Алгоритм обнаружения QRS-комплексов ЭКГ-сигналов на основе вейвлет-преобразования
Диссертация
Анализ данных, полученных при помощи указанного программного комплекса, показал высокую степень достоверности результатов работы. Несмотря на относительную законченность результатов и успешное их применение при решении практических задач обнаружения QRS-комплексов, мы не считаем, что поставили окончательную точку в поиске применений вейвлетов в области анализа ЭКГ-сигналов. Напротив, решение… Читать ещё >
Список литературы
- И. Добеши. Десять лекций по вейвлетам. Пер. с англ. Ижевск, НИЦ регулярная и хаотическая динамика, 2001.
- I. Daubechies, The wavelet transform, time-frequency localization and signal analysis. IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 36 (1990), pp. 961−1005.
- I. Daubechies. Orthonormal Bases of Compactly Supported Wavelets. — Comm. Pure. Apl. Math., vol. 41 (1998), pp. 909−996.
- I. Daubechies. Recent Results in Wavelet Applications. — Proceedings of SPIE Aerosense Symposium, 1998, pp. 23−31.
- Chui. A Tutorial in Theory and Applications. — Academic Press Inc., 1992.
- W. Sweldens. The Lifting Scheme: A Construction of Second Generation Wavelets. — SIAM J. Math. Anal, vol. 29 (1997), №. 2, pp. 511 546.
- W. Sweldens. The Lifting Scheme: A new Philosophy in Biorthogonal Wavelet Constructions. In Wavelet Applications in Signal and Image Processing III. — Proc. SPIE 2569,1995, pp. 68−79.
- W. Sweldens. Wavelets and the lifting scheme: A 5 minute tour. —Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik, vol. 76 (Suppl. 2), 1996, pp. 4144.
- Мурашко B.B., Срутынский A.B. Электрокардиография. M.: Медицина, 1987. 256 с.: ил.
- Хаутон Гр. Расшифровка ЭКГ. М.: Медицина, 2001. 304 е.: ил.
- Суворов А.В. Клиническая электрокардиография. Н. Новгород: изд. НГМА, 2004. 272 е.: ил.
- Старшов A.M., Смирнов И. В. ЭКГ для профессионалов. Методика и техника электрокардиографического исследования. М.: Познавательная книга плюс, 2004. 96 е.: ил.
- Хан М. Быстрый анализ ЭКГ. М.: Бином, 1999. 286 е.: ил.
- Гольденберг JI.M. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь, 1985.- 312 с.
- Ладяев Д.А. Моделирование электрокардиографических сигналов в среде Matlab. // Труды Всероссийской научной конференции «Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB». М.: ИПУ РАН, 2004.: ил. С. 1744−1751.
- Armstrong, J. «Natural Cubic Splines», 2112 F/X TechNote TN-05−001.
- Sarfraz, M. «Some algorithms for curve design and automatic outline capturingof images», International Journal of Image and Graphics, Vol.4, No.2 (2004), 301−3 24pp.
- Panter, P.F. «Modulation, Noise, and Spectral Analysis». McGraw-Hill Book Company, New York, 1965. 420 p.
- Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003.- 1104 с.
- M.L. Ahlstrom and W.J. Tompkins, «Automated high-speed analysis of holter tapes with microcomputers,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 30, pp. 651−657, Oct. 1983.
- R.A. Balda, Trends in Computer-Processed Electrocardiograms. Amsterdam: North Holland, 1977, pp. 197−205.
- J. Fraden and M.R. Neumann, «QRS wave detection,» Med. Biol. Eng. Comput., vol. 18, pp. 125−132, 1980.
- D. Gustafson, «Automated VCG interpretation studies using signal analysis techniques,» R-1044 Charles Stark Draper Lab., Cambridge, MA, 1977.
- W.P. Holsinger, K.M. Kempner, and M.H. Miller, «A QRS preprocessor based on digital differentiation,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 18, pp. 121−217, May 1971.
- P. Morizet-Mahoudeaux, С. Moreau, D. Moreau, and J.J. Quarante, «Simple microprocessor- based system for on-line ECG arrhythmia analysis,» Med. Biol. Eng. Comput., vol. 19, no. 4, pp. 497−501, July 1981.
- M. Okada, «A digital filter for the QRS complex detection,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 26, pp. 700−703, Dec. 1979.
- M.-E. Nygards and J. Hulting, «An automated system for ECG monitoring,» Comput. Biomed. Res., vol. 12, pp. 181−202, 1979.
