Алгоритм видалення артефактів від руху із ансамблю пульсових хвиль
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2015.62.13-19Ключові слова:
пульсова хвиля, фотоплетизмографічний сигнал, ансамбль, усереднення, артефактиАнотація
У роботі запропоновано алгоритм видалення артефактів (механічного походження – рухи пацієнта) із ансамблю пульсових хвиль фотоплетизмографічного сигналу. Видалення артефактів проведено за допомогою алгоритму виявлення екстремумів фотоплетизмографічного сигналу і представлення його в просторі змінних стану (фазовому). Для перевірки алгоритму видалення артефактів проаналізовано відносну похибку амплітуди прямої хвилі. Середнє значення відносної похибки для запропонованого алгоритму, в порівняні із ручним видаленням артефактів становить 0.71% (без видалення артефактів – 2.84%). Використання алгоритму дозволить оцінювати морфологічні параметри пульсових хвиль при артефактах від руху (з вищою точністю). Розроблений алгоритм придатний для автоматичного аналізу фотоплетизмографічних сигналів.Посилання
Перелік посилань
Павлов С. В. Фотоплетизмографічні технології контролю серцево-судинної системи : монографія / С. В. Павлов, В. П. Кожем'яко, В. Г. Петрук, П. Ф. Колісник. –Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця. – 2007. – 254 с.
Шурыгин И.А. Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капнография, оксиметрия / И.А. Шурыгин. – СПб. : Невский Диалект; М.: Издательство БИНОМ. – 2000. – 301 с.
Peng F. Motion artifact removal from photoplethysmographic signals by combining temporally constrained independent component analysis and adaptive filter / F. Peng, Z. Zhang, X. Gou, H. Liu, W. Wang // Biomed Eng Online. – 2014. – P. 1–14.
Yavorskyy B. I. Application of the Principle of Symmetry for Synchronization of Biosignals in their Sample / B. I. Yavorskyy // TCSET, Lviv-Slavske. – 2014. – P. 714.
Hurwitz B.E. Coherent ensemble averaging techniques for impedance cardiography / B.E. Hurwitz, L. Shyu, S.P. Reddy, N. Schneiderman, J.H. Nagel // CBMS. – 1990. – P. 228–235.
Пат. 20140187883 A1 US. Systems and methods for ensemble averaging in pulse oximetry / Lisogurski D.; Covidient LP – US 13/730,170; Заявка 28 дек 2012; Публ. 3 июл 2014.
Pauca A.L. Prospective evaluation of a method for estimating ascending aortic pressure from the radial artery pressure waveform / A.L. Pauca, M.F. O'Rourke, N.D. Kon. // Hypertension. – 2001. – №38(4). – P. 932–937. doi: 10.1161/hy1001.096106.
Nier B.A. Evidence for a specific influence of the nitrergic pathway on the peripheral pulse waveform in rabbits / B.A. Nier, L.S Harrington, M.J. Carrier, P.D. Weinberg // Exp Physiol. – 2008. – №93(4). – P. 503–512. doi: 10.1113/expphysiol.2007.041129.
Hashimoto J. Pulse Pressure Amplification, Arterial Stiffness, and Peripheral Wave Reflection Determine Pulsatile Flow Waveform of the Femoral Artery / J. Hashimoto, S. Ito // Hypertension. – 2010. – №56(5). – P. 926-33. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.110.159368.
Пат. US4960126 A US. ECG synchronized pulse oximeter. / Conlon B., Devine J.A., Dittmar J.A.; Criticare Systems, Inc. – US 07/259,446; Заявка 14 окт 1988; Публ. 2 окт 1990.
Свередюк М.А. Синхронізація відбору пульсової хвилі під час аналізу її морфологічних параметрів / М.А. Свередюк // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2015. – №2. – c. 112–115. http://visnyk.vntu.edu.ua/article/view/3961
Свередюк М.А. Верифікація алгоритму синхронізації пульсових хвиль при оцінюванні їх морфологічних параметрів / М.А.Свередюк // Вісник СумДУ. Серія Технічні науки. (в редакції).
Свередюк М.А. Алгоритм автоматичного виявлення екстремумів фотоплетизмографічних сигналів / М.А. Свередюк // Вісник Вінницького політехнічного інституту. (в редакції).
References
Pavlov S.V., Kozhemiako V.P., Petruk V.H., Kolisnyk P.F. (2007) Fotopletyzmohrafichni tekhnolohii kontroliu sertsevo-sudynnoi systemy. Vinnytsia, UNIVERSUM-Publ., 254 p. (in Ukrainian)
Shurygin I.A. (2000) Monitoring dykhaniya: pul'soksimetriya, kapnografiya, oksimetriya. Moskov, BINOM Publ., 301 p. (in Russian)
Peng F., Zhang Z., Gou X., Liu H., Wang W. (2014) Motion artifact removal from photoplethysmographic signals by combining temporally constrained independent component analysis and adaptive filter. Biomed Eng Online, pp. 1-14.
Yavorskyy B.I. (2014) Application of the Principle of Symmetry for Synchronization of Biosignals in their Sample. TCSET-2014, Lviv-Slavske, Ukraine, pp. 714.
Hurwitz B.E., Hurwitz B.E., Shyu L., Reddy S.P., Schneiderman N., Nagel J.H. Coherent ensemble averaging techniques for impedance cardiography. CBMS, 1990, pp. 228-235.
Lisogurski D. (2014) Systems and methods for ensemble averaging in pulse oximetry. Patent US 20140187883 A1.
Pauca A.L., O'Rourke M.F., Kon N.D. (2001) Prospective evaluation of a method for estimating ascending aortic pressure from the radial artery pressure waveform. Hypertension, no. 38, pp. 932-937.
Nier B.A., Harrington L.S., Carrier M.J., Weinberg P.D. (2008) Evidence for a specific influence of the nitrergic pathway on the peripheral pulse waveform in rabbits. Exp Physiol, no. 93, pp. 503-512.
Hashimoto J., Ito S. (2010) Pulse Pressure Amplification, Arterial Stiffness, and Peripheral Wave Reflection Determine Pulsatile Flow Waveform of the Femoral Artery. Hypertension, no. 56, pp. 926-33.
Conlon B., Devine J.A., Dittmar J.A. (1988) ECG synchronized pulse oximeter. Patent US4960126 A.
Sveredyuk M.A. (2015) Synchronization of pulse wave selection during the analysis of its morphological parameters. Visnyk VPI, , no. 2, pp. 112-115. (in Ukrainian)
Sveredyuk M.A. Verification of the synchronization algorithm of pulse waves in the evaluation of their morphological parameters. Visnyk SumDU. Seriia Tekhnichni nauky. (in Ukrainian)
Sveredyuk M.A. Automatic extremes detection algorithm for photoplethysmographic signals. Visnyk VPI. (in Ukrainian)
Завантаження
Додаткові файли
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
