Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Diagnostika infarktu myokardu pomoc´ı ´ u˚ pravidlov´ych system ´ Vaclav Brabec
´ rska´ prace ´ 2009 Bakalaˇ
´ Vaclav Brabec
´ u˚ Diagnostika infarktu myokardu pomoc´ı pravidlovych ´ system
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Pˇrehled prezentace
Motivace a c´ıle Infarkt myokardu, EKG ´ Pravidlove´ systemy V´ysledky
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Motivace
´ cbu, Detekce infarktu myokardu je nutna´ pro vˇcasnou leˇ ´ u˚ pˇresnou indikaci lek ˇ Soucasn e´ EKG pˇr´ıstroje um´ı z EKG naj´ıt infarkt ´ ´ stale ´ se myokardu, ale spravnost vysledk ´ u˚ je mala, ˇ s´ ˇ ı vysetˇ ˇ ren´ı v nemocnici klade duraz ˚ na podrobnej Existence ruzn´ ˚ ych algoritmu, ˚ ktere´ zkoumaj´ı EKG a ˇ v nem, ˇ vznikly v poˇcatku ´ patologicke´ zmeny druhe´ poloviny 20.stolet´ı ´ rska´ Moˇznost vyuˇzit´ı v zem´ıch, kde nen´ı dostateˇcna´ lekaˇ ´ ce peˇ
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
´ C´ıle prace
´ ı pravidlov´ych algoritmu˚ na urˇcen´ı a lokalizaci Nastudovan´ infarktu myokardu z literatury ´ Na zaklad eˇ dan´ych algoritmu˚ vytvoˇrit lepˇs´ı algoritmus Zhodnocen´ı v´ysledku˚
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Infarkt myokardu Infarkt myokardu (IM) Projev ischemicke´ choroby srdeˇcn´ı Poˇskozen´ı srdeˇcn´ıho svalu(myokardu) z duvodu pˇreruˇsen´ı ˚ ´ ´ srdeˇcn´ıho svalu kysl´ıkem, dochaz´ ´ ık zasoben´ ı dane´ cˇ asti ´ odum´ıran´ı svalu Diagnostika infarktu Elektrokardiogram(EKG, 12 svodu) ˚ echokardiografie(ultrazvuk) ´ za pomoci angiografie(zobrazen´ı srdeˇcn´ıch dutin a cev ´ kontrastn´ı latky a rentgenu) ´ ık ˇ ren´ı srdecn´ ˇ ıch enzymu(pˇ vysetˇ ˚ ri infarktu dochaz´ ˇ ı enzymu˚ z srdeˇcn´ıho svalu do krve) uvolnen´ ´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
EKG (elektrokardiogram) ˇ v EKG, ktere´ indikuj´ı v´yskyt IM Zmeny Patologick´y kmit Q
Kˇrivka EKG
Zv´ysˇ ena´ elevace useku ST ´
Negativn´ı kmit T
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
´ Informace k praci
´ Zakladn´ ı lokalizace IM: Anterior(pˇredn´ı), Inferior(spodn´ı), Posterior(zadn´ı) Pravidlove´ stromy z literatury: Selvester Novacode Siemens ´ ı usp ˇ snosti algoritmu˚ Urˇcovan´ ´ eˇ ´ a´ pomer ˇ spravn ´ eˇ nalezen´ych infarktu˚ sensitivita - udav ´ vuˇ poˇctu infarktu˚ ˚ ci celkovemu ˇ nalezen´ych zdrav´ych jedincu˚ bez dane´ specificita - pomer choroby vuˇ ˚ ci vˇsem zdrav´ym
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Informace o datech
´ PTB. Byla jiˇz rozmeˇ ˇ rena a byla s Data jsou z databaze ´ ı detailn´ımi popisy pacientu˚ a pˇredevˇs´ım s konkretn´ ´ re lokalizac´ı IM od lekaˇ ´ 473 zaznam u, ˚ z toho 292 s infarktem, 181 bez infarktu ´ u˚ - lekaˇ ´ r Poˇcty jednotliv´ych nalez Anterior Inferior Posterior 193 125 24
´ Vaclav Brabec
´ y Zˇ adn´ 181
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Selvester Pravidla pro kaˇzdou elektrodu EKG
V literatuˇre ruzn ˚ e´ specifikace, zde uvedeny jako Selvester a Selvester-upraven´y < − ROC - kˇrivka ´ eˇ ˇ snost Selvestera Usp
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
ˇ jednotlivych ´ u˚ - Selvester-upraveny´ Pocty ´ nalez ´ y ´ r/Selvester Zˇ adn´ lekaˇ A I P Anterior 92 45 0 56 Inferior 13 78 0 34 Posterior 1 12 0 11 ´ y Zˇ adn´ 38 55 0 107
Sensitivita 47.66 62.40 0 53.50
´ tabulka byla zpracovana ´ Takovato pro kaˇzd´y strom(i pro automatickou klasifikaci), v prezentaci uvedena pouze pro Selvester.
