Modulární software pro testování pokročilých metod zpracování plodového elektrokardiogramu s využitelností pro domácí monitorování

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27240%2F19%3A10250232" target="_blank" >RIV/61989100:27240/19:10250232 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Modulární software pro testování pokročilých metod zpracování plodového elektrokardiogramu s využitelností pro domácí monitorování

Popis výsledku v původním jazyce

Vyvinutím nových či vylepšením stávajících metod monitorování plodového elektrokardiogramu (fEKG) by mohlo vést jak ke zlepšení diagnostiky hypoxie plodu, a tak i k minimalizaci zbytečně provedených císařských řezů pro domnělou hypoxii. Současně dostupnou možností je ST analýza ST úseku fEKG křivky (STAN). Tato sofistikovaná metoda umožňuje sledovat ST úsek EKG křivky plodu, která je snímána transvaginálně pomocí skalpové elektrody. Jedná o invazivní metodu, který může být použita až v době během porodu. Přínosem tohoto softwaru je otestování nových hybridních metod kombinujících algoritmy: analýza nezávislých komponent (ICA), adaptivní neuro-fuzzy inferenční systém (ANFIS), algoritmus založený na rekurzivní optimální adaptaci (RLS) a vlnkovou transformaci (WT). Jejich zakomponování do fáze extrakce a post-processingu v komplexním plně automatizovaném hybridním systému se jeví jako velice výhodné. Testované metody jsou verifikovány na reálných datech z klinické praxe - pomocí zlatého standardu v podobě kontinuálně snímaného signálu fetální skalpovou elektrodou. Na základě výsledků podložených statistickou analýzou lze konstatovat, že zde představený robustní hybridní systém dosahuje daleko lepších výsledků ve stanovení srdeční tepové frekvence plodu (fHR) než při použití jednotlivých algoritmů samostatně. Zároveň je tento systém potenciálně schopen extrahovat fEKG křivku v takové kvalitě, aby bylo možné provést podrobnější morfologickou analýzu. To by mohlo vést k vytvoření nové neinvazivní alternativě současné metody STAN.

Název v anglickém jazyce

Modular software for testing advanced methods of fetal electrocardiogram processing with applicability for home monitoring

Popis výsledku anglicky

Developing new or improving existing methods of fetal electrocardiogram (fECG) monitoring could lead to improved diagnosis of fetal hypoxia and thus minimize unnecessary caesarean sections for suspected hypoxia. A concurrently available option is ST segment analysis of the fEKG curve (STAN). This sophisticated method allows monitoring the ST segment of the fetal ECG curve, which is scanned transvaginally using a scalp electrode. It is an invasive method that can only be used during labour. The contribution of this software is the testing of new hybrid methods combining the following algorithms: independent component analysis (ICA), adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), recursive optimal adaptation (RLS) and wavelet transform (WT) based algorithm. Incorporating them into the extraction and post-processing phase of a complex fully automated hybrid system seems to be very advantageous. The tested methods are verified on real data from clinical practice - using the gold standard in the form of a continuously sensed fetal scalp electrode signal. Based on the results supported by statistical analysis, it can be concluded that the robust hybrid system presented here achieves much better results in fetal heart rate (fHR) determination than when using the individual algorithms separately. At the same time, this system is potentially capable of extracting the fECG curve in such a high quality that more detailed morphological analysis can be performed. This could lead to a new non-invasive alternative to the current STAN method.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20201 - Electrical and electronic engineering

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

006/03-05-2019_SW

Technické parametry

Aplikace je založena v prvním bloku (blok extrakce fEKG signálu) na výběru 2 a více vstupních záznamů břišního elektrokardiogramu (aEKG) obsahujících EKG matky i plodu. Tento signál je možné následně připravit pomocí předzpracování pro algoritmus ICA. Výstupem ICA algoritmu je zvolený počet signálů, ze kterých je následně zvolen automaticky (nebo manuálně) signál odpovídající mateřského elektrokardiogramu (mEKG) a signál odpovídající aEKG signálu se zvýrazněným fEKG signálem. Uživatel je následně oprávněn zvolit typ adaptivního algoritmu ANFIS nebo RLS. Mimo dva zmíněné adaptivní algoritmy je možné přidat další adaptivní algoritmy jako je například algoritmus využívající adaptivní lineární neuron (ADALINE), technika založená na stochasticky gradientní adaptaci (LMS), normalizovaný LMS, a podobně. Výstupem zvoleného adaptivního algoritmu je již požadovaný fEKG signál, který následně pomocí metody WT je vyhlazen. Druhý blok (blok statistické analýzy) provádí statistické porovnání správnost extrakce fEKG signálu z aEKG signálu vůči naměřenému fEKG signálu fetální transvaginální skalpovou elektrodou. Jsou zobrazeny průběhy fHR v čase, porovnání na základě Bland-Altmanova grafu a vypočteny tabulky obsahující statistické parametry.

Ekonomické parametry

Ekonomické parametry nejsou přímo vázány na výsledek. Výsledek je součástí většího celku aktivit v oblasti elektronického monitorování plodu, kterému se věnuje výzkumný tým pod vedením doc. Ing. Radka Martinka, Ph.D.

IČO vlastníka výsledku

—

Název vlastníka

VŠB - TU Ostrava