Fetal PCG Signal Processing

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá extrakcí plodového fonokardiogramu (fFKG) ze záznamů pořízených na abdominální oblasti matky neinvazivním senzorem pomocí navrženého softwarového řešení. Abdominální fonokardiogram (aFKG) se skládá ze směsi fFKG, mateřského (mFKG) a šumu ve formě pohybů matky a plodu, zvuků z orgánů a vnějších zvuků. V práci je nejprve popsána teorie o vývoji plodu a jeho srdci. Poté je v práci popsána rešerše zabývající se všemi metodami, pomocí kterých lze extrahovat fFKG a poté jsou popsány algoritmy vybraných metod. Navržený systém se zakládá na FIR filtraci a vlnkové transformaci (WT) a primárně je zaměřen na stanovení plodové tepové frekvence (fHR) a vykreslení průběhů fHR. Funkčnost tohoto softwarového systému je testována na syntetických záznamech a reálných záznamech z databází. Hodnocení kvality je provedeno stanovením fHR a odstupu signálu od šumu (SNR).This thesis deals with extraction of fetal phonocardiogram (fFKG) from the recorded signals acquired on the abdominal area of the mother with a non-invasive sensor using the proposed software solution. The abdominal phonocardiogram (aFKG) consists of a mixture of fFKG, maternal (mFKG) and noise in the form of mother and fetal movements, organ sounds and external sounds. The thesis describes first the theory of the development of the fetus and its heart. Then, the research describes all the methods by which fFKG can be extracted and algorithms of the selected methods are described. The proposed system is based on FIR filtering and wavelet transformation (WT) and primarily focuses on determining fetal heart rate (fHR) and plotting the fHR waveforms. Functionality of this software system is tested on synthetic records and real records from databases. Quality assessment is performed by determining fHR and SNR.450 - Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvívýborn