithms are described: i) algorithms for QRS, P- and T-wave detection, ii) noise cancelling algorithms like Principal Component Analysis, Independent Component Analysis, Nonlinear State - Space Projections, Event Synchronous Interference Canceller; iii) regularity statistical measures for ECG and heart rate analysis, such as Approximate Entropy and Sample Entropy; iv) time-frequency methods (Short time Fourier transform and Wavelet transform). The second part, B- Contributions, shows the results obtained by applying the developed algorithms to analyze, to process and to diagnose the electrocardiographic signals. The dynamic model is improved and adapted to simulate both the fetal and the maternal ECG contained in the abdominal signals. A new model is proposed for the abdominal recordings recorded on the belly of the pregnant women. It is the most complex model proposed by now and includes the simulation of all the physiological signals and noise disturbances contained by the abdominal recordings. The results obtained by applying the methods suggested and developed within the PhD study are also presented, together with a quantitative comparison of their performances and drawbacks, realized based on the data simulated by the proposed model. The last part, C – Final conclusions, reveals the conclusions of the PhD research study, pointing out shortly the original contributions to the field of electrocardiographic signal processing and analysis. Contribuţii în analiza și prelucrarea semnalelor electrocardiografice. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT. Doctorand: Ing. Alexandru UNGUREANU Conducător științific: Prof. Dr. Ing. Rodica Strungaru Teza reprezintă în principal rezultatul activității de cercetare desfășurate în cadrul a trei granturi de cercetare finanțate de CNCSIS (Consiliul Național al Cercetării Științifice din Învățământul Superior), materializată prin publicarea a 13 lucrări științifice originale în reviste internaționale (indexate ISI), în volumele unor conferințe internaționale (indexate ISI), în reviste naționale recunoscute de CNCSIS/CMR (Colegiul Medicilor din România) sau în capitolele de carte tipărite la edituri de specialitate internaționale. Teza este structurată în trei părți, prima parte (A – Stadiul cunoașterii), făcând o prezentare a stadiului cunoașterii în domeniul analizei și prelucrării semnalelor electrocardiografice. Sunt prezentate proiecțiile electrocardiografice și sunt descrise semnalele ECG, problemele ce apar în cazul analizei și înregistrării electrocardiografiei fetale. Sunt de asemenea descrise toate metodele de înregistrare a activității cardiace, evidențiindu-se recomandările Asociației Americane de Cardiologie în această privință, zgomotele care pot apărea în cazul înregistrării activității cardiace a adultului și a fătului. În cazul înregistrării activității cardiace fetale sunt prezentate și comparate din punctul de vedere al avantajelor și dezavantajelor: înregistrările abdominale, înregistrările ECG fetale pe scalp, tehnica cu ultrasunete, cardiotocografele și magnetocardiografia fetală. Sunt descriși: i) algoritmi de detecție a complexelor QRS și a undelor P și T, ii) algoritmi de eliminare a zgomotului precum analiza componentelor principale, analiza componentelor independente, proiecția neliniară în spațiul stărilor și anulatorul adaptiv sincron de zgomot; iii) metode statistice de analiză a uniformității datelor electrocardiografice și în special pentru analiza variației pulsului instantaneu, precum Approximate Entropy și Sample Entropy; iv) metode de analiză timp-frecvență (transformata Fourier pe termen scurt și transformata Wavelet). Partea a doua (B – Contribuții proprii) prezintă rezultatele obținute în cadrul studiului doctoral, prin aplicarea algoritmilor propuși pentru analiza, prelucrarea și diagnosticarea semnalelor electrocardiografice. Este îmbunătățit modelul dinamic astfel încât să poată fi modelate semnalele electrocardiografice materne și fetale din cadrul semnalelor abdominale. A fost dezvoltat de asemenea un model pentru semnalele abdominale înregistrate pe burta femeilor gravide, utilizate în extragerea neinvazivă a electrocardiogramei fetale. Modelul este cel mai complex model propus în prezent și include modelarea tuturor semnalelor fiziologice și a surselor perturbatoare de zgomot din semnalele abdominale. Sunt prezentate de asemenea rezultatele obținute în prelucrarea semnalelor electrocardiografice prin metodele de prelucrare propuse și dezvoltate în cadrul studiului și este realizată analiza comparativă cantitativă a acestor metode, pe baza datelor simulate prin modelul dezvoltat în cadrul tezei. Ultima parte (C – Concluzii finale) prezintă concluziile studiului realizat în cadrul activității doctorale ce stă la baza redactării prezentei dizertații.

Keyword(s): Prelucrarea semnalului -- Medicină -- Teză de doctorat ; Electrocardiogramă -- Teză de doctorat ; EKG (Electrocardiografie) -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Record created 2016-07-04, last modified 2016-07-04

Rate this document:

Be the first to review this document.

Discuss this document:

Start a discussion about any aspect of this document.