ECG noise suppression using the singular value decomposition method

• Autorzy: Zaremba K. , Marzec J. , Pawłowski Z. , Konarzewski B. , Domański G.

Warianty tytułu

PL

Inżynieria biomedyczna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two algorithms based on the Ordinary (OSVD) and Quotient (QSVD) Singular Value Decomposition method were developed for internal noise suppresion in 12-lead electrocardiograms. Measured signal samples are considered as vector sets in the multi-dimensional data space. Both algorithms are based on the data space transformation into the space oriented towards the direction of maximum energy or maximum signal-to-noise ratio and selective filtering of the signal components in transformed space. This allows the achievement of substantial noise reduction without significant ECG signal distortion.

PL

W pracy przedstawiono dwa algorytmy redukcji zakłóceń wewnętrznych w 12-odprowadzeniowej rejestracji elektrokardiograficznej, oparte na metodach rozkładu macierzy wzgledem wartości osobliwych: OSVD (ang.: Ordinary Singular Value Decomposition) i QSVD (ang.: Quotient SVD). Próbki mierzonych przebiegów traktowane są jako zespoły wektorów w wielowymiarowej przestrzeni danych. Obydwa algorytmy oparte są na przekształceniach przestrzeni danych w przestrzeń o osiach zorientowanych według maksymalnej energii sygnału lub maksymalnego stosunku sygnału do zakłóceń, a następnie selektywnej filtracji składowych sygnałów w przestrzeni przekształconej. Technika taka pozwala na uzyskanie znacznej redukcji poziomu zakłóceń bez znaczących zniekształceń przebiegów EKG.

Słowa kluczowe

EN

bioengineering

PL

inżynieria biomedyczna; algorytmy; elektrokardiogram; przestrzeń danych

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2001
• Tom: z. 130
• Strony: 5--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., schem., wykr.

Twórcy

autor

Zaremba K.

• Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej

autor

Marzec J.

• Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej

autor

Pawłowski Z.

• Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej

autor

Konarzewski B.

• Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej

autor

Domański G.

• Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• 1. Vandershoot J., Callaerts D., Sansen W., Vantrappen G., Janssens J.: Two methods for optimal MECG elimination and FECG detection from skin electrode signals. IEEE Trans. BME-34, (1987), No 3.
• 2. Golub G.H., Van Loan C.F.: Matrix computation. The John Hopkins University Press, 1983.
• 3. Deprettere E. (ed.): SVD and Signal Processing. North Holland Publications, 1988.
• 4. Vandevalle J., De Moor B.: On the use of the singular value decomposition in identification and signal processing. NATO ASI Series, Vol. F70, (1979), 321-360.
• 5. Goldman M.J.: Principles of clinical electrocardiography. LANGE Medical Publications, Los Altos, California, 1986.
• 6. Proncipe J.C., Smith J.R.: Desing and implementation of linear phase FIR filters for biological signal processing. IEEE Trans. BME-33, (1986), no 3, 550-559.
• 7. Warriar R., Eswaran C.: Integer coefficient bandpass filter for the simultaneous removal of baseline wander, 50 and 100 Hz interference from the ECG. Medical & Biological Computing & Engineering, 29, (1991), 333-336.
• 8. Mortara D.: Digital filters for ECG signals. Computers in Cardiology, (1977), 511-514.
• 9. Taylor T.P., Macfarlane D.W.: digital filtering of the ECG – a comparison of low pass digital filters on small computers. Medical and Biological Engineering, 12, (1977), 493-502.
• 10. Ahlstrom M., Tomkins W.J.: digital filters for real-time ECG processing using microprocessors. IEEE Trans, BME-32, (1985), 708-713.
• 11. Lynn P.A.: Recursive digital filters for biological signals. Medical and Biological Engineering, Vol. 9, (1979), 37-43.
• 12. Adam D., Shavit D.: Complete foetal ECG morphology recording by synchronised adaptive filtration. Medical & Biological Engineering & Computation, 28, (1990), 287-292.
• 13. Thakor N., Yi-Sheng Z.: Applications of adaptive filtering to ECG analysis: noise cancellation and arrhythmia detection. IEEE Trans, BME-38, (1991), 785793.
• 14. Ferrara E.R.: The time-sequenced adaptive filter. IEEE Trans. ASSP-29, (1989), 6779-683.
• 15. Gritzali F., Frangakis G., Papakonsantinou G.: An automatic baseline drift correction method. Computers in Cardiology, (1990), 265-267.
• 16. Slonim M.A., Levi M., Yaron D., Ovsyshcher E.A.: Computer filtering of an ECG signal based on the prior knowledge principle – general concept. Computers in Cardiology, (1990), 397-400.
• 17. Sornmo L.: Time-varying digital filtering of ECG baseline wander. Medical & Biological Engineering & Computing, 31, (1993), 503-508.
• 18. Mayer C.R., Keiser H.N.: Electrocardiogram baseline noise estimation and removal using cubic splines and sate – space computation techniques. Computer and Biomedical Research, 10, (1977), 459-470.