Tên luận án:
XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHẬN DẠNG KẾT HỢP NHẰM NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC PHÂN LOẠI TÍN HIỆU ĐIỆN TIM LOẠN NHỊP
Ngành:
Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung nghiên cứu và phát triển giải pháp nhằm nâng cao độ chính xác trong việc nhận dạng tín hiệu điện tim (ECG) loạn nhịp, đáp ứng nhu cầu chẩn đoán sớm và chính xác các bệnh lý tim mạch, đặc biệt là trong bối cảnh các thiết bị y tế hiện đại, thông minh và cầm tay. Bài toán nhận dạng tín hiệu ECG được đánh giá là khó do độ biến đổi mạnh về hình dáng, biên độ và ảnh hưởng từ yếu tố bên ngoài.
Đóng góp khoa học chính của luận án là đề xuất một giải pháp nhận dạng ECG mới bằng cách kết hợp nhiều mô hình nhận dạng đơn (như MLP, TSK, SVM, RF) thông qua cây quyết định (Decision Tree) để cải thiện độ chính xác. Giải pháp này đã được kiểm chứng trên hai bộ cơ sở dữ liệu chuẩn quốc tế là MIT-BIH và MGH/MF, cho thấy sự giảm đáng kể các sai số phân loại (đặc biệt là False Negative) và nâng cao các chỉ số chất lượng như Sensitivity và Specificity so với các mô hình đơn lẻ tốt nhất. Luận án cũng đề xuất phương pháp khai triển tín hiệu ECG theo các hàm Hermite cơ sở để trích chọn đặc tính, giúp tối ưu hóa khối lượng tính toán, phù hợp cho việc triển khai trên các hệ vi xử lý thông dụng có công suất tính toán nhỏ.
Về mặt thực tiễn, các thuật toán được phát triển đã được thử nghiệm trên một thiết bị đo điện tim cầm tay tự thiết kế sử dụng công nghệ ARM, cho thấy khả năng đáp ứng thời gian thực và tiềm năng ứng dụng cao vào các thiết bị thông minh, nhỏ gọn. Điều này mở ra khả năng phát triển các thiết bị có chức năng thu thập, phân tích và nhận dạng tín hiệu điện tim trực tuyến với độ chính xác cao, hỗ trợ bác sĩ và người bệnh trong việc theo dõi và chẩn đoán nhanh chóng, chính xác. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí AMCS (International Journal of Applied Mathematics and Computer Science).
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài
- 2. Mục đích nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của luận án:
- Phạm vi nghiên cứu của luận án:
- 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- 5. Những đóng góp của luận án
- 6. Bố cục của luận án
- Mở đầu:
- Chương I:
- Chương II:
- Chương III:
- Chương IV:
- CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NHẬN DẠNG ECG
- 1.1. Tổng quan về tín hiệu điện tim ECG
- 1.2. Tình hình nghiên cứu và phương pháp nâng cao chất lượng nhận dạng tín hiệu điện tim ECG
- 1.2.1. Tình hình nghiên cứu
- 1.2.2. Một số giải pháp nâng cao chất lượng nhận dạng
- Khối tiền xử lý:
- Khối trích chọn đặc tính:
- Hệ thống nhận dạng tín hiệu điện tim:
- 1.2.3. Nâng cao độ chính xác bằng mô hình kết hợp
- 1.3. Định hướng nghiên cứu của luận án
- 1.4. Cơ sở dữ liệu sử dụng trong luận án
- CHƯƠNG II: THU THẬP, TIỀN XỬ LÝ VÀ TRÍCH CHỌN ĐẶC TÍNH TÍN HIỆU ECG
- 2.1. Thu thập và tiền xử lý tín hiệu điện tim
- 2.2. Trích chọn đặc tính để nhận dạng
- CHƯƠNG III. GIẢI PHÁP KẾT HỢP CÁC MÔ HÌNH NHẬN DẠNG ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG
- 3.1. Kết hợp kết quả bằng mô hình cây quyết định
- 3.1.1. Mô hình chung để kết hợp nhiều giải pháp nhận dạng
- 3.1.2. Quy trình xây dựng cây quyết định DT cho khối tổng hợp kết quả
- 3.1.3. Cây quyết định
- 3.2. Các mô hình nhận dạng đơn
- 3.3. Đề xuất mô hình thiết bị có tích hợp chức năng nhận dạng
- CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG
- 4.1 Xây dựng các bộ số liệu mẫu
- 4.1.1. Cơ sở dữ liệu MIT-BIH
- 4.1.2. Cơ sở dữ liệu MGH/MF
- 4.2. Cách đánh giá chất lượng mô hình nhận dạng
- 4.4. Kết quả thử nghiệm với các mô hình kết hợp bằng cây quyết định
- 4.4.1. Thử nghiệm kết hợp giữa ba mạng cơ sở MLP, TSK và SVM
- 4.4.2. Các thử nghiệm kết hợp khác
- 4.5 Kết quả thử nghiệm trên thiết bị
- Kết quả phần cứng:
- Kết quả thử nghiệm các thuật toán:
- KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
- 1. Các đóng góp của luận án
- Về mặt khoa học:
- Về mặt thực tiễn:
- 2. Hướng phát triển của luận án
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN