सिग्नल प्रोसेसिंग परिणाम

इस पृष्ठ की संख्याओं के बारे में

नीचे की सभी संख्याएँ PC पर C संदर्भ कार्यान्वयन को वास्तव में चलाकर मापे गए परीक्षण परिणाम हैं। इनपुट सार्वजनिक ECG डेटाबेस रिकॉर्ड (MIT · NST · CU · VFDB) और संश्लेषित सिग्नल (संश्लेषित 60 Hz शोर, संश्लेषित पेशी शोर, संश्लेषित पेसमेकर पल्स, संश्लेषित 4-लीड) हैं। ये वास्तविक उपकरण · वास्तविक व्यक्ति से मापे गए मान नहीं हैं।

• प्रशिक्षण · सीमा मान · नियम चयन केवल परीक्षण DB को छोड़कर आंतरिक डेटा पर किया गया (DB समूह विभाजन, धड़कन वर्गीकरण में रोगियों के बीच पृथक्करण)।
• जो ठीक नहीं हुआ और जो विफल हुआ, उसे भी वैसे ही लिखा गया है। अभी यह ऐसा चरण नहीं है जिसे उत्तीर्ण कहा जा सके।
• MCU गणना समय Mac पर वास्तविक माप से परिवर्तित अनुमान है, वास्तविक MCU बोर्ड पर माप अभी नहीं हुआ।

1. एक नज़र में (चरण 4 — मिथ्या अलार्म घटाना)

लक्ष्य (चूक बढ़ाए बिना मिथ्या अलार्म घटाना) आधा ही प्राप्त हुआ। VF मिथ्या अलार्म घटे, पर छोटे VF खंडों की चूक बढ़ी, VT मिथ्या अलार्म नहीं घटे, और VF तथा VT को अलग करना विफल रहा।

• VF मिथ्या अलार्म: CU 61 → 44 बार (12.6 → 9.1 बार/घंटा, −28 %), VFDB 183 → 136 बार (14.3 → 10.6, −26 %)। घटाने का साधन लगभग पूरी तरह अलार्म पुष्टि नियम (लगातार 3 सेकंड → लगातार 4 सेकंड) है। MIT · NST चरण 3 की तरह 0 बार
• 8 s या अधिक के VF को 9 s के भीतर पकड़ने की संख्या: CU 45/47, VFDB 27/27, MIT 3/4 (चरण 3 के समान)। विलंब माध्यिका CU 3.7 → 4.7 s, VFDB 3.8 → 3.8 s
• जहाँ चूक बढ़ी: 8 s से छोटे खंड। पूरे एपिसोड में CU 47 → 46/47, VFDB 105 → 96/111, MIT 4 → 3/6
• VF और VT का भेद: विफल। 6 नई विशेषताएँ जोड़ने पर भी रिकॉर्ड विभाजित करके मापने पर AUC 0.44~0.61 — संयोग के स्तर का। दोनों उच्च प्राथमिकता हैं, इसलिए 「घातक अतालता (VF/VT)」 एक ही अलार्म देना और नाम को संदर्भ के रूप में रखना वर्तमान डेटा से संभव प्रक्रिया है
• VT मिथ्या अलार्म: नहीं घटे। NST 24.8 → 27.1, CU 14.8 → 17.0, VFDB 21.8 → 20.0, MIT 0.8 → 0.7 बार/घंटा। इसके बदले MIT में 5 धड़कन या अधिक के VT 5 → 8/11 पकड़े जाते हैं
• घातक अतालता अलार्म (VF ∪ VT) मिथ्या अलार्म: MIT 0.8 → 0.8, NST 23.9 → 26.1, CU 21.7 → 20.7, VFDB 18.3 → 17.0 बार/घंटा
• धड़कन वर्गीकरण V: LDA → स्टंप बूस्टिंग। DS1 V Se 66.6 → 86.3 %, +P 85.5 → 85.8 %। DS2 Se 86.8 → 96.5, +P 82.9 → 77.3 (+P घटा)
• एसिस्टोल पेशी शोर 150 µV: संश्लेषित पेशी शोर में अलार्म चालू होने का अनुपात 17 → 87 %। वास्तविक पेशी शोर रिकॉर्ड (NST ma) में कोई बदलाव नहीं (चालू अनुपात 21 %)
• संश्लेषित 4-लीड: केवल एक RA इलेक्ट्रोड में गति शोर हो तो VT मिथ्या अलार्म 1-लीड 11.4 → 2-लीड 6.8 → 4-लीड 2.9 बार/घंटा
• MCU गणना (अनुमान): Mac पर 1 s सिग्नल प्रोसेसिंग 168 µs (2-लीड) · 318 µs (4-लीड) वास्तविक माप। Cortex-M7 800 MHz में परिवर्तित भार 0.5~0.9 % (2-लीड) — अनुमान। डबल-प्रिसिज़न FPU आवश्यक

2. दोहरा अनुकूली notch (बिजली 60 Hz शोर हटाना)

notch चरण 2 (v2) में बनाया गया है और चरण 4 तक वैसे ही प्रयुक्त है। नीचे चरण 2 के परीक्षण परिणाम हैं (संश्लेषित सिग्नल, चरण 1 परीक्षण के समान सिग्नल · समान यादृच्छिक बीज, शुरुआती 10 s छोड़कर)।

2.1 क्या बदला (चरण 1 → चरण 2)

• अनुमानक इनपुट पर 40 Hz चतुर्थ-क्रम हाई-पास फ़िल्टर + अनुमानक विलंब 400 ms
• सभी लीड एक ही आवृत्ति अनुमानक साझा करती हैं (डिफ़ॉल्ट)
• Goertzel प्रारंभिक खोज: 2 s विंडो से 58.0~62.0 Hz को 0.1 Hz अंतराल पर 41 खानों में खोज। 60 Hz की पहली पुष्टि से पहले अनुकूलन नहीं
• QRS ढलान गेट + आउटपुट चरण 「QRS फ़्रीज़ कैंसलर」: QRS गुज़रते समय भार स्थिर करके केवल निश्चित ज्यावक्र घटाया जाता है। फ़्रीज़ को QRS शुरू होने से पहले लगाने के लिए आउटपुट 40 ms विलंबित

2.2 अभिसरण · क्षीणन

• 20 µVp-p अभिसरण: चरण 1 50.5~60.0 s → v2 कैंसलर 5.3~10.1 s
• 100 µVp-p: 9.8~10.0 s → 3.0~5.0 s
• 1 mVp-p: 2.2 s → 60.0 Hz के अलावा आवृत्तियों पर 2.9~4.7 s, चरण 1 से धीमा (पहले Goertzel ब्लॉक के 2 s की प्रतीक्षा के कारण)
• 60 Hz क्षीणन: v2 कैंसलर −56.6 ~ −71.8 dB, चरण 1 सुधार प्रस्ताव −41.7 ~ −92.1 dB। छोटे 60 Hz पर v2 गहरा है, 100 µVp-p या अधिक पर कई खानों में चरण 1 अधिक गहरा
• 60 Hz न होने पर: चरण 1 58.16 Hz की ओर भटका, v2 60.000 Hz · HOLD 99 % पर बना रहा
• सीढ़ी 60.0 → 60.2 Hz पुनः अभिसरण 5.5 s (चरण 1 5.3 s)

2.3 क्या notch ECG को काटता है · रिंगिंग

• कटाव आउटपुट चरण तय करता है। कैंसलर में बदलने पर सामान्य QRS 0.0~0.1 µV, संकीर्ण QRS 0.8~0.9 µV, त्रिकोण तरंग 20 ms 1.0~1.1 µV
• कीमत है स्क्रीन का पूरा तरंगरूप 40 ms विलंबित होना
• संकीर्ण QRS पर v2 में भी अनुमानित आवृत्ति −6.4 ~ −8.6 mHz खिसकी रही और 「5 mHz」 अभिसरण मानदंड अंत तक पूरा नहीं हुआ (चरण 1 में भी −6.4 ~ −8.3 mHz)
• lead III अवशेष ε = RMS(II − I − III)/RMS(II): साझा अनुमानक 0.48~0.49 % (निर्णय मान ≤ 1 % के भीतर)
• इलेक्ट्रोड DC ऑफ़सेट 300 mV डालने पर IIR notch (चरण 1 संरचना) अधिकतम 88 µV तक गलत हुआ, जबकि कैंसलर 0.59 µV पर ऑफ़सेट से अप्रभावित रहा

