آشکارسازی تشنج نوزادان در الکتروانسفالوگرام به‌وسیلۀ تبدیل هم‌گام‌ساز فوریۀ وفقی انتقال‌یافته در زمان و برخوردار از طول پنجرۀ بهینه

نویسندگان

1 دانشکدۀ مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکدۀ مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 دانشکدۀ مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

4 دانشکدۀ مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

doi
10.22041/ijbme.2024.2039234.1919
چکیده

بعضی آسیب‌ها به قشر مخ نوزادان با آشکارسازی تشنج در الکتروانسفالوگرام در واحد مراقبت ویژه از نوزادان تشخیص داده می‌شود. باتوجه‌به طبیعت غیرایستا و چندمؤلفه‌ای الکتروانسفالوگرام و نداشتن علایم بالینی تشنج در اغلب نوزادان، تفسیر این سیگنال، پیچیده، زمان‌بر و نیازمند کارمندان متخصص است. بنابراین، توسعۀ روش‌های تشخیص خودکار تشنج‌های نوزادان ضروری است. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که روش‌های زمان-فرکانس بهتر از روش‌های زمانی و روش‌های فرکانسی تشنج نوزادان را آشکارسازی می‌کنند و نتایج حاصل از اعمال تبدیل‌های زمان-فرکانس وفقی بهتر از سایر تبدیل‌های زمان-فرکانس است. در میان تبدیل‌های زمان-فرکانس وفقی، تبدیل فوریۀ هم‌گام‌ساز وفقی (AFSST) نتایج موفق‌تری به‌ارمغان آورده است. این تبدیل فقط انتقال فرکانسی دارد. بنابراین، بیشتر برای بازنمایی مؤلفه‌های دارای تغییرات آرام مناسب است. درمقابل، تبدیل فوریۀ هم‌گام‌ساز انتقال‌یافته در زمان، بیشتر برای بازنمایی مؤلفه‌های دارای تغییرات سریع مطلوب است. ازنظر سرعت تغییرات فرکانسی، تشنج نوزاد مؤلفه‌های مختلفی دارد. درنتیجه برای بررسی و تشخیص خودکار تشنج نوزادان، استفاده از یک تبدیل زمان-فرکانس که برای بازنمایی همۀ انواع مؤلفه‌ها مناسب باشد ضروری است. هدف این پژوهش بهبود آشکارسازی تشنج نوزادان است. بعضی روش‌های به‌کاررفته در این پژوهش قبلاً برای آشکارسازی تشنج نوزادان استفاده نشده است. این روش‌ها عبارتند از: 1. تبدیل هم‌گام‌ساز فوریۀ وفقی انتقال‌یافته در زمان و برخوردار از طول پنجرۀ بهینه (TAFSSTOL)، 2. الگوریتم تکاملی دانه‌بندی فازی رمزنگاری‌شده با اعداد صحیح و مبتنی بر عملگرهای مجموعه‌ها (SIFE) برای انتخاب ویژگی و 3. بهینه‌سازی بیزین برای انتخاب پارامترهای طبقه‌بندها. ویژگی‌های استخراج‌شده در حوزه‌های زمان، فرکانس و زمان-فرکانس بودند. بعضی از ویژگی‌ها، در پژوهش‌های آشکارسازی تشنج نوزادان استفاده نشده بودند. برای ویژگی‌های زمانی-فرکانسی، علاوه‌بر تبدیل TAFSSTOL، تبدیل AFSST نیز به‌کار گرفته شد. صحیح‌ترین و دقیق‌ترین طبقه‌بندی به‌ازای ویژگی‌های زمانی-فرکانسی مبتنی بر TAFSSTOL به‌دست آمد. بدین‌ترتیب، تبدیل TAFSSTOL با برخورداری از انتقال‌های وفقی زمانی-فرکانسی و طول پنجرۀ بهینه تبدیل مناسبی برای تفکیک انواع مؤلفه‌ها و تشخیص تشنج نوزادان است.