Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Accurate automated detection of congestive heart failure using eigenvalue decomposition based features extracted from HRV signals

Sharma Rishi Raj, Kumar Ashish, Pachori Ram Bilas, Acharya U. Rajendra

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2019

|

Vol. 39, no. 2

312--327

EN

Congestive heart failure (CHF) is a cardiac abnormality in which heart is not able to pump sufficient blood to meet the requirement of all the parts of the body. This study aims to diagnose the CHF accurately using heart rate variability (HRV) signals. The HRV signals are non-stationary and nonlinear in nature. We have used eigenvalue decomposition of Hankel matrix (EVDHM) method to analyze the HRV signals. The lowest frequency component (LFC) and the highest frequency component (HFC) are extracted from the eigenvalue decomposed components of HRV signals. After that, the mean and standard deviation in time domain, mean frequency calculated from Fourier-Bessel series expansion, k-nearest neighbor (k-NN) entropy, and correntropy features are evaluated from the decomposed components. The ranked features based on t-value are fed to least-squares support vector machine (LS-SVM) classifier with radial basis function (RBF) kernel for automated diagnosis of CHF HRV signals. The study is performed on three normal datasets and two CHF datasets. Our proposed system has yielded an accuracy of 93.33%, sensitivity of 91.41%, and specificity of 94.90% using 500 HRV samples. The automated toolkit can aid cardiac physicians in the accurate diagnosis of CHF patients to confirm their findings with our system. Hence, it will help to provide timely treatment for CHF patients and save life.

2

Automatic detection of heart diseases based on ECG signal analysis

Delarue Louis, Drouard Pierre-Amaud, Hourdé Pierre, Joulia Jean, Renault Victorieu, Kotas Rafał

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2018

|

Vol. 9, nr 4

133--141

EN

The authors provide overview of techniques used in ECG signal analysis and present their implementation in order to detect heart diseases (arrhythmias). This paper presents different means to study the ECG signals to develop automatic detection of heart diseases based on artificial intelligence.

3

Modeling the 2D space of emotions based on the poincare plot of heart rate variability signal

Moharreri S., Dabanloo N. J., Maghooli K.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2018

|

Vol. 38, no. 4

794--809

EN

Emotions mean accepting, understanding, and recognizing something with one's senses. The physiological signals generated from the internal organs of the body can objectively and realistically reflect changes in real-time human emotions and monitor the state of the body. In this study, the two-dimensional space-based emotion model was introduced on the basis of Poincare's two-dimensional plot of the signal of heart rate variability. Four main colors of psychology, blue, red, green, and yellow were used as a stimulant of emotion, and the ECG signals from 70 female students were recorded. Using extracted features of Poincare plot and heart rate asymmetry, two tree based models estimated the levels of arousal and valence with 0.05 mean square errors, determined an appropriate estimation of these two parameters of emotion. In the next stage of the study, four different emotions mean pleasure, anger, joy, and sadness, were classified using IF-THEN rules with the accuracy of 95.71%. The results show the color red is associated with more excitement and anger, while green has small anxiety. So, this system provides a measure for numerical comparison of mental states and makes it possible to model emotions for interacting with the computer and control mental states independently of the pharmaceutical methods.

4

Heart rate variability (HRV) during virtual reality immersion

Malińska M., Zużewicz K., Bugajska J., Grabowski A.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

2015

|

Vol. 21, No. 1

47--54

EN

The goal of the study was assessment of the hour-long training involving handling virtual environment (sVR) and watching a stereoscopic 3D movie on the mechanisms of autonomic heart rate (HR) regulation among the subjects who were not predisposed to motion sickness. In order to exclude predispositions to motion sickness, all the participants (n=19) underwent a Coriolis test. During an exposure to 3D and sVR the ECG signal was continuously recorded using the Holter method. For the twelve consecutive 5-min epochs of ECG signal, the analysis of heart rate variability (HRV) in time and frequency domains was conducted. After 30 min from the beginning of the training in handling the virtual workstation a significant increase in LF spectral power was noted. The values of the sympathovagal LF/HF index while sVR indicated a significant increase in sympathetic predominance in four time intervals, namely between the 5th and the 10th minute, between the 15th and the 20th minute, between the 35th and 40th minute and between the 55th and the 60th minute of exposure.

5

Real-time estimation of the spectral parameters of Heart Rate Variability

Kudrynski K., Strumillo P.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2015

|

Vol. 35, no. 4

304--316

EN

Spectral Heart Rate Variability (HRV) parameters, LF (low frequency) and HF (high frequency), have an important role in interpreting slower and faster heart rate modulations. An online analysis method of HRV spectral parameters based on the modified Hilbert–Huang Transform (HHT) is proposed in the paper. A number of novel methods have been put forward to meet the demand of causal pre-processing of interbeat time intervals (IBI) series prior to application of HHT. Also in the real-time implementation of the HHT which is the combination of the Empirical Mode Decomposition and Hilbert spectral analysis an original extrapolation method of intrinsic mode function related to LF and HF spectral parameters was applied. The proposed algorithm allows temporal estimation of HRV spectral parameters in real-time with delays being reduced up to 60% with respect to the Short Time Fourier Transform (STFT) analysis. Such reduction in analysis delay can have an important significance in a number of cardiologic invasive procedures, e.g. in cardio-resynchronisation therapy (CRT).

