Xây dựng phương pháp phân tích tín hiệu điện tâm đồ bằng hệ số lyapunov và chiều tương quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHÒNG QUẢN TRỊ – THIẾT BỊ XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN ThS... TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHÒNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHÒNG QUẢN TRỊ – THIẾT BỊ

XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN

ThS NGUYỄN HỒNG HẢI

AN GIANG, THÁNG 12 NĂM 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG PHÒNG QUẢN TRỊ – THIẾT BỊ

XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN

ThS NGUYỄN HỒNG HẢI

AN GIANG, THÁNG 12 NĂM 2015

t i nghi n ứu kho h “XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN” – mã đ t i: 15.01-TB, o t gi N u n H n H ng t t i Ph n

Qu n tr – Th t l m hủ nhi m đ t i gi đã o o k t qu nghi n ứu v

LỜI CẢM TẠ

r ớ h t nh m nghi n ứu xin h n th nh g i l i m n n Gi m hi u

tr ng i h n Gi ng n ãnh đ o h ng u n l kho h v H p t qu

t n lãnh đ o h ng u n tr – hi t đã qu n t m đ n đ nh m nghi n ứu trong qu tr nh l m đ t i nghi n ứu n y

h m nghi n ứu xin g i l i m n tới n Giám hi u tr ng i h Kho

h ự nhi n HCM thầy trong Kho Vật l - Vật l Kỹ thuật đã nhi t t nh giúp đỡ nh m nghi n ứu khi đ n qu tr ng thự hi n đ t i

Cho nh m nghi n ứu xin tỏ l ng i t n h n th nh v s u sắ nhất tới

GS S ặng Văn i t, TS.BS Lê h H ng Hu đã tận t nh h ớng ẫn giúp đỡ

nh m nghi n ứu ho n th nh t t đ t i n y

Và cho nh m nghi n ứu g i l i m n h n th nh tới ng i th n gi đ nh

đ ng nghi p n è những ng i đã qu n t m giúp đỡ ủng hộ v động vi n nh m nghi n ứu trong su t qu tr nh nghi n ứu v ho n th nh đ t i

Mặ ù đã rất gắng song đ y l đ t i mới t ng đ i lớn v các lý do khách quan khác nên không thể tr nh những thi u s t V vậy nh m nghi n ứu rất mong sự hỉ ẫn g p để ho n thi n v g p phần ph t triển đ t i h n

Ch n th nh m n

n n n 10 t n 12 năm 2015

Ch nh m t

ThS N u n H n H

T M T T

i n t m đ (Ele tro r iogr m – ECG) l một ng ụ qu n tr ng để ung

ấp những tín hi u v truy n t i những th ng tin v ho t động ủ tim m th ng qu

đ vi ph n tí h những tín hi u n y giúp húng t t m r đ những nh lí m tim

mắ ph i để h ớng đi u tr k p th i

C ng tr nh nghi n ứu n y với tên đ t i “XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN” đ x y ựng nhằm mụ ti u nghi n ứu v h s

y punov v hi u t ng qu n; trên s đ x y ựng h ng tr nh nhằm ph n tí h tín hi u đi n t m đ qu h s y punov v hi u t ng qu n Ch ng tr nh

ph n tí h đ vi t ằng ng n ngữ M tl th nghi m tr n ữ li u t ng n h ng hysio n lo i tín hi u đi n t m đ đ h n ph n tí h g m: ECG ủ ng i nh

th ng ECG ủ nh đột qu ECG ủ nh rung nh ECG ủ nh nh p nh nh thất K t qu ph n tí h ho thấy: vi ph n tí h h s y punov v hi u t ng qu n

s giúp h n đo n v nhận ng ho một s lo i nh v tim ng nh m r ti m năng h t o một ụng ụ nh o v nh tr ng ủ ng i ùng nhằm đ nh

h ớng đi u tr sớm

Từ k ó : đi n t m đ h s y punov hi u t ng qu n nh đột qu nh rung

nh nh nh p nh nh thất

Electrocardiogram (ECG) is an important tool to provide the signals and transmit information about the heart's activity; through analyzing these signals, we can diagnose the cardiac illnesses and timely treatment

The study called “BUILDING AN ANALYTIC METHOD OF ECG

SIGNAL BY LYAPUNOV COEFFICIENT AND CORRELATION DIMENSION” was developed in order to research on Lyapunov coefficient and

correlation dimension; then, to develop a program which can analyze the ECG signal

by Lyapunov coefficient and correlation dimension The analytic program is written

in Matlab, tested on data from Physio bank Four types of ECG signal are analyzed including ECG of normal people, stroke, atrial fibrillation, ventricular tachycardia The analysis results showed that analyzing coefficient of Lyapunov and correlation dimension will help human diagnose and identify some types of heart diseases, as well s open up potenti l w rning tool for p tients’ ondition for early treatment

