Zpracování a analýza srdečních signálů pro potřeby triggerování magnetické rezonance

Andrea Vinklerová

Diplomová práce

Processing and Analysis of Cardiac Signals for Magnetic Resonance Triggering

Anotace:

Tato diplomová práce se zaměřuje na zpracování a analýzu srdečních signálů pro triggerování MR. Důležitost této problematiky spočívá v potřebě přesného zpracování srdečních signálů pro diagnostiku srdečních onemocnění a sledování stavu pacientů. Metodika práce zahrnovala akvizici dat na 32 dobrovolnících (použito pouze 31 záznamů), detekci vrcholů biologických signálů (EKG, PPG, BKG) a statistickou analýzu výsledků. Analýza detekce vrcholů biologických signálů ukázala vysokou úspěšnost při detekci pulsní vlny (PPG signál) s úspěšností 95 $\%$ a detekce J vlny (BKG signál) s úspěšností 80 $\%$. Naopak detekce R vlny (EKG signál) dosáhla přesnosti pouze 75 $\%$. Data naznačují, že PPG je nejpřesnějším zdrojem pro triggerování MR. BKG signál vyžaduje další výzkum pro jeho využití, ale výsledky má příznivější než EKG. EKG je silně rušené magnetickým polem, což komplikuje triggerování MRI. Poznatky mohou přispět k rozvoji diagnostických postupů v kardiovaskulární medicíně a poskytnout nové perspektivy pro využití biologických signálů v praxi.

Abstract:

This thesis focuses on the processing and analysis of cardiac signals for triggering MRI. The importance of this issue lies in the need for accurate processing of heart signals for the diagnosis of heart diseases and the monitoring of patients' condition. The methodology of the work included data acquisition on 32 volunteers (only 31 recordings were used), detection of biological signal peaks (ECG, PPG, BCG) and statistical analysis of the results. The analysis of peak detection of biological signals showed a high success in pulse wave detection (PPG) with a success rate of 95 $\%$ and J wave detection (BCG) with a success rate of 80 $\%$. On the contrary, the detection of the R wave (ECG) achieved an accuracy of only 75 $\%$. Data suggest that PPG is the most accurate source for triggering MRI. The BKG signal requires further research for its use, but the results are more favorable than the EKG. The ECG is strongly disturbed by the magnetic field, which complicates the triggering of the MRI. The knowledge can contribute to the development of diagnostic procedures in cardiovascular medicine and provide new perspectives for the use of biological signals in practice.

Klíčová slova

magnetická rezonance, triggerování MRI, elektrokardiografie, balistokardiografie, fotopletysmografie, detekce vrcholů

Keywords

magnetic resonance, MRI triggering, electrocardiography, ballistocardiography, photoplethysmography, peak detection

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 6. 2024
• Vedoucí: Radana Vilímková Kahánková
• Oponent: Pavla Hanzlíková

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Biomedicínské inženýrství