كدينگ سيگنال ECG براي بهبود فشرده‌سازي به منظور استفاده در پزشكي از راه دور

ECG Coding for Compression Enhancement in Telemedicine

همواره سرعت بخشيدن روند رساندن اطلاعات به كارگروه مراقبت پزشكي از مهمترين اهدافي است كه به منظور افزايش بازده تشخيص و درمان دنبال مي‌شود. امروزه با دست يابي به فناوري هاي جديد انتقال اطلاعات و با توجه به وجود محدوديت‌هايي در روش‌هاي قديم، بكارگيري اين فرايندها روز به روز در حال گسترش است. در اين تحقيق پيشنهاد شده است براي انتقال سيگنال الكتروكارديوگرام ابتدا سيگنال را به صورت دنباله اي از ضرايب كد كرده، سپس از بلوتوث براي انتقال اين ضرايب از دستگاه مبدا به دستگاه مقصد استفاده شود. كد كردن سيگنال در ذخيره‌سازي و ارسال تاثير بسزايي دارد. اين دنباله ضرايب شامل تعداد نمونه هاي سيگنال،تعداد اختلاف هاي تاثيرگذار، محل وقوع و مقدار آن ها، تعداد و نوع اكسترمم‌ها و نيز محل وقوع آنها است؛ كه در اين پژوهش براي اولين بار ارايه شده است. براي تكميل عمليات از كدينگ حسابي به عنوان كدينگ مكمل استفاده شده،به طوري كه ورودي آن دنباله ضرايب استخراج شده و خروجي آن كدهاي حسابي دنباله است. برخلاف اكثر روش هاي موجود، در روش پيشنهادي هر نمونه در خروجي توليد شده در يك بايت ذخيره و ارسال مي شود كه اين موضوع در همگام سازي بسته هاي ارسالي با سخت‌افزار مورد استفاده، تاثير زيادي دارد. براي انتقال ضرايب كدينگ از ماژول هاي بلوتوث SD-200 محصول شركت سِنا، (از معتبرترين توليدكنندگان ماژول هاي بي سيم) استفاده شد. ضرايب استخراج شده از فرستنده ارسال، و با گيرنده دريافت شد؛ سپس سيگنال اوليه بازسازي شد. به منظور آزمون و ارزيابي روش، از بانك اطلاعات MIT-BIH استفاده شد. با استفاده از روش پيشنهادي، براي ميانگين خطاي مجذور مربعات تفاضلي 93/5?،‌ ميانگين نرخ فشرده‌سازي برابر 69/8 و ميانگين همبستگي عرضي برابر 8/99? و براي ميانگين خطاي 21/10?،‌ ميانگين نرخ فشرده سازي برابر 03/13 و ميانگين همبستگي عرضي برابر 47/99? بود.

One of the most important goals for increasing the recognition and treatment revenue is transmitting the vital data to medical care team, more quickly. Nowadays, use of new technologies for transmission of data is extending every day. In this research, for transmitting electrocardiogram, first we code the signal into a matrix of codes, then we will use bluetooth technology to transmit data from offset device to target device. Signal coding will affect in sending and storing data. This suite of codes that form for the first time in this method, include number and type of extermumes, time of occurring them, samples of signal and etc. We complete the coding, using arithmetic coding. The input of arithmetic coding is the extracted suite of coefficients and the output is arithmetic codes. We use SD-200 serial bluetooth modules produced by SENA™ in transmission of coding coefficients. The transmitter sends extracted coefficients and receptor receives them and reconstructs the primary signal. For testing and evaluating the method, we use MIT–BIH arrhythmia database. In our method, when average Percentage of Root Mean Square Differential (PRD) is equal to 5.93%, Compression Ratio (CR) and Cross Correlation (CC) is equal to 8.69 and 99.8%, respectively. Beside, when PRD is about 10.21%, CR and CC is 13.03 and 99.47%, respectively. The maximum standard deviation of compression ratio in two states is 4.17.