Keywords: electrocardiogram, coefficient of Lyapunov, correlation dimension,

stroke, atrial fibrillation, ventricular tachycardia

LỜI CAM ẾT

h m nghi n ứu xin m đo n đ y l ng tr nh nghi n ứu ủ ri ng nh m nghi n ứu C s li u trong ng tr nh nghi n ứu n y xuất xứ r r ng hững

k t luận mới v kho h ủa ng tr nh nghi n ứu n y h đ ng trong ất

ứ ng tr nh n o kh

n n n 10 t n 12 năm 2015

N ƣ th h n

ThS N u n H n H

M C L C

LỜI CẢM TẠ ii

T M T T iii

LỜI CAM ẾT v

M C L C vi

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH H NH ix

DANH M C CÁC CH VIẾT T T xi

CHƯƠNG 1: GI I THIỆU 1

1.1 ính ần thi t ủ đ t i 1

1.2 Mụ ti u nghi n ứu 2

1.3 i t ng v ph m vi nghi n ứu 2

1.4 h ng ph p nghi n ứu 2

1.5 ội ung nghi n ứu 2

1.6 hững đ ng g p ủ đ t i 2

CHƯƠNG 2: CƠ S L THUYẾT 4

2.1 S l v tim v đi n t m đ 4

2.1.1 T m v qu tr n n 4

2.1.2 n t m 5

2.1.3 u n o són t m 7

2.1.4 són tron n t m 10

2.1.5 t s n v t m v n t m 12

2.2 Chu i th i gi n phi tuy n 14

2.2.1 H ỗn lo n 14

2.2.2 Chuỗ t ờ n p tu ến 15

2.2.3 H s punov 16

2.2.4 u m v u tương quan 18

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ CHƯƠNG TR NH PHÂN TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN 20

3.1 gu n ữ li u 20

3.2 X đ nh hi u nhúng t i u v th i gi n tr t i u 22

3.2.1 u n ún t ưu 22

3.2.2 Thờ n tr t ưu 25

3.3 h ng ph p ph n tí h tín hi u đi n t m đ ằng h s y punov 27

3.4 h ng ph p ph n tí h tín hi u đi n t m đ ằng hi u t ng qu n 35

CHƯƠNG 4 ẾT QUẢ PHÂN TÍCH M T SỐ TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ 41

4.1 K t qu ph n tí h h s y punov 41

4.1.1 ECG ngườ n t ường 41

4 1 2 n t qu 42

4 1 3 n run n 43

4 1 4 n n p n n t t 44

4.2 K t qu ph n tí h hi u t ng qu n 45

4.2.1 ECG ngườ n t ường 45

4.2 2 n t qu 47

4.2 3 n run n 49

4.2 4 n n p n n t t 51

4.3 h o luận 53

CHƯƠNG 5 ẾT LU N 56

TÀI LIỆU THAM HẢO 57

CÁC C NG TR NH HOA HỌC C LIÊN QUAN 59

DANH SÁCH BẢNG

ng 1: K hi u đi n ự 7

ng 1: K t qu tính h s y punov lớn nhất t ECG ủ ng i nh th ng 41

ng : K t qu tính h s y punov lớn nhất t ECG ủ nh đột qu 42

ng : K t qu tính h s y punov lớn nhất t ECG ủ nh rung nh 43

ng : K t qu tính h s y punov lớn nhất t ECG ủ nh nh p nh nh thất 44 ng 5: Chi u t ng qu n ủ ECG ủ ng i nh th ng 46

ng : Chi u t ng qu n ủ ECG ủ nh đột qu 48

ng : Chi u t ng qu n ủ ECG ủ nh rung nh 50

ng : Chi u t ng qu n ủ ECG ủ nh nh p nh nh thất 52

ng : H s y punov ự đ i ủ lo i ECG 53

ng 1 : Chi u t ng quan D2 ủ lo i ECG 53

DANH SÁCH H NH

H nh 1: Cấu t o ủ tim 4

H nh : u tr nh kh ự t i ự ủ tim 4

H nh : Xung truy n qu tim 5

H nh : i n t m đ ủ một nh p tim nh th ng 6

H nh 5: C iểu th tr n giấy ghi đi n t m đ 6

H nh : M y đo nh p tim v h đặt đi n ự tr n 7

H nh : huyển đ o mẫu 8

H nh : C huyển đ o đ n ự hi 9

H nh : C huyển đ o tr ớ tim 9

H nh 1 : C huyển đ o kh 10

H nh 11: S ng phứ h p S v s ng 12

H nh 1 : K đ ECG ủ ng i nh th ng 12

H nh 1 : K đ ECG nh đột qu 13

H nh 1 : K đ ECG ủ nh rung nh 13

H nh 15: K đ ECG ủ nh nh p nh nh thất 14

H nh 1 : Kh ng gi n ph ủ k đ ECG ng i nh th ng 1 m với th i gi n tr τ = hi u nhúng m = 15