- C.A. Steinberg, S. Abraham, and C.A. Caceres, «Pattern recognition in the clinical electrocardiogram,» ISA Trans. Biomed. Electron., pp. 23−30, 1962.
- P.O. Borjesson, O. Pahlm, L. Sornmo, and M.-E. Nygards, «Adaptive QRS detection based on maximum a posteriori estimation,» IEEETrans. Biomed. Eng., vol. 29, pp. 341−351, May 1982.
- Z. Dokur, T. Olmez, E. Yazgan, and O.K. Ersoy, «Detection of ECG waveforms by neural networks,» Med. Eng. Phys., vol. 19, no. 8, pp. 738−741, 1997.
- W.A.H. Engelse and C. Zeelenberg, «A single scan algorithm for qrs-detection and feature extraction,» in IEEE Computers in Cardiology. Long Beach, CA: IEEE Computer Society, 1979, pp. 37−42.
- T. Fancott and D.H. Wong, «A minicomputer system for direct high-speed analysis of cardiac arrhythmia in 24 h mbulatory ECG tape recordings,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 27, pp. 685−693, Dec. 1980.
- P. S. Hamilton and W.J. Tompkins, «Quantitative investigation of QRS detection rules using the MIT/BIH arrhythmiac database,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 33, pp. 1157−1165, 1986.
- L. Keselbrener, M. Keselbrener, and S. Akselrod, «Nonlinear high pass filter for R-wave detection in ECG signal,» Med. Eng. Phys., vol. 19, no. 5, pp. 481 484, 1997.
- J. Leski and E. Tkacz, «A new parallel concept for QRS complex detector,» in Proc. 14th Annu. Int. Conf. IEEE Engineering in Medicineand Biology Society, Part 2, Paris, France, 1992, pp. 555−556.
- A. Ligtenberg and M. Kunt, «A robust-digital QRS-detection algorithm for arrhythmia monitoring,» Comput. Biomed. Res., vol. 16, pp. 273−286, 1983.
- M.-E. Nygards and J. Hulting, «An automated system for ECG monitoring,» Comput. Biomed. Res., vol. 12, pp. 181−202, 1979.
- M. Okada, «A digital filter for the QRS complex detection,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 26, pp. 700−703, Dec. 1979.
- J. Pan and W.J. Tompkins, «A real-time QRS detection algorithm,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 32, pp. 230−236, 1985.
- L. Sornmo, O. Pahlm, and M.E. Nygards, «Adaptive QRS detection in ambulatory ECG monitoring: A study of performance,» in Computers in Cardiology. Long Beach, CA: IEEE Computer Society, 1982, pp. 201−204.
- Y. Sun, S. Suppappola, and T.A. Wrublewski, «Microcontroller-based realtime QRS detection,» Biomed. Instrum. Technol., vol. 26, no. 6, pp. 477−484, 1992.
- S. Suppappola and Y. Sun, «Nonlinear transforms of ECG signals for digital QRS detection: A quantitative analysis,» IEEE Trans.Biomed. Eng., vol. 41, pp. 397−400, 1994.
- B.C. Yu, S. Liu, M. Lee, C.Y. Chen, and B.N. Chiang, «A nonlinear digital filter for cardiac QRS complex detection,» J. Clin. Eng., vol. 10, pp. 193−201, 1985.
- G. Belforte, R. De Mori, and F. Ferraris, «A contribution to the automatic processing of electrocardiograms using syntactic methods,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 26, pp. 125−136, Mar. 1979.
- E.J. Ciaccio, S.M. Dunn, and M. Akay, «Biosignal pattern recognition and interpretation systems,» IEEE Eng. Med. Biol. Mag., pp. 269−273, 1994.
- G. Papakonstantinou and F. Gritzali, «Syntactic filtering of ECG waveforms,» Comput. Biomed. Res., vol. 14, pp. 158−167, 1981.
- E. Skordalakis, «Recognition of noisy peaks in ECG waveforms,» Comput. Biomed. Res., vol. 17, pp. 208−221, 1984.
- P. Trahanias and E. Skordalakis, «Syntactic pattern recognition of the ECG,» IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., vol. 12, pp. 648−657, 1990.
- S.L. Horowitz, «A syntactic algorithm for peak detection in waveforms with appoications to cardiography,» Commun. ACM, vol. 18, pp. 281−285, 1975.
- G. Papakonstantinou, E. Skordalakis, and F. Gritzali, «An attribute grammar for QRS detection,» Pattern Recognit., vol. 19, no. 4, pp. 297−303, 1986.
