Nghiên Cứu Thuật Toán Và Xây Dựng Phần Mềm Chẩn Đoán Tự Động Bệnh Mạch Vành Qua Tín Hiệu Điện Tâm Đồ Gắng Sức

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẶNG HỒNG QUÂN

NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM

CHẨN ĐOÁN TỰ ĐỘNG BỆNH MẠCH VÀNH QUA

TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ GẮNG SỨC

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

HÀ NỘI – 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẶNG HỒNG QUÂN

NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM

CHẨN ĐOÁN TỰ ĐỘNG BỆNH MẠCH VÀNH QUA

TÍN HIỆU ĐIỆN TÂM ĐỒ GẮNG SỨC

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ điện tử

Mã số: 8520114.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS PHẠM MẠNH THẮNG

HÀ NỘI – 2020

Nghiên cứu thuật toán và xây dựng phần mềm chẩn đoán tự động bệnh mạch

vành qua tín hiệu điện tâm đồ gắng sức

Đặng Hồng Quân

Khóa K23, ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử

Tóm tắt luận văn:

Trong thời đại càng phát triển thì số người mắc các bệnh về tim được dự báo đang ở mức

đáng báo động trong số đó có bệnh động mạch vành. Để chẩn đoán bệnh bệnh mạch vành

thông thường các bác sĩ thường sử dụng phương pháp đọc điện tâm đồ. Quá trình chẩn đoán

và chữa trị cũng gặp không ít những khó khăn đòi hỏi bác sĩ phải có chuyên môn cao và có

nhiều kinh nghiệm. Trong khi số lượng bệnh nhân ngày càng gia tăng thì các bác sĩ trong

chẩn đoán bệnh tim mạch vẫn chưa đáp ứng đủ chuyên môn trong chẩn đoán các bệnh tim

mạch và đặc biệt là bệnh động mạch vành đồng thời khả năng bỏ sót các điểm bất thường cao.

Trên cơ sở đó, luận văn “Nghiên cứu thuật toán và xây dựng phần mềm tự động chẩn đoán

bệnh mạch vành dựa trên tín hiệu điện tâm đồ gắng sức” được thực hiện dựa trên lý thuyết về

điện tim, cách đọc điện tâm đồ kết hợp với phân tích xử lý tín hiệu số. Luận văn sẽ trình bày

về tình hình bệnh tim mạch hiện nay, giới thiệu về tim người, điện tim, cách đọc điện tâm đồ.

Tiếp đó trình bày chi tiết về bệnh mạch vành, nguyên nhân, các biểu hiện lâm sàng, cách chẩn

đoán và chữa trị, dấu hiện nhận biết bệnh trên các sóng điện tim theo từng giai đoạn của bệnh

(thiếu máu, tổn thương, hoại tử). Trên cơ sở đó, xây dựng và triển khai các thuật toán phát

hiện đỉnh của tín hiệu dựa trên sự thay đổi của các sóng điện tim qua phương pháp lọc số để

tối ưu việc tìm các đỉnh. Từ các đỉnh sóng tìm được và dựa vào tiêu chuẩn Minnesota, bệnh

mạch vành được chẩn đoán một cách tự động. Luận văn trình bày chi tiết về lưu đồ thuật toán,

chương trình thực hiện thuật toán, xây dựng phần mềm và kết quả đã đạt được.

Từ khóa: ECG, Chẩn đoán bệnh, Bệnh mạch vành, Coronary artery disease.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu thuật toán và xây dựng phần mềm chẩn

đoán tự động bệnh mạch vành qua tín hiệu điện tâm đồ gắng sức” do tôi tự thực hiện

dựa trên cơ sở lý thuyết và kiến thức thực tế dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Phạm

Mạnh Thắng

Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, khách quan, đáng

tin cậy và không trùng với bất cứ nghiên cứu đã được tiến hành nào khác. Các thông

tin tham khảo trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng. Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn

về lời cam đoan này.

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2020

Học viên

Đặng Hồng Quân

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới PGS.TS Phạm Mạnh Thắng, người

thầy đã đề ra phương hướng, hết lòng chỉ bảo, tận tình hướng dẫn và dìu dắt em trong

suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ban Giám Hiệu, ban Chủ Nhiệm

Khoa cùng các thầy cô thuộc bộ môn Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử - Khoa Cơ học kỹ

thuật và Tự động hóa - Trường Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN đã giúp đỡ, truyền đạt

kiến thức và tạo điều khiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt khoá luận này.

Mặc dù em đã cố gắng, nỗ lực hết mình, tuy nhiên khả năng bản thân, kiến thức

và thời gian còn hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi những khiếm khuyết. Em rất

mong nhận được góp ý chân tình của quý thầy cô và các bạn để em tiếp thu và hiểu

biết sâu sắc hơn nữa đối với vấn đề được nêu ra trong luận văn.

Em chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2020

Học viên

Đặng Hồng Quân

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1

Chƣơng 1. ĐIỆN TÂM ĐỒ VÀ MỘT SỐ BỆNH TIM MẠCH................................3

1.1. Tim.......................................................................................................................3

1.1.1. Cấu tạo của tim............................................................................................3

1.1.2. Cơ chế hoạt động của tim............................................................................4

1.2. Điện tâm đồ.........................................................................................................4

1.2.1. Quá trình điện học của tim .........................................................................4

1.2.2. Sự hình thành điện tâm đồ..........................................................................5

1.2.3. Khái niệm điện tâm đồ.................................................................................6

1.2.4. Các chuyển đạo trên ECG...........................................................................7

1.2.5. Quá trình hình thành các sóng trên ECG ................................................10

1.3. Một số bệnh về tim ...........................................................................................11

Chƣơng 2. BỆNH ĐỘNG MẠCH VÀNH .................................................................13

2.1. Bệnh động mạch vành......................................................................................13

2.1.1. Khái niệm bệnh động mạch vành .............................................................13

2.1.1. Tình hình bệnh động mạch vành..............................................................14

2.1.2. Nguyên nhân bệnh mạch vành .................................................................16

2.1.3. Biểu hiện lâm sàng của bệnh....................................................................17

2.1.4. Các dạng bệnh lý của bệnh mạch vành....................................................17

2.1.5. Cách chẩn đoán và chữa trị ......................................................................19

2.2. Dấu hiệu nhận biết bệnh mạch vành trong điện tâm đồ ..............................23

2.2.1. Thiếu máu (Ischemia) ...............................................................................23

2.2.2. Tổn thương (Injury) ..................................................................................23

2.2.3. Hoại tử (necrosis) ......................................................................................24

2.3. Các tiêu chuẩn chuẩn đoán bệnh mạch vành................................................25

2.3.1. Sóng Q........................................................................................................25

2.3.2. Đoạn ST......................................................................................................27