H nh 1 : Sự ph n hi ủ quỹ đ o trong kh ng gi n ph 16

H nh 1 : H nh ầu n kính ε t m t i x tr n t m hút 18

H nh 1 : th ln C đ i với ln ε 19

H nh 1: g n h ng ữ li u hysio 20

H nh : File ữ li u ECG 1 m 21

H nh : File ữ li u ECG m 21

H nh : File ữ li u ECG 5 1m 21

H nh 5: File ữ li u ECG u 1m 22

H nh : Chi u nhúng t i u theo h nh v m = 5 S li u t k đ ECG ng i nh th ng 1 m 25

H nh : ECG 1 m ủ ng i nh th ng 27

H nh : h ng tin t ng h trung nh ủ tín hi u ECG nh th ng 1 m heo đ th gi tr t i u ủ th i gi n tr l τ = 27

H nh 1: th log theo th i gi n ủ ECG 1 m 41

H nh : th log theo th i gian ủ ECG m 42

H nh : th log theo th i gian ủ ECG m 43

H nh : th log theo th i gian ủ ECG u 1m 44

H nh 5: ng t ng qu n tính ằng ph ng ph p G ussi n Kernel ủ ECG

H nh 11: ng t ng qu n tính ằng ph ng ph p G ussi n Kernel ủ ECG 5261m t i m = v τ = 1 49

H nh 1 : ng t ng qu n tính ằng ph ng ph p G ussi n Kernel ủ ECG 5261m với m = { : } τ = 1 50

H nh 1 : th iểu i n hi u t ng qu n ứng với hi u nhúng t đ n ủ ECG 5261m 50

H nh 1 : ng t ng qu n tính ằng ph ng ph p G ussi n Kernel ủ ECG cu01m t i m = v τ = 1 51

H nh 15: ng t ng qu n tính ằng ph ng ph p G ussi n Kernel ủ ECG

u 1m với m = { : } τ = 1 52

H nh 1 : th iểu i n hi u t ng qu n ứng với hi u nhúng t đ n ủ ECG cu01m 52

H nh 1 : h tỉ l h s y punov ủ lo i ECG 53

H nh 1 : h tỉ l hi u t ng qu n ủ lo i ECG 54

H nh 1 : S đ kh i h ng tr nh nhận ng lo i tín hi u ECG: ng i nh

th ng đột qu rung nh v nh nh nh p thất qu h s y punov v hi u t ng quan 55

DANH M C CÁC CH VIẾT T T

AHA American Heart Association

AMI Average Mutual Information

IEC International Electrotechnical Commission

LPD Low pass differentiation

MART Multichannel ART-based neural network

NIBIB National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering NIGMS National Institute of General Medical Sciences

CHƯƠNG 1 : GI I THIỆU1.1 TÍNH C N THIẾT C A ĐỀ TÀI

i n t m đ (Ele tro r iogr m – ECG) l một ng ụ qu n tr ng để ung

ấp những tín hi u v truy n t i những th ng tin v ho t động ủ tim m th ng qu

1 nghi n ứu m rộng đ thự hi n i ng ty v ph ng thí nghi m

tr ng đ i h để n ng o độ hính x C nghi n ứu ph n tí h ECG th ng tập trung v o vi x đ nh đỉnh i n độ đ ng ong độ h huyển ủ s ng

Q, R, S, T; x đ nh th i gi n tr v tần s nh p nhằm nhận ng một s nh th ng ụng

Hi n n y nhi u ph ng ph p ph n tí h ECG đã đ giới thi u nh ng

s ng để t đ thể suy r lo i nh ủ tim rong khi đ tín hi u y sinh nh tín hi u não tín hi u ECG th ng l tín hi u phi tuy n V vậy vi s ụng ph ng ph p tr n mặ đ nh tính tuần ho n ủ tín hi u ECG l h thự

sự hính x r n th giới hi n đã một s nghi n ứu v l thuy t p ụng ph n

tí h hu i th i gi n phi tuy n ủ C s gli (1 ) M er ( ) v ru e Henry (2012); ng nh vi p ụng gi i i to n hu i th i gi n phi tuy n ằng h s

y punov ủ Wolf (1 5) W ng ( ) h y ủ h ng H ( 5) gi i ằng hi u

t ng qu n ủ C s leggio (1 5) i ng Vi t m nhi u nghi n ứu ứng ụng h s y punov để gi i i to n hu i th i gi n phi tuy n l nh vự kh

