Detekcja błędów segmentacji sygnału fotopletyzmograficznego

Tematyka pracy związana jest z analizą zmienności rytmu serca, a dotyczy w szczególności detekcji błędów powstających podczas segmentacji procedury wyznaczającej zbiór okresów przebiegu. W artykule omówiono i zilustrowano podstawowe przyczyny błędów segmentacji. Zaproponowano dwa algorytmy detekcyjne wykorzystujące statystyczne przedziały tolerancji, które następnie przetestowano i oceniono przy użyciu posiadanego zbioru 5-minutowych przebiegów sygnału fotopletyzmograficznego.

The paper concerns the detection of segmentation errors in a photoplethysmographic signal (PPG). In the paper, the causes of segmentation errors are considered. The technical causes are presented in Figs. 1 and 2 while the biological causes are shown in Fig. 3. Two algorithms of detection of errors are proposed. Both algorithms use statistical tolerance ranges, which are described by Eq. 1. The principles of operation of these algorithms are given in Eqs. 2 and 3. In the study the efficiency of these algorithms was evaluated using the factor of errors defined by Eq. 4. For both algorithms the sensitivity (SE), specificity (SP) and positive prediction value (PPV) and negative prediction value (NPV) were calculated, too. In the experiments real photoplethysmographic signals were analyzed. Time duration of each signal was equal to 5 min. The coefficients of errors obtained for both algorithms are presented in Fig. 4. The comparison of the sensitivity and the positive prediction value is shown in Fig. 5. The causes of differences between the obtained values of the coefficients are considered. The possibility of improvement of SE and PPV is also analyzed.