PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Heart work analysis by means of recurrence-based methods

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Zastosowanie metody diagramów rekurencyjnych w diagnostyce i klasyfikacji chorób serca
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Currently, for the purposes of recorded ECG signals (electrocardiograms) interpretation, the classical methods involving analysis of geometrical properties of the recorded waveforms in time domain are used. Such an analysis consists in determining the values of parameters describing the heart rate and rhythm. However, these indicators can not be treated as an infallible criterion for diagnosis and, moreover, the limits of increasing the accuracy of ECG analysis by increasing the accuracy of determining its characteristic points have already been reached. Therefore, in the paper, for the purposes of analysis of registered ECG signals and acoustical recordings of heart work, it is proposed to use the recurrence plots and RQA analysis methods that consist in searching for the recurrence properties of the registered signals. Application of the recurrence-based methods is natural due to the cyclic character of the heart work while providing patterns characteristic for different cardiac dysfunctions supported by objective, quantitative measures will contribute to early, credible and reliable classification of cardiovascular dysfunction.
PL
Obecnie, do analizy zarejestrowanych sygnałów EKG, wykorzystywane są metody detekcji punktów charakterystycznych, czyli metody badania własności geometrycznych analizowanych sygnałów w dziedzinie czasu. Jednak wyznaczone parametry opisujące zmienność rytmu serca nie są niezawodnym kryterium rozpoznania choroby. Z tego względu, w artykule, do analizy zarejestrowanych sygnałów EKG zaproponowano łączne zastosowanie metod klasycznych (obecnie stosowanych metod badania własności geometrycznych EKG) oraz metod diagramów rekurencyjnych (RP) i analizy RQA, polegających na badaniu rekurencyjności trajektorii fazowych badanych układów. Zastosowanie metod badania własności rekurencyjnych do analizy sygnałów EKG jest naturalne ze względu na cykliczny charakter pracy serca, natomiast określenie cech dystynktywnych charakterystycznych dla różnych chorób serca przyczynia się do zwiększenia wiarygodności a także niezawodności diagnostyki i klasyfikacji chorób serca.
Czasopismo
Rocznik
Strony
89--96
Opis fizyczny
Bibliogr. 26 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics, Mickiewicz Alley 30, 30-059 Krakow, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Process Control, Mickiewicz Alley 30, 30-059 Krakow, Poland
Bibliografia
  • 1. Cao L. Practical method for determining the minimum embedding dimension of a scalar time series. Physica D 1997; 110(1-2): 43-50.
  • 2. Eckmann JP, Oliffson KS, Ruelle D. Recurrence plots of dynamical systems. Europhysics Letters 1987; 5: 973-977.
  • 3. Elwakil AS, Soliman AM. Mathematical models of twin-T, wien-bridge and family of minimum component electronic chaos generators with demonstrative recurrence plots. Chaos, Solitons & Fractals 1999; 10(8): 1399-1411.
  • 4. Giuliani A, Manetti C. Hidden peculiarities in the potential energy time series of a tripeptide highlighted by a recurrence plot analysis: a molecular dynamics simulation. Physical Review E 1996; 53(6): 6336-6340.
  • 5. Hołyst JA, Zebrowska M, Urbanowicz K. Observations of deterministic chaos in financial time series by recurrence plots. Can one control chaotic economy? The European Physical Journal B 2001; 20(4): 531-535.
  • 6. Iwaniec J., Kurowski P. Experimental verification of selected methods sensitivity to damage size and location. Journal of Vibration and Control 2017; 23(7): 1133-1151.
  • 7. Iwaniec J. Investigation of selected mechanical systems by recurrence plots method. International Journal of Structural Stability and Dynamics 2013; 13(7).
  • 8. Iwaniec J, Uhl T, Staszewski WJ, Klepka A. Detection of changes in cracked aluminium plate determinism by recurrence analysis. Nonlinear Dynamics 2012; 70(1): 125-140.
  • 9. Kantz H, Schreiber T. Nonlinear Time Series Analysis. Cambridge: University Press, 1997.
  • 10. Kurths J, Schwarz U, Sonett CP, Parlitz U. Testing nonlinearity in radiocarbon data. Nonlinear Processes Geophysics 1994; 1(1): 72-75.
  • 11. Manetti C, Giuliani A, Ceruso MA, Webber CL, Zbilut JP. Recurrence analysis of hydration effects of nonlinear protein dynamics: multiplicative scaling and additive processes. Physics Letters A 2001; 281(5-6): 317-323.
  • 12. Marwan N. Encounters with neighbours - current developments of concepts based on recurrence plots and their applications. PhD Thesis, University of Potsdam, Germany, 2003.
  • 13. Marwan N. Cross Recurrence Plot Toolbox for Matlab. Reference Manual. Version 5.15. Release 28.6, 2010. Available at: http://tocsy.pik-potsdam.de (accessed 10 January 2015).
  • 14. Marwan N, Thiel M, Nowaczyk NR. Cross recurrence plot based synchronization of time series. Nonlinear Process Geophysics 2002; 9(3-4): 325-331.
  • 15. Marwan N, Romano MC, Thiel M, Kurths J. Recurrence plots for the analysis of complex systems. Physics Reports 2007; 438: 237-329.
  • 16. Mindlin GM, Gilmore R. Topological analysis and synthesis of chaotic time series. Physica D 1992; 58(1-4): 229-242.
  • 17. Moody GB, Mark RG. The impact of the MIT-BIH Arrhythmia Database. IEEE Engineering in Medicine and Biology 2001; 20(3):45-50.
  • 18. Mygal V.P., But A.V., Mygal G.V, Klimenko I. A. An interdisciplinary approach to study individuality in biological and physical systems functioning. Scientific Reports 2016; 6. DOI:10.1038/srep29512.
  • 19. National Institute of Public Health, Institute of Hygiene. Health situation of Polish population and its determinants (2012).
  • 20. Ngamga EJ, Nandi A, Ramaswamy R, Romano MC, Thiel M, Kurths J. Recurrences of strange attractors. PRAMANA Journal of Physics 2008; 70(6): 1039-1045.
  • 21. Poincaré H. Sur la probleme des trios corps et les equations de la dynamique. Acta Mathematica 1890; 13: 1-271.
  • 22. Physionet: the research resource for complex physiologic signals, https://physionet.org/lightwave/ (visited 6th May 2017).
  • 23. Thiel M, Romano MC, Kurths J, Meucci R, Allaria E, Arecchi FT. Influence of observational noise on the recurrence quantification analysis. Physica D 2002; 171(3): 138–152.
  • 24. Thomasson N, Hoeppner TJ, Webber CL, Zbilut JP. Recurrence quantification in epileptic EEGs. Physics Letters A 2001; 279(1-2): 94-101.
  • 25. Zbilut JP, Weber CL. Embedding and delays as derived from quantification of Recurrence Plot. Physic Letter A 1992; 171: 199-203.
  • 26. Yanowitz F.G. ECG learning centre, http://ecg.utah.edu (accessed 19 May 2017).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-14e05c24-a26f-452e-859e-2861633da542
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.