Wykorzystanie algorytmu kompresji sygnału mowy MP-LPC do modelowania przebiegu fonokardiograficznego

• Autorzy: Redlarski G. , Gradolewski D.

Warianty tytułu

EN

Development of MP-LPC algorithm used in speech signal processing to modeling of phonocardiography signal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono nową metodę modelowania dźwięków serca, która może znaleźć zastosowanie w licznych systemach diagnostyki urządzeń medycznych oraz stanowić podstawę opracowania inteligentnego stetoskopu. Przedstawiona propozycja stanowi rozwinięcie algorytmu MP-LPC wykorzystywanego w kompresji sygnału mowy. Wykazano, że do dokładnego modelowania przebiegu fonokardiograficznego, który pozwala na odwzorowywanie różnorodnych stanów patologicznych serca, a tym samym poprawę jednoznaczności interpretacji wybranych chorób, konieczne jest zastosowanie 24-rzędu mianownika transmitancji. Celowa jest również zmiana sposobu wyznaczania funkcji pobudzenia – w wyniku której, zamiast funkcji cross-korelacji, wykorzystywany jest algorytm genetyczny.

EN

In this paper is presented a new heart sound simulation technique, which may find a use in many diagnostic systems in medical devices. This technique can also be a base of an intelligent stethoscope. The proposed algorithm was created as a development of the MP-LPC algorithm, widely used in speech signals coding. It was proved, that the denominator of the 24 order in the transfer function of this model should be applied to build an accurate model of PCG signal. It allows to simulate pathological heart tones, and thereby to gives a possibility of unambiguous interpretation of certain heart disorders. A change in the way of the excitation function generating was also required. Instead of a cross-correlation, a genetic algorithm was implemented.

Słowa kluczowe

PL

fonokardiografia; PCG; przetwarzanie sygnałów

EN

phonocardiography; PCG; digital signal processing; heart sound

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 4
• Strony: 40--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Redlarski G.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Mechatroniki i Inżynierii Wysokich Napięć

autor

Gradolewski D.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Mechatroniki i Inżynierii Wysokich Napięć

Bibliografia

• [1] ABC Zdrowia: Niedomykalność zastawki trójdzielnej, http://www.kardiolo.pl/niedomykalnosczastawkitrojdzielnej.htm, (dostęp: czerwiec 2012).
• [2] Agostinho M., Souza M.A.: New Heart Sound Simulation Technique, Proceedings – 19-th International Conference IEEE/EMBS. Oct. 30 – Nov. 2 ,(1997), Chicago, IL. US.
• [3] Ahlström C.: Processing of the Phonocardiographic Signal – Methods for the intelligent Stethoscope. Linköping Studies in Science and Technology, (2006).
• [4] Almasi A., Shamsollahi M., Senhadji L.: A Dynamical Model for Generating Synthetic Phonocardiogram Signals. 33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS Boston, Massachusetts USA, (2011).
• [5] Berezowski Ł.: Sztuczne Sieci Neuronowe, Koło naukowe myśli nieliniowej pod Instytutem Filozofii Uniwersytetu Śląskiego: http://www.knmn.us.edu.pl/teksty/nauka/115-ssn
• [6] Gradolewski D.: Analiza i modelowanie sygnału PCG. Praca dyplomowa magisterska, Politechnika Gdańska (2012).
• [7] Grbić N., Cornelius P.,: Neural Network - compendium. Blekinge institute of Technology, Sweden (2011)
• [8] Joo T., McClellan J., Foale R., Myers G., Lees R.: Pole-Zero Modeling and Classification. IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, Vol. BME-30, No 2, (1983).
• [9] N iedomykalność zastawki aorty, (dostęp: maj 2012), http://www.interna.com.pl/niedomykalnosczastawkiaorty.htm.
• [10] Niedziejko P., Dobrowolski A., Krysowaty I.: Współczesne metody analizy dźwięku serca. Przegląd Elektrotechniczny, (2011), nr 9a.
• [11] Pelech A.N.: The physiology of cardiac auscultation. Pediatr Clin North Am, Vol. 51, (2004), pp. 1515-1535.
• [12] Redlarski G., Grono A., Niklas P.: Komputerowy symulator metod i algorytmów w procesie synchronizacji obiektów elektroenergetycznych. Przegląd elektrotechniczny, (2009), nr 6.
• [13] Strona producenta mikrofonu elektronicznego: http://solutions.3mpoland.pl, (dostęp: czerwiec 2012)
• [14] Tilkian A., Conover M.: Understanding heart sounds and murmurs: with an introduction to lung sounds. 4-ed. Philadelphia: Saunders, (2001).
• [15] Wieszjak Zdrowie, http://kardiologia.wieszjak.pl/wadyserca/ 267528,Zwezenie-zastawki-aortalnej.html, (dostęp: czerwiec 2012).
• [16] Wieszjak zdrowie: Zwężenie zastawki mitralnej, http://kardiologia.wieszjak.pl/wady-serca/267527,Zwezeniezastawki-mitralnej.html, (dostęp: czerwiec 2012).
• [17] World Health Organization: http://www.who.int/en. (dostęp: czerwiec 2012)
• [18] Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, od teorii do zastosowań. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności sp. z o.o., Kraków, (2005).