3. QRS पहचान चरण 1~4 तुलना

धड़कन-स्तरीय अंकन WFDB bxb से किया गया। चरण 2 से क्रॉस-वैलिडेशन (चयन के समय न देखे गए समूह पर मापा मान) है। चरण 4 में धड़कन स्थितियाँ चरण 3 से एक भी नमूने में भिन्न नहीं हैं (4 DB के सभी रिकॉर्ड जाँचे गए)।

• चरण 2 में मिथ्या पहचान घटी और चूक बढ़ी (अनुकूली सीमा ने Se घटाया)
• पहचान विलंब (चरण 2, MIT 48): पुष्ट पहचान माध्यिका 278 ms। प्रदर्शन हेतु त्वरित पहचान अलग रखी गई, जिससे हृदय चिह्न का झपकना R के बाद माध्यिका 36 ms (95 % 66 ms)। त्वरित पहचान MIT पर Se 97.37 · +P 99.90 के साथ पुष्ट पहचान से कम सटीक है
• पेसमेकर (चरण 2, संश्लेषित): बाहरी फ़्लैग (AFE चिप के भीतर पेस पहचान का अनुकरण — यह मानते हुए कि चिप पल्स को पूर्णतः पकड़ती है) + ब्लैंकिंग + पूँछ सुधार से संश्लेषित सभी 144 शर्तों में HR सही रहा। 500 SPS सॉफ़्टवेयर पहचान ने केवल 5 mV·ms या अधिक पल्स क्षेत्रफल वाले पकड़े, और MIT 102 · 104 · 107 · 217 में एक भी पल्स नहीं पकड़ा

4. VF · VT मिथ्या अलार्म

4.1 क्या VF और VT को अलग किया जा सकता है — विफल

VF विंडो 6,432 · VT विंडो 5,044 से 「VF बनाम VT」 बूस्टिंग को रिकॉर्ड समूह 5-फ़ोल्ड (एक ही रिकॉर्ड प्रशिक्षण और परीक्षण दोनों में नहीं) से मापा गया।

AUC 0.5 के आसपास का अर्थ है 「अलग नहीं कर सकता」। VF अलार्म के भीतर VT को अलग नाम देने का चरण नहीं जोड़ा गया। VFDB की VT विंडो में से VF कहे जाने का अनुपात चरण 3 69.6 % → चरण 4 74.9 %।

4.2 अलार्म पुष्टि नियम

VF अलार्म = हाल के m सेकंड में से k सेकंड या अधिक P ≥ सीमा और वर्तमान सेकंड भी ≥ सीमा हो तो चालू, लगातार 3 सेकंड से कम हो तो बंद। चरण 3 में k = m = 3। डिफ़ॉल्ट मान आंतरिक डेटा से चुने गए (बाहरी परीक्षण समूह प्रयुक्त नहीं)।

4.3 VF मिथ्या अलार्म — चरण 3 और चरण 4

विंडो Se/Sp पुष्टि नियम से पहले की सीमा पर आधारित है, इसलिए लगभग चरण 3 के समान है। मिथ्या अलार्म का घटना मॉडल के कारण नहीं, पुष्टि नियम के कारण है। चूके गए मुख्यतः 8 s से छोटे खंड हैं (VFDB 419 के 1.1~2.3 s के 9 खंड, 422 का 6.8 s, MIT 207 का 5.9 s)।

4.4 VT अलार्म पुनः पुष्टि — डिफ़ॉल्ट में शामिल नहीं

VT अलार्म = लगातार 5 V · 100 bpm या अधिक। अन्य लीड से मेल · आकार मेल · शोर संदेह · लगातार संख्या · गति से पुनः पुष्टि करने वाले 768 खानों के उम्मीदवार आंतरिक डेटा से चुने गए।