nh u nh ng vi p ụng trong ph n tí h tín hi u y sinh rất ít đặ i t trong ph n

tí h đi n t m đ V h ng tr nh nghi n ứu k t h p s ụng đ ng th i h s

y punov v hi u t ng qu n trong ph n tí h đi n t m đ nhằm ph n lo i nh

v tim

u nghi n ứu gi i ph p h s y punov v hi u t ng qu n tính năng u vi t trong vi gi i i to n v hu i th i gi n phi tuy n đ y hắ hắn l một gi i ph p phù h p ho vi gi i i to n v ph n tí h tín hi u ECG t đ

h tr h n đo n v ph n lo i một s nh v tim

ứu kho h ng nh Y h Kỹ thuật đi n t Vật l kỹ thuật Vật l tin h Vật l Y – Sinh

- ng g p ph t triển kinh t xã hội: Ch ng tr nh m y tính thự hi n nh nh

h ng gi tăng hi u qu trong vi ph n lo i một s lo i nh Vi nhận ng tự động nh kh nh u t o ti n đ n ng o kh năng h t o m y ECG ứng ụng ph ng ph p tr n hoặ h t o m h nh k t h p nhúng phần m m để ph n

tí h v gi i thí h n ghi ECG với một s lo i nh v tim - một ụng ụ nh

o ho ng i ùng để l u v t nh tr ng tim ủ m nh

CHƯƠNG 2 : CƠ S L THUYẾT 2.1 SƠ LƯ C VỀ TIM VÀ ĐIỆN TÂM ĐỒ

n trong m ng t o m h n so với n ngo i

H nh 2.2: Quá trình kh cực, tái cực củ tim

1- m nh ph i - m nh tr i 3- nh m h hủ tr n - ộng m h hủ 5- ộng m h ph i - nh m h ph i 7-Van hai lá; 8-V n động m h hủ 9- m thất trái; 10- m thất ph i 11- nh m h hủ ới 1 -Van ba lá;

13-V n động m h ph i

i n th nhỏ đ t o r i tim l t ng đi n th nhỏ t o r i t

o tim trong qu tr nh kh ự v t i ự ng ủ đi n th n y l đi n th

hi u v ng độ ri ng ùng đi n ự để ghi l i đi n th n y ộ lớn

ủ đi n th phụ thuộ v o ng độ đi n th v g t o i vector đi n th đ với huyển đ o uy đi n th ủ t o tim phứ t p nh ng t ng ủ húng vẫn l một vector hi u h ớng v ng độ nhất đ nh

u tr nh truy n ẫn xung tim đ m t nh h nh

H nh 2.3: Xung truy n qu tim

Nút xo ng nh S l một hùm nhỏ t o (kho ng x 10 mm) nằm u i

th nh ủ t m nh ng y ới điểm gắn v o t nh m h tr n (đ ng v i tr kh i ph t) ung ấp tín hi u kí h thí h truy n xung r nh l m ho nh kh ự nh p

tr ớ đ y m u xu ng thất y l qu tr nh kh ự ủ t m nh ( tri l depolarization) v t o n n s ng tr n ECG S u đ , nút nh thất w r ( V node:

w r no e) nh ti p nhận xung động r i truy n qu His C một ộ ãy m huy n i t nằm giữ nút S v V đ vận t truy n nh nh h n vận t trong

m t m nh kho ng 51 m s on đ ng truy n ẫn n trong n y m ng tín hi u đ n

t m thất Xung truy n qu h i nh nh t m thất nh m ng urkinje v l m kh

ự t m thất ú n y thất đã đầy m u s p m nh v đ y m u r ngo i y l qu

tr nh t m thất kh ự (Ventri ul r epol riz tion) v t o n n một lo t s ng

S Cu i ùng xung đi n gi m đi t m thất giãn r y l qu tr nh t m thất t i

ph n ự (ventri ul r repol riz tion) v t o n n s ng ( rần rinh )

2.1.2 Đ n t m

ECG l một đ ng ong ghi l i i n thi n ủ đi n th o tim ph t r trong khi ho t động o p i n th đ rất nhỏ hỉ tính ằng miliv n n n rất kh ghi ăm 1 ugustus D W ller (St M ry’s Me i l S hool on on) tr nh y ECG đầu ti n tr n ng i ủ hom s Goswell một nhân viên ph ng thí nghi m

