Алгоритм автоматичного виявлення екстремумів фотоплетизмографічних сигналів

Abstract

Запропоновано алгоритм виявлення екстремумів фотоплетизмографічних сигналів, який використовує локальні максимуми і мінімуми. Цей тип алгоритмів необхідний в багатьох клінічних і науково-дослідних програмах, зокрема для аналізу варіабельності серцевого ритму та морфологічних параметрів пульсової хвилі. Алгоритм перевірений на загальнодоступних та зареєстрованих фотоплетизмографічних сигналах, чутливість алгоритму рівна 99,91 %, прогностичність позитивного результату — 99,89 %. Запропонований алгоритм простий в обчисленні та може бути реалізований в апаратних засобах обробки в режимі реального часу.

Предложен алгоритм обнаружения экстремумов фотоплетизмографических сигналов, с использованием локальных максимумов и минимумов. Этот тип алгоритмов необходим во многих клинических и научно-иссле­довательских программах, в частности для анализа вариабельности сердечного ритма и морфологических параметров пульсовой волны. Алгоритм проверен на общедоступных и зарегистрированных фотоплетизмографических сигналах, чувствительность алгоритма равна 99,91 %, прогнозируемость положительного результата — 99,89 %. Предложенный алгоритм прост в вычислениях и может быть реализован в аппаратных средствах обработки в режиме реального времени.

An extremes detection algorithm for photoplethysmographic signals using local maxima and minima have been proposed in the paper. This type of algorithms is needed in many clinical and research applications, such as the analysis of heart rate variability and morphological parameters of the pulse wave. The algorithm is validated against a publicly available validation dataset and registered photoplethysmographic signals, achieved a sensitivity of 99, 91 % and a positive predictability of 99,89 %. Algorithm is a simple calculation and may be implemented in hardware processing in real time.