लीड मेल (प्रत्येक धड़कन पर) NST मिथ्या अलार्म को 27.1 → 3.3/h तक लगभग समाप्त कर देता है, पर VFDB VT को 34 → 26/64 तक चूकता है। आकार मेल · लगातार संख्या · गति भी सभी इसी दिशा में थे (मिथ्या अलार्म ↓ · VFDB चूक ↑)। इसलिए चरण 4 डिफ़ॉल्ट पुनः पुष्टि बंद है (चूक न बढ़ाने वाला पक्ष)।

4.5 घातक अतालता अलार्म (VF ∪ VT) को एक मानें तो

VT को VF कहना इस तालिका में मिथ्या अलार्म नहीं है।

5. अलार्म विलंब (कुल 10 s लक्ष्य)

「शर्त विलंब + सिग्नल उत्पादन विलंब ≤ 10 s」 को VF · VT के लिए भी लक्ष्य रखा गया (प्रस्ताव)। सिग्नल उत्पादन विलंब (ध्वनि · स्क्रीन) अभी नहीं है इसलिए मापा नहीं जा सका, अतः 1 s छोड़कर शर्त विलंब 9 s को आधार रेखा के रूप में लिया गया (प्रस्ताव)।

6. एसिस्टोल — पेशी शोर 150 µV उपाय

एसिस्टोल घड़ी हर धड़कन आने पर 0 पर लौटती है। चरण 4 में केवल 「विश्वसनीय धड़कन」 (आयाम / 40 Hz से ऊपर rms ≥ 6) ही घड़ी को रीसेट करती है (प्रशिक्षण आधे से चुना गया)। धड़कन आउटपुट (HR गणना) वैसा ही रखा गया, केवल एसिस्टोल के लिए प्रयुक्त।

खाना = एसिस्टोल घटना के 10 s के भीतर अलार्म वाले रिकॉर्ड की संख्या · एसिस्टोल 30 s में अलार्म चालू होने का अनुपात · बिना घटना वाले 8 रिकॉर्ड में मिथ्या एसिस्टोल सेकंडों का योग

• वास्तविक पेशी शोर (ma) हल नहीं हुआ। वास्तविक पेशी शोर की ऊर्जा 1~30 Hz में अधिक है, इसलिए आवृत्ति के आधार पर QRS से अलग नहीं होता
• 300 µV संश्लेषित शोर + सामान्य ECG में नया मिथ्या एसिस्टोल उत्पन्न हुआ (प्रत्येक लीड अलग 3/8 रिकॉर्ड 133 s, साझा 4/8 रिकॉर्ड 109 s)। 150 µV तक 0 s
• चरण 3 के 13 संश्लेषित प्रकारों को चरण 4 से फिर चलाने पर केवल 「पेशी शोर 150 µV」 बदला (चालू अनुपात 21 → 87 %)। शेष 12 प्रकार (समतल · केवल P तरंग · लीड-ऑफ़ आदि) में अलार्म प्रकार · विलंब चरण 3 के समान हैं

7. धड़कन वर्गीकरण V — रोगियों के बीच पृथक्करण यथावत

वर्गीकारक को LDA (चरण 3) से प्रत्येक वर्ग के लिए स्टंप बूस्टिंग (64 · 128) में बदला गया। चयन में केवल आंतरिक 4-फ़ोल्ड का उपयोग हुआ, और किसी भी रिकॉर्ड को उसकी अपनी धड़कनों से प्रशिक्षित मॉडल से नहीं मापा गया।

• DS1 V Se 66.6 → 86.3 % बढ़ा और +P भी नहीं घटा। इसके बदले DS2 +P 82.9 → 77.3 % हुआ, NST V मिथ्या 3,429 → 3,589 बढ़ा, और इससे VT मिथ्या अलार्म में वृद्धि हुई
• लगातार एक्टोपिक धड़कन (MIT 44): couplet Se/+P 36.0/69.5 → 54.5/69.8 %
• पहले प्रयास (LDA + नई आकार विशेषता + रोगी अनुकूली सामान्यीकरण) ने DS1 V Se को उल्टा 54.4 % तक गिरा दिया। उसके बाद वर्गीकारक प्रकार को चयन उम्मीदवारों में जोड़ा गया — अर्थात उम्मीदवार परीक्षण परिणाम एक बार देखने के बाद बढ़ाए गए