ăm 1 Willem Einthoven giới thi u t “electrocardiogram” t i u i h p ủ Hội

Y h Hà Lan (nh ng s u đ ng s l i rằng W ller l ng i đầu ti n ùng hữ này) n năm 1 Einthoven mới lần đầu ti n ghi đ n ằng một đi n k độ

nh y o

Một nh p trong ECG o g m một s ng đi tr ớ thể hi n sự kh ự ủ

h ng ph p ghi ECG đ thự hi n ằng h: ho ng đi n tim t động

l n một út ghi l m út n y o động qu l i v v l n mặt một ăng giấy o một động l m huyển động đ u nh th t đ một đ ng ong tuần ho n g m

nhi u s ng i n thi n theo th i gi n đ l ECG Vậy n t m l t ó o n

l t ờ n v tun l n t ế dòn n t m ùy v o đi n th n y o

h y thấp út ghi s v h l n giấy một s ng i n độ t ng ứng g y n y ng i

t đã s ng h r rất nhi u lo i m y ghi đi n tim độ nh y o ti n l i và ghi trự

ti p l n giấy go i r m y đo nhi u k nh ghi đ ng th i đ nhi u huyển đ o ùng một lú v li n tụ gi ( rần rinh )

H nh 2.5: C iểu th tr n giấy ghi đi n t m đ

Ủy n kỹ thuật đi n t qu t

H nh 2.6: M y đo nh p tim v h đặt đi n cực trên da

- huyển đ o l ỡng ự hi: I II III

II = LL – RA (2.2)

i n ự (-) đặt mặt trong t y tr i đi n ự (+) đặt h n tr i g i l chuyển đ o III vi t tắt D3 h th trụ huyển đ o s l đ ng th ng n i t t y tr i ( ) xu ng h n tr i ( ) ng ẫn III hi u đi n p giữ h i v trí n y

III = LL – LA (2.3)

C huyển đ o mẫu đ u h i ự đi n thăm để ghi hi u đi n th giữ h i điểm ủ đi n tr ng tim h ng khi mu n nghi n ứu đi n th ri ng i t ủ một điểm th t ph i ần một đi n ự trung tính C ( entr l termin l) đi n th ằng

l t m ủ m ng đi n h nh s o mắ v o đỉnh ủ t m gi Einthoven (điểm Wilson) C n đi n ự thăm n l i (đi n ự (+)) th đem đặt l n vùng ần thăm

- C h n tr i: t thu huyển đ o V n l huyển đ o độ nhất “nh n” thấy

th nh s u n i đ y tim

H nh 2.8: C huyển đ o đ n ự hi

ăm 1 Gol erger đem i ti n huyển đ o tr n ằng h ắt ỏ nh

s o n i với hi đặt đi n ự thăm l m ho huyển đ o đ tăng i n độ l n gấp r ỡi m vẫn giữ đ h nh ng nh k hi u V VL, aVF (a-augmented: tăng th m):

đi n ự thăm đ đặt lần l t tr n s u điểm vùng tr ớ tim

Chuyển đ o V1 và V2 oi nh đi n ự thăm đặt l n vùng th nh ngự

l i n t n g i l trụ s ng

Khi nh t i ự n ph t r ng đi n ghi l n m y ằng một s ng m nhỏ g i

là sóng Ta (auricular T) g y lú n y ng xuất hi n kh ự thất ( S) với đi n

th m nh h n nhi u n n tr n đi n tim đ th ng th ng t kh ng nh n thấy đ s ng

nữ m l i nh đ ngh l sự ho t động ủ nh hỉ thể hi n l n đi n tim ằng một l n s ng đ n độ l s ng

2.1.4.2 Thất đồ

- S n phứ hợp QRS - hử : X y r ng y khi nh đ ng n kh ự r i

ắt đầu v o nút nh – thất r i truy n qu thất v h i nh nh His xu ng kh ự thất

Vi kh ự n y ắt đầu t phần giữ mặt tr i v h li n thất xuy n s ng mặt

ph i v h n y t o r một vector kh ự đầu ti n h ớng t tr i s ng ph i xuất hi n một l n s ng m nhỏ nh n g i l s ng

Xung truy n xu ng v ti n h nh kh ự đ ng th i h i t m thất theo h ớng xuy n qu mặt y tim t lớp ới nội t m m r ới th ng t m m ú này, vector kh ự h ớng nhi u v n tr i h n v thất tr i y h n v tim nằm nghi ng h ớng trụ gi i phẫu v n tr i Vector kh ự lú n y h ớng t ph i s ng

tr i v m y ghi đ một l n s ng ng o nh n g i l s ng

S u đ kh ự vùng đ y thất l i h ớng t tr i s ng ph i t o một vector

h ớng t tr i s ng ph i: ghi đ một l n s ng m nhỏ nh n g i l s ng S

m l i kh ự thất o g m l n s ng o nh n S i n thi n phứ

t p n n đ g i l phứ h p S ( S omplex) V n suất đi n động t ng

đ i lớn l i i n thi n nh nh trong một th i gi n ngắn ( hỉ kho ng ,07 s) n n n g i

i ự h ớng xuy n qu tim t lớp ới th ng t m m v o lớp ới nội t m m i ự ng hi u với kh ự o n ti n h nh đúng v o lú tim p với ng độ m nh nhất l m ho lớp tim ới nội t m m lớp ngo i nén quá

m nh n n t i ự muộn đi r i với kh ự t i ự ti n h nh t vùng đi n ng tới vùng đi n m Vector t i ự h ớng t tr n xu ng ới v t ph i s ng tr i l m ph t sinh một l n s ng ng thấp g i l s ng