6

Analysis of heart rate variability as a predictor of mortality in cardiovascular patients of intensive care unit

Moridani M. K., Setarehdan S. K., Nasrabadi A. M., Hajinasrollah E.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2015

|

Vol. 35, no. 4

217--226

EN

Objective: Dynamic changes of heart rate variability (HRV) reflect autonomic dysfunction in cardiac disease. Some studies suggest the role of HRV in predicting intensive care unit (ICU) mortality. The main object of this study was analyzing the HRV to design an algorithm to predict mortality risk. Methods: We evaluated 80 cardiovascular ICU patients (45 males and 45 females), ranging from 45 to 70 years. Common time and frequency domain analysis, non-linear Poincaré plot and recurrence quantification analysis (RQA) were used to study the HRV in two episodes. The episodes include 8–4 h before death, and 4 h before death to death. Independent sample t-test was used as statistical analysis. Results: Statistical analysis indicates that frequency domain and Poincaré parameters such as LF/HF and SD2/SD1 show changes in transition to death episode (p < 0.05). Moreover, Lmean, vmax and RT measures showed meaningful changes (p < 0.01) in closer segments to the death. Conclusions: Analysis of physiological variables shows that there are significant differences in RQA measures in episodes close to death. These changes can be interpreted as more stability and determinism behavior of HRV in episodes close to death. RQA parameters can be used together with HRV parameters for description and prediction of mortality risk in ICU patients.

7

A comparative study of the effects of hyperbaric oxygenation on heart rate variability using wavelet analysis and fast Fourier transform

Juvet T., Abdelhadi S.

Polish Hyperbaric Research

|

2013

|

nr 4(45)

19--36

EN

Heart rate variability (HRV) is a recognized and reliable parameter of the autonomous nervous system’s effects on the heart. Hyperbaric oxygenation (HBO) has been shown to increase HRV and decrease heart rate suggesting increased vagal tone. Several methods have been developed to analyze HRV, including time-domain, frequency-domain and wavelet time/frequency analysis. To compare the use of these methods in analyzing HRV over shorter periods of time, electrocardiogram recordings were made of 6 subjects under normal resting conditions, followed by breathing 100% O2 at 253 kPa (2.5 ATA) of pressure. HRV was analyzed over two and ten minute periods using both fast Fourier transform and wavelet analysis. Results showed that wavelet and FFT analyses have similar diagnostic features, with continuous wavelet analysis appearing more suitable in detecting changes in HRV over shorter time periods.

PL

Zmienność rytmu zatokowego (HRV) jest sprawdzonym i niezawodnym parametrem mierzącym wpływ autonomicznego układu nerwowego na pracę serca. Badania wykazały, że hiperbaryczna terapia tlenowa (HBO) powoduje zwiększenie HRV oraz redukcję w częstotliwości akcji serca, sugerując tym samym zwiększenie napięcia nerwu błędnego. W celu dokonania analizy HRV wykorzystano kilka metod, w tym analizę czasową, analizę w dziedzinie częstotliwości oraz czasowo-częstotliwościową analizę fali elementarnej. W celu porównania skuteczności tych metod w krótkookresowej analizie HRV, sześciu pacjentów poddano badaniu przy użyciu elektrokardiogramu w warunkach spoczynku, a następnie zlecono im oddychanie 100% O2 pod ciśnieniem 253 kPa (2,5 ATA). HRV analizowano w okresach dwu- i dziesięciominutowych przy użyciu szybkiej transformaty Fouriera (STF) i analizy fali elementarnej. Wyniki wykazały podobieństwa cech diagnostycznych obu metod, przy czym stwierdzono, iż nieprzerwana analiza fali elementarnej osiąga lepsze wyniki w wykrywaniu zmian w HRV w krótszych przedziałach czasowych.

8

Wpływ wolnozmiennego pola magnetycznego na parametry zmienności rytmu zatokowego i uśrednionego EKG wysokiego wzmocnienia u pacjentów z cukrzycą typu 2 i nadciśnieniem tętniczym

Cieślar G., Gmyrek J., Małyszek-Tumidajewicz J., Jagodziński L., Sieroń A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 12b

117-120

PL

W pracy oceniano oddziaływanie wolnozmiennych pól magnetycznych stosowanych w formie magnetoterapii na zachowanie się parametrów zmienności rytmu zatokowego oraz parametrów uśrednionego EKG wysokiego wzmocnienia u 32 pacjentów z cukrzycą typu 2 i nadciśnieniem tętniczym. W trakcie cyklu 15 codziennych zabiegów magnetoterapii obserwowano przywrócenie równowagi układu wegetatywnego poprzez obniżenie nadmiernej aktywności współczulnej oraz redukcję ryzyka powstania późnych potencjałów komorowych, co wskazuje na przydatność magnetoterapii jako metody wspomagającej leczenie farmakologiczne tych chorych.

