2006
Matching pursuit decomposition for detection of frequency changes in experimental data - application to heart signal recordings analysis
BARDOŇOVÁ, Jana, Ivo PROVAZNÍK a Marie NOVÁKOVÁZákladní údaje
Originální název
Matching pursuit decomposition for detection of frequency changes in experimental data - application to heart signal recordings analysis
Název česky
Matching pursuit dekompozice pro detekci frekvenčních změn v experimentálních datech - aplikace v analýze záznamů srdečních signálů
Autoři
BARDOŇOVÁ, Jana (203 Česká republika), Ivo PROVAZNÍK (203 Česká republika) a Marie NOVÁKOVÁ (203 Česká republika, garant)
Vydání
Scripta medica, Brno, Masaryk University, Faculty of Medicine, 2006, 1211-3395
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
30105 Physiology
Stát vydavatele
Česká republika
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Kód RIV
RIV/00216224:14110/06:00020685
Organizační jednotka
Lékařská fakulta
Klíčová slova anglicky
Voltage-sensitive dye di-4-ANEPPS;ECG signal;Wavelet analysis;Matching Pursuit decomposition
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 19. 6. 2009 16:35, prof. MUDr. Marie Nováková, Ph.D.
V originále
The time-frequency analysis is a powerful tool to describe the nature of non-stationary biological signals. Short Time Fourier Transform and Wavelet Transform are well known analysis tools used in experimental field. This paper deals with another method, which is Matching Pursuit (MP) decomposition. This method decomposes a signal into an optimal linear expansion of waveforms, which are functions previously defined in a dictionary, and thus extends capability of traditional tools. The MP method is applied to study changes of energy of ECG signal frequency components during three experimental phases. The experiments include application of voltage-sensitive dye (VSD) needed for non-invasive optical mapping from heart surface. Our previous Langendorff perfused heart experiments suggested shape changes in ECG signals in time-frequency domain caused by application of VSD di-4-ANEPPS. In this study, the heart cycles were decomposed by MP in all phases (control, loading and washout period). The histograms of relative frequency of waveforms resulted from MP were computed to show frequency details for each experimental phase. The study shows significant shifts of majority energy frequency components during loading and their recovery after washout. Further, MP confirmed subtle frequency changes within QSR complexes during the experiment.
Česky
Časově-frekvenční analýza je velice účinným nástrojem pro analýzu experimentálních dat. Nejznámějšími používanými metodami jsou krátkodobá Fourierova transformace a vlnková (Wavelet) transformace. Další používanou metodou pro analýzu signálu je metoda Matching Pursuit (MP). Tuto metodu je možno charakterizovat jako výběrový rozklad signálů pomocí bázových funkcí předem definovaných ve slovníku. Metoda MP dekompozice je použita pro sledování energie frekvenčních složek zaznamenaného signálu během jednotlivých fází experimentu. Experiment zahrnuje aplikaci napěťově citlivého barviva di-4-ANEPPS, která je nezbytná pro realizaci optického snímání akčních potenciálů z povrchu srdce. Pomocí MP dekompozice zaznamenaných signálů byly vyjádřeny časově-frekvenční mapy a zobrazeny odpovídající histogramy bázových funkcí, které byly využity při dekompozici. Sledovaným parametrem bázových funkcí je jejich základní frekvence. Z histogramů relativních četností bázových funkcí je pak patrné, že největší podíl energie je soustředěn v intervalu nižších frekvencí v průběhu kontrolní fáze experimentu. V následující etapě se pak rozložení energií mění a energie je soustředěna u složek s vyšší frekvencí. Ve fázi vymývání barviva se rozložení energií jednotlivých frekvenčních složek vrací do původního rozložení sledovaného na začátku experimentu. Metoda MP dekompozice udává detailní rozložení bázových funkcí, tedy přesné informace o zastoupení jednotlivých frekvenčních složek v signálu.
Návaznosti
| GA102/04/0472, projekt VaV |
| ||
| GA305/04/1385, projekt VaV |
|