A detailed analysis of the effects of various combinations of heart rate variability indices in congestive heart failure


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: YALÇIN İŞLER

Danışman: MEHMET KUNTALP

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kalbin asıl görevi vücut için gerekli oksijen ve besinleri taşıyan kanı dolaştırmaktır. Kalp Yetmezliği, kalbin doldurma veya boşaltma ile ilgili yeteneklerinin azalması durumudur. Konjestiflik (vücudun çeşitli yerlerinde sıvı birikmesi durumu) bu rahatsızlığa sahip hastalarda çok yaygın olduğu için bu rahatsızlığa Konjestif Kalp Yetmezliği (KKY) ismi de verilmektedir. Kalp yetmezliğinin teşhisi günümüzde basit olmasına rağmen, hastalık belirtilerinin çoğu diğer hastalıkların belirtileri ile karıştırıldığı için özellikle pratisyen hekimler teşhiste zorlanmaktadırlar. Kalp yetmezliğinden şüphelenildiğinde, teşhiste bazı belli başlı fiziksel inceleme unsurları uygulanmaktadır. Ne yazık ki, bu inceleme sık sık yeterli bilgiyi vermemektedir. Her ne kadar birçok teşhis ölçütleri mevcut olsa da, bunların klinik geçerlikleri hala sorgulanmakta ve birbirleri ile uyumlu sonuç verememektedirler.Özellikle veri madenciliği ve karar verme teknikleri üzerine çok gelişmiş teknikler sunulmuş olmasına rağmen, tıp doktorları uzun zamandır sınırlı sayıdaki yöntemlerden yararlanmaktadırlar. Kalbin patolojik değişimlerinin erken tespitinde kullanılan elektrokardiyogram (EKG) en yaygın ve en başarılı teşhis yöntemidir. Ne yazık ki, EKG çıktısının değerlendirilmesinde EKG'nin yapısı ve kayıt yöntemleri nedeniyle bazı güçlüklerle karşılaşılmaktadır.KKY kalp hızı değişkenliği (KHD) üzerine yapılan bir çok çalışmaya konu olmuştur. Bu çalışmaların çoğunluğu KKY ölçümlerini ölüm riskinin kestirilmesi için kullanmaktadır. Buna rağmen, sadece birkaç çalışma teşhis amacıyla KHD ölçümlerinin kullanılması üzerinedir. Bu çalışmada, KKY hastalarının teşhisi için daha iyi sonuç verecek KHD analizi ileri tekniklerin geliştirilmesi için yeni yöntemler araştırılması üzerine odaklanmıştır. Bu çalışma hem KKY hastalarının normal kişilerden hem de sistolik KKY hastalarının diastolik KKY hastalarından ayrılması için yeni öznitelik çıkarma yöntemleri önerilmesi, ön işlem teknikleri geliştirilmesi ve en iyi k-Yakın Komşuluk sınıflandırıcının bulunması üzerine yapılan araştırmaları sunmaktadır. Daha önce EEG'den iğcik tespiti gibi diğer biyomedikal işaretlerinde başarı ile uygulanmış olan Dalgacık entropisi sınıflandırıcı performansını iyileştirmek için yeni bir KHD özniteliği olarak önerilmiştir. Ayrıca, farklı adımlardaki Poincare çizimi ölçümleri de çalışmaya dâhil edilmiştir. Kalp hızı normalleştirme işlemi olarak bilinen yeni bir ön işleme yöntemi de sınıflandırıcı başarımını arttırmak için kullanılmıştır. Üstelik en uygun öznitelik kombinasyonunu seçmek için Genetik Algoritma kullanılmıştır. Son olarak, tüm çalışma yeni başlayan araştırmacılara faydalı bir rehber olacak şekilde tek bir akış şeması olarak özetlenmiştir.Bu çalışmaları yürütmek için, KKY hastalarının normal kişilerden ayırt edilmesinde MIT/BIH tarafından sağlanan ve herkesin erişimine açık olan veritabanları ve sistolik KKY hastalarının diastolik KKY hastalarından ayırt edilmesinde ise Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi tarafından sağlanan EKG kayıtları kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, kalp hızı normalleştirilmiş KHD analizinin KKY hastalarının teşhisinde daha başarılı sonuçlara ulaşılabileceğini göstermektedir. Üstelik dalgacık entropisi tabanlı frekans alanı ölçümlerinin kullanılmasının teşhiste faydalı olabileceği görülmektedir. Diğer yandan, yüksek adımlı Poincare çizimi ölçümlerinin teşhiste faydalı olduğu görülmemiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile KKY hastalarının normal kişilerden ayrılmasında %93,98 ve sistolik KKY hastalarının diastolik KKY hastalarından ayrılmasında %100 genel başarım sonuçlarına ulaşılmıştır. Bu değerler literatürdeki en yüksek değerlerdir.