EN

In the study the impact of extremely-low-frequency variable magnetic fields applied as magnetotherapy on parameters of heart rate variability and signal averaged electrocardiography was estimated in 32 patients with diabetes type 2 and arterial hypertension. During a cycle of 15 daily magnetotherapy procedures, the restoration of vegetative system balance due to decreasing of excessive sympathetic activity and reduction of risk of creation of late ventricular potentials was observed, that indicates potential usefulness of magnetotherapy as a method assisting pharmacological treatment in those patients.

9

Wykorzystanie analizy spektralnej zmienności rytmu zatokowego serca (hrv) w badaniach wpływu nurkowania na równowagę autonomiczną paraplegików

Graczyk D., Jethon Z., Magiera A.

Polish Hyperbaric Research

|

2010

|

nr 1(30)

25-33

PL

Nurkowanie jest coraz powszechniej dostępne dla niepełnosprawnych. Za pomocą analizy zmienności rytmu zatokowego serca można określić jak nurkowanie wpływa na autonomiczny układ nerwowy. Zbadano 19 mężczyzn z paraplegią pod- czas nurkowania rekreacyjnego i z zadaniami. Oba rodzaje nurkowania powodują nieznaczny wzrost aktywności części współczulnej, inaczej niż u pełnosprawnych.

EN

The diving is becoming more accessible for disabled persons. Heart Rate Variability can define how diving flow on autonomic nervous system. 19 men with parap- legia has been examined during 2 dives: recreational and task. Both kinds of dives induce insignificant hiperactivity of sympathetic nervous system, otherwise than among healthly divers.

10

Spektralna charakterystyka zmienności rytmu zatokowego serca (HRV) podczas nurkowania początkujących i doświadczonych płetwonurków

Graczyk D., Jethon Z., Szwarc Z., Gajewski J.

Polish Hyperbaric Research

|

2009

|

nr 2(27)

27-35

PL

Analiza zmienności rytmu zatokowego serca pozwala określić jak nurkowanie wpływa na autonomiczny układ nerwowy. Zbadano 30 mężczyzn podczas nurkowania rekreacyjnego i z zadaniami, dzieląc ich na dwie grupy: początkujących i doświadczonych. Zmiany wartości parametrów są niewielkie i nie różnicują płetwonurków w zależności od doświadczenia. VLF można wykorzystać jako wskaźnik poziomu wyszkolenia lub odporności na stresowe oddziaływanie nurkowania.

EN

Heart Rate Variability can define how diving flow on autonomic nervous system. 30 men in 2 groups: novice and experienced has been examined during 2 dives: recreational and task. There is only small changes of HRV parameters value: no differences between examined groups. VLF parameter can be used as indicator of diving experience level or diving stress resistance.

11

Wpływ nurkowania na stan autonomicznego układu nerwowego paraplegików określony za pomocą analizy czasowej zmienności rytmu zatokowego serca. Doniesienie wstępne

Graczyk D., Jethon Z., Magiera A.

Polish Hyperbaric Research

|

2008

|

Nr 3(24)

35-43

PL

Nurkowanie staje się coraz powszechniej dostępne, również dla niepełnosprawnych. Za pomocą analizy zmienności rytmu zatokowego serca można określić jak nurkowanie wpływa na autonomiczny układ nerwowy. Przebadano 19 mężczyzn z paraplegią podczas nurkowania rekreacyjnego i z zadaniami. Oba rodzaje nurkowania powodują wzrost aktywności cześci współczulnej, inaczej niż u pełnosprawnych. Nie jest to korzystna zmiana dla osób z uszkodzeniem rdzenia kregowego.

EN

The diving is becoming very popular, also for disabled persons. Heart Rate Variability can define how diving influence on autonomic nervous system. 19 men with paraplegia has been examined during 2 dives: recreational and task. Both kinds of dives induce sympathetic nervous system hyperactivity, otherwise than among healthy divers. It's not good for divers with spinal cord injury

12

Wpływ nurkowania na stan autonomicznego układu nerwowego określany za pomocą analizy czasowej rytmu zatokowego serca. Różnice pomiędzy nurkami początkującymi i doświadczonymi. Doniesienie wstępne

Graczyk D., Jethon Z., Szwarc Z.

Polish Hyperbaric Research

|

2008

|

Nr 4(25)

43-49

PL

Podkreśla się występowanie różnic pomiędzy nurkami początkującymi i doświadczonymi. Za pomocą analizy zmienności rytmu zatokowego serca można określić jak nurkowanie wpływa na autonomiczny układ nerwowy. Przebadano 30 mężczyzn podczas nurkowania rekreacyjnego i z zadaniami, dzieląc ich na dwie grupy: początkujących i doświadczonych. Oba rodzaje nurkowania powodują wzrost aktywności części przywspółczulnej. Brak różnic pomiędzy badanymi grupami.

EN

There are differences in reactions between novice and experienced divers in bibliography. Heart Rate Variability can define how diving flow on autonomic nervous system.30 men in 2 groups: novice and experienced has been examined during 2 dives: recreational and task. Both kinds of dives induce parasympathetic nervous system hyperactivity. There are no differences between examined groups.