S ng kh ng đ i xứng m s n l n tho i tho i h n v s n xu ng đứng h n h i gi n ủ n rất i n n n đ g i l s ng hậm S u khi k t thú thể n thấy một s ng hậm nhỏ g i l s ng U g i t ho rằng s ng U l một

H nh 2.11: S ng phứ h p S v s ng 2.1.5 M t s nh v t m v n t m

lo n ng n ngữ h n m r i lo n trí nhớ,… v thể t vong Các nh tim m h nói hung v đột qu n i ri ng l những nh l nguy hiểm i n i n m thầm ph t

C xung động n y tr ớ ki năm 1 5 đã đ ewis hứng minh l xuất

ph t t một vận động v ng tr n xung qu nh g t nh m h hủ tr n h ng gần đ y oth erger r i rinzmet l năm 1 5 đã hứng minh rằng húng ng xuất ph t t

l h trong nh nh trong nh p nh nh k h ph t tr n thất C đi u tần s

n tim nh nh thất kéo i lớn h n s g i l n tim nh nh thất n ỉ v n khi

ới 30 s g i l n tim nh nh thất kh ng n ỉ

Dấu hi u nhận i t trong đi n t m đ nh nh p nh nh thất:

- ính đ u đặn đ u

- Sóng P, sóng T, kho ng : không có

- Kho ng S: đ o ng rộng ( > 0,12 s)

H nh 2.15: K đ ECG ủ nh nh p nh nh thất 2.2 CHU I THỜI GIAN PHI TUYẾN

2.2.1 H hỗn lo n

H n lo n l một vấn đ li n qu n tới nhi u l nh vự kh nh u nh : vật l to n

h h h y kho khí t ng sinh h … Mặ ù nh to n h đã qu n t m

đ n hi n t ng h n lo n t l u nh ng n hỉ đ ph t triển m nh ùng với sự ùng

n ủ m y tính H n lo n kh với ngẫu nhi n sự ph n rã h t nh n l một hi n

t ng ngẫu nhi n húng thể đ m h nh h ằng những s ngẫu nhi n v vi tính to n ủ những lần kh nh u ho k t qu kh nh u r i l i h n lo n ti u iểu

l quỹ đ o ủ một h động h – trong tr ng h p tính to n nhi u lần kh nh u

n u đi u ki n đầu gi ng nh u s ho k t qu gi ng nh u n n đ i khi ng i t n

g i l “h n lo n tất đ nh” uy nhi n n u đi u ki n đầu kh i t thật nhỏ th h

* Không gian pha: ( ặng Văn i t )

Gi s xét một h vật – l xo th y v iểu i n đ th vận t theo th i gi n v(t) húng t iểu i n vận t v theo độ h huyển x H t độ v-x đ g i l không gian pha Quỹ đ o huyển động ủ h trong kh ng gi n ph s m t huyển động ủ i to n theo một i nh n kh đ i khi n gi tr nhi u h n vi iểu

i n quỹ đ o trong kh ng gi n v-t

u quỹ đ o ủ một h vật – l xo trong kh ng gi n ph ng xoắn (h mất năng l ng trong kh ng khí) v hút v điểm ( ) điểm n y đ g i l t m hút (st le ttr tor) v đặ tr ng ủ t m hút l tính n vững

2.2.2 Chuỗ th n ph tu n

rong thự t , kh ng ph i lú n o húng t ng i t đ những ph ng tr nh

vi ph n iểu i n ho h động h phi tuy n (nh tín hi u đi n tim tín hi u đi n não) Lú đ t kh ng h ph ng tr nh vi ph n m hỉ i t gi tr đo ủ húng những th i điểm nhất đ nh Vi kh o s t tín hi u phi tuy n nh vậy

đ g i l ph n tí h hu i th i gi n phi tuy n Chu i th i gi n phi tuy n ng l

xk = x(k*∆t) k = 1 … nh m nghi n ứu s s ụng một s phép x l tín hi u phi tuy n để ph n tí h hu i th i gi n phi tuy n n y Kh ng gi n ph đ x y ựng

ự tr n l thuy t nhúng ủ kens v S uer ùng ộng sự thuy t n y kh ng

đ nh rằng n u một hu i th i gi n l một phần ủ t m hút th n thể đ m t

i một mặt đ hi u (l s nguy n) lú n y ng h nh h ủ t m hút s đ

iểu i n i những ve tor kh ng gi n ph m- hi u:

⃗⃗⃗ ( ) , trong đ : i = 1 … - (m - 1)τ m ≥ +1 τ: th i gi n tr v m: hi u nhúng

Ví ụ một hu i th i gi n g m phần t đầu ti n trong k đ (ECG) ủ

h vậy để x y ựng một kh ng gi n ph t i u th ần ph i x đ nh hi u nhúng t i u m ủ th i gi n tr t i u τ

h ng ph p th ng ụng để x đ nh hi u nhúng t i u ho vi x y ựng

kh ng gi n ph l ph ng ph p l n ận gần nhất s i (F lse e rest eigh ors)

h ng ph p n y đ đ r i Kennel v ộng sự l một ng ụ hữu í h trong vi t m r một hi u nhúng t i u để l m r ấu trú phứ t p ủ t m hút Ý

t ng ủ ph ng ph p n y l đo kho ng h giữ một điểm v những điểm l n ận xung qu nh n khi s hi u tăng l n kho ng h n y kh ng th y đ i th những điểm n y l những điểm l n ận gần nhất

n nh đ th i gi n tr l một th ng s qu n tr ng trong vi x y ựng

kh ng gi n ph n l th i gi n tr giữ th nh phần ủ một ve tor kh ng gi n trong hu i th i gi n u th i gi n tr qu nhỏ k t qu l những quỹ đ o trong

kh ng gi n ph l những đ ng gần nh u với tính t ng qu n o giữ những điểm trong kh ng gi n ph li n tụ v n u th i gi n tr qu lớn n thể ẫn đ n l m he

m đi ấu trú tất đ nh ủ những li n k t điểm theo một ậ tự o đ n độ Do

y punov ng ho hầu h t tất đi u ki n đầu trong một h th ng hữu h n

ng đã đ m rộng trong vi đ nh ngh h n lo n tất đ nh

H nh 2.17: Sự phân chia của các quỹ đ o trong không gian pha

- u h s y punov m quỹ đ o hội tụ theo th i gi n v h động lự

kh ng phụ thuộ v o đi u ki n đầu

- H s y punov ằng h động lự tuần ho n

- H s y punov ng quỹ đ o ph n kỳ theo th i gi n v h động lự

nh y với đi u ki n đầu

Cho ⃗⃗⃗⃗ iểu th ho quỹ đ o h huyển mẫu th ng qu ⃗⃗⃗⃗ th i điểm t

= 0, và cho ⃗⃗⃗ iểu th ho một quỹ đ o h huyển th ng qu ⃗⃗⃗ th i điểm

t = ú n y h s y punov đ đ nh ngh theo quỹ đ o mẫu ⃗⃗⃗⃗ là:

⃗⃗⃗⃗ ‖ ‖ ‖ ‖

‖ ‖ trong đ : ‖ ‖ v ‖ ‖ lần l t l kho ng h giữ quỹ đ o ⃗⃗⃗⃗ và

⃗⃗⃗ th i điểm n đầu t = th i điểm t s u đ

rong đ nh ngh n y quỹ đ o ⃗⃗⃗ thể l quỹ đ o ất kỳ gần quỹ đ o

⃗⃗⃗⃗ th i điểm t = M i t ng qu n giữ sự nh y với đi u ki n đầu v h s

y punov ng đ thể hi n trong ng thứ :

‖ ‖ ‖ ‖ Một h động h trong kh ng gi n m hi u th n m h s y punov đ sắp x p theo thứ tự gi m ần t lớn nhất đ n nhỏ nhất

rong thự t ữ li u thự nghi m th ng hứ nhi u nhi u ph ng ph p

đ đ r để gi m nhi u trong đ thuật to n đầu ti n đ đ r i Wolf v ộng sự (1 5) ớ đầu ti n trong ph ng ph p l x y ựng nhúng xấp xỉ ủ

v h ớng xấp xỉ trùng với C h i điểm và h huyển đ n

th i điểm T2 trong kh ng gi n ph v ti p tụ tính to n ho kho ng h mới

‖ ‖ ‖ ‖ Quá trình chu n h để t m r một điểm l n ận mới để th y th đ lặp l i lần v h s y punov ự đ i lú n y đ tính:

H nh 2.18: Hình cầu n kính ε t m t i x trên tâm hút A

Khi tăng n kính ε th s điểm trong h nh ầu tăng l n theo qui luật h m m :

(2.16) trong đ đ g i l hi u điểm t i x Chi u điểm phụ thuộ đ ng kể v o x n s nhỏ h n trong vùng mật độ điểm ủ t m hút trong kh ng gi n ph th thớt ể

CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG PHÁP VÀ CHƯƠNG TR NH PHÂN

TÍCH TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ BẰNG HỆ SỐ LYAPUNOV VÀ CHIỀU TƯƠNG QUAN3.1 NGUỒN D LIỆU

H nh 3.1: Ngân hàng ữ li u Physio

Dữ li u nghi n ứu ph i l ữ li u đ ghi ằng s hoặ ph i s h ữ

li u t ng tự Với h n h ph ng thí nghi m kh ng thi t s ho trong khi đ hầu h t nh vi n Vi t m s ụng m y đo đi n tim t ng tự (Analog) hoặ

hỉ ung ấp n ghi t ng tự nên h thể ti p ận s ụng ữ li u n y ể

đ m o độ tin ậy húng t i h n tín hi u trong nh m một với tần s lấy mẫu 1

Hz đ i với ECG ng i nh th ng v 5 Hz đ i với ECG nh l rong huyển đ o th D2 và V5 l ng gần gi ng với tín hi u l thuy t ủ ECG n n húng t i h n ữ li u đo tr n huyển đ o D2 và V5 Ví ụ: H nh l file ữ li u

ho tr ng h p nh nh p nh nh thất đ đo tr n huyển đ o D2 So s nh với tín

hi u ECG t ng tự trong (h nh 1) th ECG ủ hysio kh ng đ ng đ u nh tín hi u

t ng tự phứ h p S đ o ng nh trong tín hi u t ng tự

o đi u ki n thuận l i ho vi tính to n v ph n tí h nh l m i tín hi u ECG đ húng t i trí h th nh một file i 1 gi y t ng đ ng với 1 điểm đ i với ECG ng i nh th ng v 5 điểm đ i với ECG nh Do giới h n ủ

s ữ li u húng t i ph n lo i th nh n nh m g m: ( ) ECG nh th ng ( ) ECG

nh đột qu ( ) ECG nh rung nh ( ) ECG nh nh p nh nh thất V nh đột

qu rất ít trong s ữ li u n n hỉ h n file tr ng h p n l i đ u h n

5 file

So s nh tín hi u ECG ủ hysio nk với tín hi u ECG l thuy t trong

h ng 2 tín hi u ECG ủ hysio nk t ng đ i phù h p với tín hi u ECG t ng

tự nh ng vẫn một ít kh i t

H nh 3.2: File dữ li u ECG 16420m

Hình 3.2 là file ECG 16420m ho tr ng h p nh th ng đo tr n huyển đ o

D2 So s nh với ECG t ng tự (h nh 12) th s ng v s ng nhi u kh ng tr n

nh trong ng ECG t ng tự hứ h p S gi ng với ECG t ng tự

H nh 3.3: File dữ li u ECG 32m

Hình 3.3 l file ữ li u ECG ho tr ng h p nh đột qu đ đo tr n huyển đ o D2 So s nh với ECG t ng tự trong (h nh 13) th ECG ủ hysio nhi u nhi u h n s ng kh ng r r ng s ng đ o ng nh trong ECG t ng tự

H nh 3.5: File dữ li u ECG cu01m

Hình 3 5 l file ữ li u ho tr ng h p nh nh p nh nh thất đ đo trên huyển đ o D2 So s nh với tín hi u ECG t ng tự trong (h nh 15) th ECG ủ hysio kh ng đ ng đ u nh tín hi u t ng tự phứ h p S đ o ng nh trong tín hi u t ng tự

r n đ y l so s nh giữ tín hi u ECG lấy t ng n h ng hysio nk v tín

hi u t ng tự ới sự h tr ủ i n s – s th H ng Hu nh m nghi n ứu nhận thấy: ù trong một s tr ng h p tín hi u t ng n h ng hysio nk hút khá i t so với tín hi u t ng tự nh ng sự kh i t l kh ng đ ng kể n n nh m nghi n ứu s ụng ữ li u n y để tính h i th m s qu n tr ng ủ hu i th i gi n phi tuy n l h s y punov v hi u t ng qu n ủ lo i ECG kh nh u

3.2 XÁC ĐỊNH CHIỀU NH NG TỐI ƢU VÀ THỜI GIAN TRỄ TỐI ƢU 3.2.1 Ch u nhún t ƣu

h ng ph p th ng ụng để x đ nh hi u nhúng t i u ho vi x y ựng

kh ng gi n ph l ph ng ph p l n ận gần nhất s i (F lse e rest eigh ors)

h ng ph p n y đ đ r i Kennel v ộng sự l một ng ụ hữu í h trong vi t m r một hi u nhúng t i u để l m r ấu trú phứ t p ủ t m hút Ý

t ng ủ ph ng ph p n y l đo kho ng h giữ một điểm v những điểm l n ận xung qu nh n khi s hi u tăng l n kho ng h n y kh ng th y đ i th những điểm n y l những điểm l n ận gần nhất

function [fnnper, vlena, neigh] = fnn(dat, vlen, maxdim, tau, rtol, timed)