Desenvolvimento e validação de detector de pico R baseado em vetorcardiograma

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Thiago Lucas de Oliveira
• Orientador(a): Alessandro Beda
• Banca de defesa: Eduardo Mazoni Andrade Marçal Mendes, Alcendino Cândido Jardim Neto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: ECG; Detecção de pico R; Vetorcardiograma; Métricas de desempenho; Regra de múltiplas derivações
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/31880

O eletrocardiograma (ECG) é considerado um dos métodos mais importantes de assistência diagnóstica no domínio cardiovascular clínico em vista ao crescente número de cardiopatias. Com a expansão da aquisição de exames ECG, fez-se necessário o desenvolvimento de algoritmos para automatizar a análise do sinal ECG, reduzindo o tempo de laudo pelos especialistas. Neste contexto, o presente trabalho propõe um método de detecção automática dos picos R baseado em vetorcardiograma para traçados curtos de 12 derivações. Esse algoritmo, denominado Vectordet, considera as limitações de um sistema de saúde, tais como excesso de ruídos, diversidades patológicas e recursos computacionais limitados. Esse cenário clínico é representado pelo banco de dados de derivações padrões do St. Petersburg Institute of Cardiological Technics 12-lead Arrhythmia Database. O desempenho do Vectordet é comparado com as referências Pan-Tompkins e Wavedet, algoritmos de detecção de pico R de derivação a derivação. Perante a distinta capacidade de detecção em cada derivação dessas duas referências, uma regra de múltiplas derivações, denominada Single Lead Rule, foi avaliada para ponderar a detecção de diferentes entradas. A avaliação da performance dos algoritmos se restringe as métricas de sensibilidade (Se), preditividade positiva (P+) e tempo de processamento (Tp), apesar de serem apresentados o erro RMS, a especificidade e a acurácia. Assim, os resultados obtidos para o algoritmo proposto são Se = 99,30%, P+ = 99,15% e Tp = 0,001 s por exame de 10 s. Com base nos algoritmos de referência, o Vectordet assegura detecção de picos R com desempenho estatisticamente superior ao Wavedet e custo computacional 25 e 3700 vezes mais rápido do que Pan-Tompkins e Wavedet, respectivamente.