8. संश्लेषित 4-लीड (I · II · III · V) इलेक्ट्रोड शोर

MIT के 20 रिकॉर्ड के दो चैनलों से 4-लीड का सन्निकट संश्लेषण किया गया (I = III = 0.5·II सन्निकटन), और वास्तविक इलेक्ट्रोड गति शोर (em) को प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए अलग खंड से काटकर RA · LA · LL · V पर जोड़ा गया।

• III (LL−LA) में RA शोर नहीं आता, इसलिए SQI उस लीड को चुनता है। चारों इलेक्ट्रोड हिलने पर लीड की संख्या से मदद नहीं मिली
• इस संश्लेषण में I · III को II का छोटा रूप बनाया गया है, इसलिए लीडों के बीच आकार अंतर वास्तविकता से कम है। वास्तविक बहु-लीड रिकॉर्ड या उपकरण सिग्नल से फिर मापना होगा

9. MCU गणना भार (Mac वास्तविक माप → अनुमानित रूपांतरण)

C संदर्भ कार्यान्वयन को Mac (Apple M6, clang -O2) पर MIT 207 के 30 मिनट (2-लीड) और उसी रिकॉर्ड के संश्लेषित 4-लीड से 5 बार चलाकर मापा गया। Cortex-M7 मान अनुमान हैं (निर्देश संख्या समान मानकर CPI 0.8~1.5, 800 MHz)।

• Cortex-M7 बिल्ड जाँच: स्थैतिक फ़्लोटिंग-पॉइंट निर्देश f32 3,263 · f64 802 → डबल-प्रिसिज़न FPU वाला M7 होना चाहिए। कोड .text 68 KB
• RAM (अनुमान): 2-लीड 117 KB · 4-लीड 187 KB
• 1 s ब्लॉक (VF विशेषता: प्रत्येक लीड पर 1024-बिंदु FFT 5 बार आदि) एक साथ इकट्ठा होकर चलता है, इसलिए उस दौरान आने वाले नमूनों (500 SPS) को DMA · FIFO से प्राप्त करके रखना होगा (डिज़ाइन विषय, माप से पहले)

10. चरण 1~4 तुलना

11. सीमाएँ · जो पुष्टि नहीं हुआ

• VF और VT का भेद विफल (AUC ≈ 0.5)। अलार्म का नाम 「VF/VT」 एक ही रखना है या नहीं, यह अनिर्धारित
• VT मिथ्या अलार्म NST 27.1 · CU 17.0 · VFDB 20.0 बार/घंटा। सभी पुनः पुष्टि नियमों ने VFDB VT की चूक कराई
• 8 s से छोटे VF खंड अधिक चूकते हैं (VFDB 9 · MIT 1)। जल्दी समाप्त होने वाले खंडों पर अलार्म देना है या नहीं, यह अनिर्धारित
• वास्तविक पेशी शोर (ma) में एसिस्टोल की चूक। 300 µV संश्लेषित शोर में नया मिथ्या एसिस्टोल
• DS2 V +P 77.3 % (चरण 3 82.9), पेसिंग रिकॉर्ड V +P 20.0 %, अन्य धड़कनें (SVEB आदि) शामिल नहीं की गईं
• notch: 1 mVp-p अभिसरण चरण 1 से धीमा, और संकीर्ण QRS पर आवृत्ति अनुमान विचलन −6~−9 mHz। वास्तविक सिम्युलेटर · वास्तविक AFE शोर से फिर मापना होगा
• MCU समय Mac वास्तविक माप से परिवर्तित अनुमान है। वास्तविक M7 बोर्ड पर माप से पहले। अलार्म सिग्नल उत्पादन विलंब (ध्वनि · स्क्रीन) भी माप से पहले
• पुष्टि नियम · विश्वसनीय धड़कन सीमा · ±120 ms आदि सभी विकास के दौरान तय किए गए प्रस्तावित मान हैं, पुष्ट विनिर्देश नहीं