- J.K. Udupa and I. Murthy, «Syntactin approach to ECG rhythm analysis,» IEEE Trans.Biomed. Eng., BME-27, pp. 370−375, July 1980.
- D.A. Coast, R.M. Stern, G.G. Cano, and S.A. Briller, «An approach to cardiac arrhythmia analysis using hidden Markov models,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 37, pp. 826−836, 1990.
- L.R. Rabiner, «A tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech recognition,» Proc. IEEE, vol. 77, pp. 257−286, Feb. 1989.
- S.V. Vaseghi, Advanced Signal Processing and Digital Noise Reduction. Wiley-Teubner, 1996.
- P.E. Trahanias, «An approach to QRS complex detection using mathematical morphology,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 40, no. 2, pp. 201−205, 1993.
- C.-H.H. Chu and E.J. Delp, «Impulsive noise suppression and background normalization of electrocardiogram signals using morphological operators,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 36, pp. 262−273, 1989.
- S.-K. Zhou, J.-T. Wang, and J.-R. Xu, «The real-time detection of QRS-complex using the envelop of ECG,» in Proc. 10th Annu. Int. Conf., IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, New Orleans, LA, 1988, p. 38.
- M.-E. Nygards and L. Sornmo, «Delineation of the QRS complex using the envelope of the ECG,» Med. Biol. Eng. Comput., vol. 21, 1983.
- А.И. Солонина, Д. А. Улахович, C.M. Арбузов, Е. Б. Соловьева, И. И. Гук. Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. — 608 е.: ил.
- Pierce DL, Easley AR Jr, Windle JR, Engel TR. Fast Fourier transformation of the entire low amplitude late QRS potential to predict ventricular tachycardia. J Am Coll Cardiol. 1989 Dec-14(7):1741−3
- Slavkovsky P, Hulin I. Gliding-window fast Fourier transform analysis of the entire QRS complex and the distribution of area ratio peaks in healthy subjects and patients with myocardial infarction. Coronary Artery Disease. 1994 Mar-5(3):249−56.
- V. Bhargava and A. L. Goldberger. Effect of exercise in healthy men on QRS power spectrum. AJP Heart and Circulatory Physiology, Vol 243, Issue 6 964-H969.
- M. Bahoura, M. Hassani, and M. Hubin, «DSP implementation of wavelet transform for real time ECG wave forms detection and heart rate analysis,» Comput. Methods Programs Biomed., vol. 52, no. 1, pp. 35−44, 1997.
- V. Di-Virgilio, C. Francaiancia, S. Lino, and S. Cerutti, «ECG fiducial points detection through wavelet transform,» in 1995 IEEE Eng. Med. Biol. 17th Ann. Conf. 21st Canadian Med. Biol. Eng. Conf., Montreal, Quebec, Canada, 1997, pp. 1051−1052.
- S. Kadambe, R. Murray, and G.F. Boudreaux-Bartels, «Wavelet transform-based QRS complex detector,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 46, pp. 838 848, 1999.
- C. Li, C. Zheng, and C. Tai, «Detection of ECG characteristic points using wavelet transforms,» IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 42, pp. 21−28, 1995.
- K.D. Rao, «Dwt based detection of R-peaks and data compression of ECG signals,» IETE J. Res., vol. 43, no. 5, pp. 345−349, 1997.
- S. Mallat and W.L. Hwang, «Singularity detection and processing with wavelets,» IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 38, pp. 617−643, 1992.
- Н. Inoue, S. Iwasaki, M. Shimazu, and T. Katsura, «Detection of QRS complex in ECG using wavelet transform», IEICE Gen. Conf., vol. 67, no. A-4, p. 198, Mar. 1997.
- A. Gutierrez, P.R. Hernandez, M. Lara, S.J. Perez. «A QRS Detection Algorithm Based on Haar Wavelet», Computers in Cardiology Vol25, pp. 353−356, 1998
- Cuiwei Li, Chongxun Zheng. «QRS detection by wavelet transform», Investigations Review of Biomedical Engineering Institute an Jiaotong University, 1993, pp. 330−331.
- L. Szilagyi, Prof. Dr. Z. Benyo, S. M. Szilagyi, A. Szlavecz, L. Nagy. «On-line QRS complex detection using wavelet filtering», 2001 Proceedings of the 23rd Annual EMBS International Conference, October 25−28, Istanbul, Turkey, pp. 1872−1874.
- A. Schuck Jr., J. 0. Wisbeck. «QRS Detector Pre-processing Using the Complex Wavelet Transform», Proceedings of the 25 Annual International Conference of the IEEE EMBS, Cancun, Mexico September 17−21,2003, pp. 2590−2593.
- И. Добеши. Десять лекций по вейвлетам. Пер. с англ. Ижевск, НИЦ регулярная и хаотическая динамика, 2001.
- К. Чуй. Введение в вэйвлеты. М.: Мир, 2001.
- А. Cohen, I. Daubechies, P. Vial. Wavelets on the Interval and Fast Wavelet Transforms. — Aplied and Computational Harmonic Analysis 1, 1993, pp. 5481. 102
- Stephane Mallat. «A wavelet tour of signal processing», ACADEMIC PRESS, 1999, 640 p.
- Дьяконов В.П. Вейвлеты от теории к практике. М.: Солон-Р, 2002. 448 е.: ил.
- Raghuveer М. Rao, Ajit S. Bopardikar. Wavelet Transforms: Introduction to Theory and Applications. Addison-Wesley, 1998.
- АН N. Akansu, Richard A. Haddad. Multiresolution Signal Decomposition: Transforms, Subbands, and Wavelets, ACADEMIC PRESS, 2001.
- Ладяев Д.А. Использование вейвлетов в задаче распознавания QRS-комплексов ЭКГ-сигналов // Вычислительные системы и технологии обработки информации. Межвуз. сб. научн. тр. Вып. 6 (30) ИИЦ ПГУ, 2006, с. 117−125
- Chang, S. G., Yu, В., and Vetterli, М., «Adaptive wavelet thresholding for image denoising and compression», IEEE Trans. Image Proc., vol. 9, pp. 15 321 546, Sep. 2000.
- Donoho, D.L. (1995), «De-Noising by soft-thresholding,» IEEE Trans.on Inf. Theory, vol. 41, 3, pp. 613−627.
- Weaver, J. В., Yansun, X., Healy, D. M. Jr., and Cromwell, L.D., «Filtering noise from images with wavelet transforms», Magnetic Resonance in Medicine, 24 (1991), 288−295.
- Percival, D.B., Walden, A.T., «Wavelet methods for time series analysis», Cambridge, Cambridge University Press, 2000
- Walden, A.T., Percival, D.B., McCoy, E.J. «Spectrum estimation by wavelet thresholding of multitaper estimators», IEEE Transactions on Signal Processing, 1998, Vol: 46, pp. 3153−3165
- Алексеев K.A. Теория и практика шумоподавления в задаче обработки сейсмоакустических сигналов // http://matlab.exponenta.ru/wavelet/ /book5/2l .php
- Donoho, D. L., Johnstone, I. M., «Ideal spatial adaptation via wavelet shrinkage», Biometrika, vol. 81, pp. 425−455, 1994.
- Birge, L., P. Massart (1997), «From model selection to adaptive estimation,» in D. Pollard (ed), Festchrift for L. Le Cam, Springer, pp. 55−88.
- Stein C. «Estimation of the mean of a multivariate normal distribution», Ann. Statist., vol. 9, pp.1135−1151, 1981
- Luisier F., Blu Th., Unser M. «A New SURE approach to image denosing: Interscale Orthonormal wavelet thresholding», IEEE Trans. Image Proc., vol. 16, No.3, pp. 593−606, March 2007.
- European Data Format (EDF/EDF+). http://www.edfplus.info/index.html
- Kemp В., Varri A., Rosa A. C., Nielsen Kim D., Gade J. «А simple format for exchange of digitized polygraphic recordings». Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 82 (1992): 391−393 pp.
- Schlogl A., Filz O., Ramoser H, Pfurtscheller G. GDF «А GENERAL DATAFORMAT FOR BIOSIGNALS», (1998−1999): 18 p.
- Moody George B. «WFDB Programmer’s Guide». Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology. (2006): 140 p.
- Ладяев Д.А. Программные комплексы моделирования и обнаружения QRS-комплексов ЭКГ-сигналов // Препринт N110. Саранск: СВМО, 2007.-22 с.
- ЭКГ-генератор / Д.А. Ладяев- Мордовский госуниверситет им. Н. П. Огарева № 2 006 612 076- зарег. в Реестре программ для ЭВМ 15.06.2006 г.
- Точечное конструирование ЭКС / Д.А. Ладяев- Мордовский госуниверситет им. Н. П. Огарева № 2 006 612 076- зарег. в Реестре программ для ЭВМ 15.06.2006 г.
- Ю4.Вейвлет-анализатор ЭКГ-сигналов / Д.А. Ладяев- Мордовский госуниверситет им. Н. П. Огарева № 2 006 612 077- зарег. в Реестре программ для ЭВМ 15.06.2006 г.