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Novacode ´ ´ ST-skore,...) ´ Urˇcen´ı Q-skore(d ale pro kaˇzdou elektrodu
´ detailn´ı rozbor zavislosti ´ Pro Novacode byl zpracovan ´ jejich jednotliv´ych pravidel na v´yskytu IM, zpracovany histogramy a grafy ´ Ukazkov´ y histogram
´ Vaclav Brabec
´ eˇ ˇ snost Novacode Usp
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Siemens Jednotliva´ pravidla, podle kter´ych se pote´ vyhodnocuje v´yskyt IM
´ eˇ ˇ snost Siemens Usp
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Slouˇcen´ı stromu˚
Za uˇ ´ celem dosaˇzen´ı lepˇs´ıch v´ysledku˚ pˇri pouˇzit´ı ´ ıc´ıch stromu, stavaj´ ˚ bylo provedeno sluˇcen´ı stromu˚ ´ ım usp ˇ snost´ı jednotliv´ych slouˇcen´ı Je zde graf s porovnan´ ´ eˇ stromu˚
´ ´ 2*Selvester znamena´ dvojnasobn a´ vaha pro Selvester
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Automaticka´ klasifikace Pouˇzit program WEKA Vyuˇzit´ı pravidel z Novacode Bylo provedena postupna´ optimalizace pro nastaven´ı ´ u˚ klasifikator ´ ela ˇ Byla provedena redukce pravidel, ze kter´ych se provad ˇ pˇr´ıliˇsn´y vliv na klasifikace, tato redukce vˇsak nemela ˇ v´ysledku˚ zmenu V´ysledky automaticke´ klasifikace
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
´ Pˇr´ıklad vygenerovaneho stromu J48
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
´ Zhodnocen´ı prace ´ a implementovany ´ pravidlove´ Z literatury byly nastudovany ´ systemy. ˇ rena na testovac´ıch datech a Jejich funkˇcnost byla oveˇ provedeny nutne´ modifikace, pro jejich funkˇcnost. ´ jejich v´ysledky. Byly vypoˇc´ıtany Bylo provedeno sjednocen´ı stromu˚ - za uˇ ´ celem dosaˇzen´ı ´ ı specificity vyˇssˇ ´ı sensitivity pˇri zachovan´ ´ u˚ byl zvolen postup pro Po anal´yze pravidlov´ych system ´ vytvoˇren´ı noveho stromu s vyuˇzit´ım automatick´ych ´ u˚ v programu WEKA klasifikator ´ Specificita a sensitivita pro automaticke´ klasifikatory je ´ vyˇssˇ ´ı neˇz pro puvodn´ ı pravidlove´ systemy. ˚ ´ u˚ a automatick´ych klasifikator ´ u˚ Pouˇzit´ı pravidlov´ych system ´ pro vyuˇzit´ı v praxi, nutno zlepˇsit ma´ velk´y potencial v´ysledky. ´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
ˇ ´ za pozornost Dekuji Vam
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
ˇ v EKG pˇri IM Zmeny
ˇ vodivosti v poˇskozene´ cˇ asti ´ Pˇredevˇs´ım z duvodu zmen ˚ srdeˇcn´ıho svalu ´ se chova´ jako elektricky nem ˇ a´ tka´ n, ˇ elektroda Nekroza ˇ a´ nad touto poˇskozenou cˇ ast´ ´ ı svalu sn´ıma´ pouze um´ısten ´ V elektrode, ˇ ktera´ je cˇ asteˇ ´ cneˇ nad dutinov´y potencial. ˇ ´ cne. ˇ poˇskozen´ym m´ıstem, se projev´ı tato zmena jen cˇ asteˇ Toto napˇr´ıklad plat´ı pro patologick´y kmit Q a elevaci ST useku. ´ Ischemie se projev´ı prodlouˇzen´ım doby depolarizace a ˇ v oblasti kolem poˇskozene´ tkan ´ e. ˇ repolarizace bunek Projev negativn´ı vlnou T
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
ˇ snosti pravidlov´ych algoritmu˚ Zv´ysˇ en´ı usp ´ eˇ Po proveden´ı anal´yzy algoritmu˚ byly provedeny testy na ´ byly zaznamenany ´ zlepˇsen´ı dan´ych algoritmu, ˚ ktere´ z cˇ asti ´ zapracovany ´ do jednotliv´ych pravidlov´ych a z cˇ asti ´ u˚ (nekter ˇ ´ na zaˇcatku ´ system e´ upravy bylo nutne´ provest ´ prac´ı, aby se daly dane´ algoritmy pouˇz´ıt pro data) Dalˇs´ı moˇznost´ı jak zlepˇsit v´ysledky algoritmu˚ bylo pouˇzit´ı ´ ˇ Proto byly dvou, nebo tˇr´ı algoritmu˚ zarove n. ´ implementovany tato sjednocen´ı algoritmu. ˚ Pouˇz´ıvala se ˇ sina z n, pˇr´ıpadneˇ s upravenou vahou ´ vetˇ jednotliv´ych algoritmu. ˚ Z duvodu implementace v´ıce algoritmu˚ bylo vhodne´ zjistit ˚ ´ ´ pˇri identifikaci a moˇznost jejich vzajemn e´ spoluprace lokalizaci IM ´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
ˇ snosti pravidlov´ych algoritmu˚ Zv´ysˇ en´ı usp ´ eˇ
´ ı algoritmu˚ byl zvolen od postupneho ´ Postup pˇri sluˇcovan´ ´ ı 2 algoritmu, ´ tˇret´ı, sluˇcovan´ ˚ ke kter´ym postupneˇ byl pˇridan ´ ˇ z urˇcena volba na zaklad eˇ tohoto postupu byla rovneˇ ´ nekter ˇ ´ napˇr´ıklad vyˇssˇ ´ı vahy eho algoritmu ve slouˇcen´ı.
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
Infarkt myokardu ´ Zhodnocen´ı prace
Celkov´y pˇrehled
´ Vaclav Brabec
Diagnostika infarktu myokardu
