Viacparametrická optimalizácia lokalizácie zdroja ektopických srdcových cyklov pomocou jednoduchého dipólu: Prípadová štúdia

Riešitelia: Svehlikova, J. – Zelinka, J. – Tysler M. – Tino, P.

V rámci neformálnej spolupráce s P. Tiňom z University of Birmingham sme u pacienta so stimulovanou aktivitou srdca s použitím povrchových EKG máp a geometrie a štruktúry hrudníka získanej z CT ako vstupných dát, skúmali možnosť použitia súčasne dvoch parametrov na neinvazívnu inverznú lokalizáciu miesta stimulácie. Pri tradičnom riešení je jedinou kriteriálnou funkciou relatívna chyba (RRE) medzi vstupnou potenciálovou mapou a mapou generovanou inverzne vypočítaným dipólom, ktorého poloha reprezentuje polohu zdroja srdcovej aktivity. V uvedenej štúdii sme využili všetky namerané signály srdcových cyklov a ich korelácie na určenie druhého kriteriálneho parametra -tzv. skóre spoľahlivosti (RS – reliability score), ktorý vyhodnocoval stabilitu orientácie inverzne určených dipólových momentov. Obidva parametre boli vypočítané v každom časovom okamihu skúmaného signálu pre všetky preddefinované polohy dipólu a bol vypočítaný Pareto front z daných parametrov. Výsledná optimalizácia bola urobená z grafu Pareto frontov všetkých skúmaných časových okamihov určením tzv. kolena výsledného Pareto frontu. Použitím tejto optimalizačnej metódy sa zlepšila chyba lokalizácie miesta vzniku srdcovej aktivity zo 16mm (pre RRE) na 11mm (pre RRE+RS) pre homogénny model hrudníka a z 13 na 9 mm pre nehomogénny model hrudníka.

Multiobjective Optimization Approach to Localization of Ectopic Beats Source by Single Dipole: Case Study

 

Obr.: a) Všetky namerané EKG signály použité pri výpočtoch, b) Pareto front (červené body) výsledkov pre jeden časový okamih, c) výsledný Pareto front zo všetkých sledovaných časových okamihov.

 

Súvisiace projekty:

• VEGA 2/0125/19 “Meranie a modelovanie elektrického poľa srdca na neinvazívnu identifikáciu a interpretáciu štrukturálnych zmien komorového myokardu vedúcich k ventrikulárnym arytmiám.”
• APVV-14-0875 “Neinvazívna lokalizácia ektopických arytmií srdcových komôr pomocou EKG mapovania a jej využitie pre účely kauzálnej liečby.”

 

Publikácia:

ŠVEHLÍKOVÁ, Jana** – ZELINKA, Ján – TYŠLER, Milan – TIŇO, P. Multiobjective optimization approach to localization of ectopic beats by single dipole: Case study. In Computing in Cardiology, 2019, vol. 46, 4 p. (2018: 0.202 – SJR). ISSN 2325-8861. Typ: ADMB