DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.197291
Зображення обкладинки

Вибір меж для шкал медико-біологічних сигналів в алгоритмах їх розпізнавання

Vitalii Vasylovych Lahutin, Vladyslav Ihorovych Syrotenko, Andrii Dmytrovych Shachikov, Oleksandr Petrovych Shuliak

Анотація


Робота спрямована на вдосконалення процедур розпізнавання медико-біологічних сигналів в системах, що навчаються з учителем, в напрямку підвищення рівня правильності рішень, які приймаються.

Запропоновано шість модифікацій розпізнавальних алгоритмів з поданням сигналів в нормованих шкалах їх змін, в яких реалізовані спільний і роздільний варіанти вибору меж цих шкал на навчальних вибірках сигналів різних класів. Побудовано процедури порівняння сигналів з еталонами і прийняття рішень з підгонкою еталонів під сигнали і без неї.

Модифікації розпізнавальних процедур реалізовані і досліджені в середовищі MATLAB®. Підтверджена їх працездатність.

Спроможність розробок підтверджена розрахунками на контрольних вибірках в тестовому прикладі. Виявлено підвищення значень статистичних оцінок чутливості, специфічності і загальної валідності рішень з розпізнавання сигналів при переході до нормованих шкалам змін їх значень в порівнянні з варіантом використання звичайних шкал значень для опису процесів, що спостерігаються.

 

Ключові слова


медико-біологічні сигнали; розпізнавальні алгоритми; навчання з учителем; шкали змін значень

Повний текст:

PDF

Перелік посилань для Cited-By Linking


A. A. Genkin, New informational technology of medical data analysis (OMIS software package), Saint Petersburg: Politekhnika, 1999, p. 191, ISBN: 5-7325-0326-9.

V. A. Djuk and V. L. Jemanujel', Information technology in biomedical studies, Saint Petersburg: Piter, 2003, p. 528, ISBN: 5947235013.

M. U. Antomonov, Mathematical processing and analysis of biomedical data, Moscow: Nauka, 2005, p. 558, ISBN: 966-7865-70-3.

V. I. Vasil'ev, Recognition systems. Reference book, Kiev: Naukova Dumka, 1983, p. 421.

O. Mincer, Y. Voronenko and V. Vlasov, Information technology in health and practical medicine: Educ. textbook, Kiev: Vyshcha shkola, 2003, p. 350, ISBN: 966-642-160-7.

N. I. Yabluchanskij and A. V. Marty`nenko, Heart rate variability. To help the practitioner, Khar`kov, 2010, p. 131.

V. A. Gel`man, Medical informatics, Saint Petersburg: Piter, 2001, p. 480, ISBN: 5-272-00312-8.

R. M. Baevskij, Prediction of conditions on the verge of normalcy and pathology, Moscow: Mediczina, 1979, p. 295, ISBN: 978-5-458-39258-7.

R. M. Baevskij, O. I. Kirillov and S. Z. Kleczkin, Mathematical analysis of changes in heart rate during stress, Moscow: Nauka, 1984, p. 220.

R. M. Baevskij and R. E. Moty`lyanskaya, Heart rhythm in athletes, Moskow: Fizkul'tura i sport, 1986, p. 142.

A. A. Korostelev, N. F. Klyuev, Y. A. Mel'nik, A. A. Vegetyagin, V. A. Gubin and V. E. Dulevich, Theoretical foundations of radar: textbook for universities, Moskow: Sov. radio, 1978, p. 608.

A. P. Shulyak and Shachykov A. D., "Criteria and procedures for estimation the informativity and feature selection in biomedical signals for their recognition," «Visnyk NTUU KPI» Seriya – Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannya, no. 66, p. 86, 2016, DOI: 10.20535/RADAP.2016.66.79-86.

A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "Analysis of the Biomedical Signals’ of the Problem of Recognition," in 2014 IEEE XXXIV International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, 2014, DOI: 10.1109/ELNANO.2014.6873982.

A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "Decomposition of Biomedical Signals on Mutually Orthogonal Components in the Diagnosis of Diseases," in 2014 IEEE XXXIV International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, 2014, DOI: 10.1109/ELNANO.2014.6873914.

A. Shulyak and A. Shachykov, "Working off the analysis principles of cyclic biomedical signals’ structure for their detection, recognition and classification," Bulletin of National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute". Series Instrument Making, no. 49(1), 2015, DOI: 10.20535/1970.49(1).2015.47101.

A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "About the Impact of Informative Features Selection in the Mutually Orthogonal Decompositions of Biomedical Signals for their Recognition," in 2016 IEEE 36th International Conference ELECTRONICS and NANOTECHNOLOGY (ELNANO), Kyiv, 2016, DOI: 10.1109/ELNANO.2016.7493054.

A. D. Shachykov, V. A. Shelofast and O. P. Shulyak, "Modifications of the procedures for feature selection of cyclic biomedical signals for their recognition," Bulletin of NTUU "KPI". Series Instrument Making, no. 53(1), 2017, DOI: 10.20535/1970.53(1).2017.106810.

A. Shulyak and Shachykov A.D., "Features of using the shape characteristics of biomedical signals during their recognition," Bulletin of NTUU "KPI". Series Instrument Making, no. 51(1), 2016, DOI: 10.20535/1970.51(1).2016.78217.

I. D. Mandel, Cluster analysis, Moskow: Finance and Statistics, 1988, p. 176.

A. Kotov and N. Krasilnikov, Data clustering, 2006.

B. Duran and P. Odell, Cluster analysis, Moskow: Statistics, 1977, p. 128.

"PhysioNet. St.-Petersburg Institute of Cardiological Technics 12-lead Arrhythmia Database," 2008. [Online]. Available: https://physionet.org/content/incartdb/1.0.0/.

