Snímání a zpracování vícekanálové fonokardiografie na bázi virtuální instrumentace

Jiří Koutný

Diplomová práce

Multichannel Phonocardiography Based on Virtual Instrumentation

Anotace:

Tato diplomová práce představuje návrh systému pro měření a zpracování vícekanálové fonokardiografie (FKG). Signál FKG byl naměřen ze sedmi pozic na hrudníku u 27 probandů. Kvalita detekce srdečních ozev byla zhodnocena dle referenčního EKG. Pomocí statistických parametrů byla srovnána kvalita detekce u signálů, měřených z různých pozic na hrudníku. Na pozicích, vhodných pro měření FKG, bylo dosaženo mediánu správně detekovaných ozev až 98,5 % při detekci S1 a 97,5 % při detekci S2. U správně detekovaných srdečních ozev bylo změřeno zpoždění mezi okamžikem detekce dané ozvy a referenčním R kmitem. Statistickými testy bylo zjištěno, že se naměřená zpoždění významně liší v závislosti na poloze senzoru. Při ověřování možnosti využití této metody pro měření tepové frekvence (HR) bylo dosaženo srovnatelných výsledků s referenčními hodnotami v 88,9 % případů při výpočtu HR z ozev S1 a v 74,1 % případů při výpočtu HR z ozev S2. Tato práce představuje oblasti hrudníku, vhodné pro záznam FKG signálu, který lze využít pro měření HR.

Abstract:

This thesis introduces a design of a system for the measurement and processing of multichannel phonocardiography (PCG). The PCG signal was measured from seven positions on the thoraxes of 27 subjects. The quality of heart sound detection was evaluated according to the ECG reference. The quality of signals was evaluated per statistic parameters, measured from various positions on the thorax. In positions that were suitable for PCG measurements, the median of correctly detected heart sound was up to 98.5 % for S1 detection and 97.5 % for S2 detection. A delay between the moment of detection of the given sound and reference R peak was disclosed in the accurately detected heart sounds. Statistical tests have shown that the measured delays vary depending on the position of the sensor. The possibility of using this method to measure heart rate (HR) was verified. Comparable results were obtained with reference values in 88.9 % cases when calculating HR using S1 and in 74.1 % cases when calculating HR using S2. This thesis presents areas of the thorax suitable for recording PCG signal, which can be used to measure HR.

Klíčová slova

vícekanálová fonokardiografie (FKG), detekce srdečních ozev, LabVIEW, diskrétní vlnková transformace (DWT), Shannonova energie, K-means, tepová frekvence (HR)

Keywords

Multichannel Phonocardiography (PCG), Heart Sounds Detection, LabVIEW, Discrete wavelet Transform (DWT), Shannon Energy, K-means, Heart Rate (HR)

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 2. 6. 2022
• Vedoucí: Radek Martinek
• Oponent: Jaroslav Januška

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Biomedicínské inženýrství