FBMI - Факультет біомедичної інженерії

Наукова робота на тему "Дослідження ентропійних показників оцінки добового серцевого ритму" (магістерська дисертація) / Comparison of different methods of heart rate entropy analysis (Master thesis)

Автор: Євтушенко Ю.

Науковий керівник: к.т.н., доц. Кисельова О.Г. 

Консультант: д.б.н., с.н.с. Настенко Є.А. 

Терміни виконання: 10.2012 - 05.2014 

---

 Робота виконувалсь на базі відділу інформаційних технологій та математичного моделювання фізіологічних процесів НІССХ ім. М. Амосова. 

---

 Key words: ApEn, SampEn, Multiscale entropy, permutation entropy, Renie entropy, Shannon entropy, Coronary artery disease, heart failure. 

---

Мета роботи: дослідження діагностичної інформативності ентропійних показниківсерцевого ритму для оцінки стану системи кровообігу.

Методи дослідження: Для обчислення нелінійних динамічних характеристик серцевого ритму використовувались методи символьної динаміки (перестановочна та багатомасштабна ентропії), методи апроксимаційної, вибіркової ентропії, а також ентропії Реньє та Шеннона, для формування висновків щодо інформативності ентропійних оцінок застосовувались методи описової статистики.

---

Загальний опис:

Метою роботи було дослідження діагностичної інформативності ентропійних показників серцевого ритму для оцінки стану системи кровообігу. Проводився аналіз добового серцевого ритму практично здорових осіб, пацієнтів  з ішемічною хворобою серця  та з серцевою недостатністю 3-4 класу. 

У роботі проведено порівняльний аналіз методів для оцінки варіабельності серцевого ритму.На основі аналізу алгоритмів роботи ентропійних оцінок розроблено прикладні програми для дослідження RR-інтервалів в середовищі Matlab та LabVIEW. Показано доцільність використання показника ентропії Реньє як додаткового параметру при аналізі стану серцево-судинної системи у порівнянні із ентропією Шеннона. Знайшло подальшого розвитку застосування методу багатомасштабної ентропії для ідентифікації таких патологій серцево-судинної системи як серцева недостатність та ішемічна хвороба серця. Під час аналізу методом перестановочної ентропії виявлено «заборонені» патерни (forbidden patterns) та обґрунтовано необхідність подальшого вивчення цього методу для оцінки стану серцево-судинної системи організму людини.

---

Основні результати: 

1. В роботі показано, що ентропійні методи оцінки серцевого ритму дозволяють визначати особливості динаміки змін серцевого ритму протягом періоду спостереження.

2. Проаналізовано сучасні бази даних з результатами клінічних досліджень та сформовано репрезентативну вибірку для оцінки ентропійних методів.

3. Показано ефективність застосування показників апроксимаційної та вибіркової ентропії (зокрема при розрахунку багатомасштабної ентропії) та ентропії Реньє.

4. Доведено низьку діагностичну ефективність методу перестановочної ентропії. Показник чутливості діагностики склав 64,73%, специфічності – 66,67 %. Показано перспективність вивчення повторюваних символьних послідовностей.

5. Розроблено прикладну програму автоматизованого розрахунку ентропійних показників серцевого ритму.

6. Результати роботи впроваджено у відділення інформаційних технологій та математичного моделювання фізіологічних процесів ДУ НІССХ  ім. М.М. Амосова

---

Публікації: 

 1.Кисельова О.Г., Євтушенко Ю.М. Ентропійні методи аналізу фізіологічних часових рядів // Системний аналiз та iнформацiйнi технологiї: матерiали 15-ї Мiжнародної науково-технiчної конференцiї SAIT 2013.– К.: ННК “IПСА” НТУУ “КПI”, 2013. - C. 114.

 2. Yevtushenko Y. Entropies analysis of biological signals // Innovations in Science and Technology. Part I I. ХI International Students Conference. Abstracts. April 9, 2013. – Kyiv, 2013. – p. 113.

3. Настенко Є. А., Кисельова О.Г., Євтушенко Ю.М. Методи символьної динаміки для аналізу поведінки часових рядів на прикладі серцевого ритму // Метеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Комп’ютерні технології: наука і освіта».– К.: - 2013.- с. 35 - 37.

  

 

• Наступна