V. Potemkin, Introduction to MATLAB, Moskow: Dialog-MIFI, 2000.

V. P. D'yakonov, MATLAB. Complete tutorial, Moskow: DMK Press, 2012, p. 768, ISBN: 978-5-94074-652-2.

A. B. Sergienko, Digital signal processing, Saint Petersburg: Piter, 2002, p. 608, ISBN: 5-318-00666-3.


Перелік посилань


  1. A. A. Genkin, New informational technology of medical data analysis (OMIS software package), Saint Petersburg: Politekhnika, 1999, p. 191, ISBN: 5-7325-0326-9.
  2. V. A. Djuk and V. L. Jemanujel', Information technology in biomedical studies, Saint Petersburg: Piter, 2003, p. 528, ISBN: 5947235013.
  3. M. U. Antomonov, Mathematical processing and analysis of biomedical data, Moscow: Nauka, 2005, p. 558, ISBN: 966-7865-70-3.
  4. V. I. Vasil'ev, Recognition systems. Reference book, Kiev: Naukova Dumka, 1983, p. 421.
  5. O. Mincer, Y. Voronenko and V. Vlasov, Information technology in health and practical medicine: Educ. textbook, Kiev: Vyshcha shkola, 2003, p. 350, ISBN: 966-642-160-7.
  6. N. I. Yabluchanskij and A. V. Marty`nenko, Heart rate variability. To help the practitioner, Khar`kov, 2010, p. 131.
  7. V. A. Gel`man, Medical informatics, Saint Petersburg: Piter, 2001, p. 480, ISBN: 5-272-00312-8.
  8. R. M. Baevskij, Prediction of conditions on the verge of normalcy and pathology, Moscow: Mediczina, 1979, p. 295, ISBN: 978-5-458-39258-7.
  9. R. M. Baevskij, O. I. Kirillov and S. Z. Kleczkin, Mathematical analysis of changes in heart rate during stress, Moscow: Nauka, 1984, p. 220.
  10. R. M. Baevskij and R. E. Moty`lyanskaya, Heart rhythm in athletes, Moskow: Fizkul'tura i sport, 1986, p. 142.
  11. A. A. Korostelev, N. F. Klyuev, Y. A. Mel'nik, A. A. Vegetyagin, V. A. Gubin and V. E. Dulevich, Theoretical foundations of radar: textbook for universities, Moskow: Sov. radio, 1978, p. 608.
  12. A. P. Shulyak and Shachykov A. D., "Criteria and procedures for estimation the informativity and feature selection in biomedical signals for their recognition," «Visnyk NTUU KPI» Seriya – Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannya, no. 66, p. 86, 2016, DOI: 10.20535/RADAP.2016.66.79-86.
  13. A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "Analysis of the Biomedical Signals’ of the Problem of Recognition," in 2014 IEEE XXXIV International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, 2014, DOI: 10.1109/ELNANO.2014.6873982.
  14. A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "Decomposition of Biomedical Signals on Mutually Orthogonal Components in the Diagnosis of Diseases," in 2014 IEEE XXXIV International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, 2014, DOI: 10.1109/ELNANO.2014.6873914.
  15. A. Shulyak and A. Shachykov, "Working off the analysis principles of cyclic biomedical signals’ structure for their detection, recognition and classification," Bulletin of National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute". Series Instrument Making, no. 49(1), 2015, DOI: 10.20535/1970.49(1).2015.47101.
  16. A. D. Shachykov and A. P. Shulyak, "About the Impact of Informative Features Selection in the Mutually Orthogonal Decompositions of Biomedical Signals for their Recognition," in 2016 IEEE 36th International Conference ELECTRONICS and NANOTECHNOLOGY (ELNANO), Kyiv, 2016, DOI: 10.1109/ELNANO.2016.7493054.
  17. A. D. Shachykov, V. A. Shelofast and O. P. Shulyak, "Modifications of the procedures for feature selection of cyclic biomedical signals for their recognition," Bulletin of NTUU "KPI". Series Instrument Making, no. 53(1), 2017, DOI: 10.20535/1970.53(1).2017.106810.
  18. A. Shulyak and Shachykov A.D., "Features of using the shape characteristics of biomedical signals during their recognition," Bulletin of NTUU "KPI". Series Instrument Making, no. 51(1), 2016, DOI: 10.20535/1970.51(1).2016.78217.
  19. I. D. Mandel, Cluster analysis, Moskow: Finance and Statistics, 1988, p. 176.
  20. A. Kotov and N. Krasilnikov, Data clustering, 2006.
  21. B. Duran and P. Odell, Cluster analysis, Moskow: Statistics, 1977, p. 128.
  22. "PhysioNet. St.-Petersburg Institute of Cardiological Technics 12-lead Arrhythmia Database," 2008. [Online]. Available: https://physionet.org/content/incartdb/1.0.0/.
  23. V. Potemkin, Introduction to MATLAB, Moskow: Dialog-MIFI, 2000.
  24. V. P. D'yakonov, MATLAB. Complete tutorial, Moskow: DMK Press, 2012, p. 768, ISBN: 978-5-94074-652-2.
  25. A. B. Sergienko, Digital signal processing, Saint Petersburg: Piter, 2002, p. 608, ISBN: 5-318-00666-3.






Copyright (c) 2020 Лагутін В. В., Сиротенко В. І., Шачиков А. Д., Шуляк О. П.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN: 2523-4447
e-ISSN: 2523-4455