چهارچوب مدل‌پایه‌ی بیزی بهبود یافته برای پردازش ECG در محیط‌های غیرایستا

چکیده مقاله

فیلتر کالمن گسترش یافته (EKF) نوعی چهارچوب بیزی غیرخطی شناخته شده بوده که تا کنون در زمینه‌های مختلف پردازش ECG به کار گرفته شده است. با این حال عمل‌کرد این فیلتر در حذف نویزهای غیرایستا مانند آرتیفکت‌ ماهیچه (MA) چندان رضایت­بخش نیست. در این مقاله با ارائه­ی یک مدل دینامیک ECG (EDM) اصلاح شده و یک فرمولاسیون جدید برای پیاده­سازی EKF، عمل‌کرد این فیلتر در محیط‌های غیرایستا بهبود داده شده است. در این EDM جدید، مدل اندازه‌گیری طوری اصلاح شده است که علاوه بر نویزهای گوسی، نویزهای غیرایستای غیرگوسی را نیز در نظر بگیرد. هم‌چنین فرمولاسیون پیشنهادی در این مقاله برای الگوریتم EKF، آن را قادر ساخته تا عمل‌کرد بهتری نسبت به EKF استاندارد در حذف نویزهای غیرایستا داشته باشد. فیلتر پیشنهادی مشخصات بالینی سیگنال‌های ECG را نیز بهتر از EKF استاندارد حفظ می‌کند. به منظور نمایش اثربخشی الگوریتم EKF پیشنهادی، عمل‌کرد نویززدایی آن روی سیگنال­های مستخرج از پایگاه داده‌ی ریتم سینوس نرمال MIT-BIH (NSRDB) در حضور دو نوع نویز غیرایستای مختلف (نویز صورتی مصنوعی و نویز آرتیفکت ماهیچه‌ی واقعی) ارزیابی شده است. نتایج ارزیابی­ها نشان داده که از منظر معیارهای بهبود SNR و MSEWPRD، چهارچوب EKF پیشنهادی در این مقاله عمل‌کرد بهتری نسبت به چهارچوب EKF استاندارد در محیط‌های غیرایستا دارد.