CYBER PSG - analýza spánkových dat

CertiCon vyvinul softwarový rámec pro poloautomatickou klasifikaci biosignálů zatím optimalizovaný pro analýzu spánkových dat. Systém je nezávislý na typu hardwaru a umožňuje implementaci rozhraní pro příjem různých signálů z různých druhů zařízení. Ze vstupních signálů jsou pokročilými metodami extrahovány příznaky (feature extraction) nezbytné pro automatickou klasifikaci jednotlivých segmentů záznamu do hierarchicky uspořádaného stromu shluků. Poté systém provede klasifikaci nasnímaných dat do stromové struktury hierarchicky uspořádaných tříd (shluků) a nabídne expertovi klíčové části záznamu doporučené pro hodnocení. Klasifikující expert má plnou kontrolu jak nad jemností klasifikace (hloubkou řezu v hierarchickém stromu), tak nad množstvím a výběrem vzorků jednotlivých shluků. Expertem ohodnocené záznamy jsou následně využity jako množina vzorů, na základě kterých klasifikátor sestavuje návrh ohodnocení zbylé části záznamu. Systém graficky prezentuje nalezené shluky a jejich pozici ve spánkovém záznamu v závislosti na uživatelem zvolené hloubce řezu ve stromu shluků. Tento přístup umožňuje jak hrubé rozlišení základních fází záznamu (např. na spánek a bdělost), tak velmi jemné rozlišení záznamů v rámci jednotlivých spánkových fází.
 
Analýza PSG spánkových dat je časově náročný manuální proces vyžadující velkou zkušenost hodnotitele. Tento proces je zatížen vysokou mírou subjektivity. Shoda mezi dvěma experty se pro klasifikaci spánkových fází uvádí v rozmezí 70 – 80 %.
 
Existující nástroje pro zpracování biosignálů obvykle nabízejí podporu pro manuální klasifikaci signálů. Existují také přístupy slibující plně automatizovanou klasifikaci. Té ale lékaři moc nedůvěřují. Problémem plně automatizované klasifikace je relativně nízká spolehlivost daná řadou faktorů (vysoká míra individuální variability biosignálů, závislost klasifikátoru na provádění záznamu za přesně definovaných podmínek, tedy uspořádání elektrod, nastavení HW filtrů, apod.).
 
Systém vyvinutý CertiConem umožňuje kombinaci manuální klasifikace záznamu expertem s vysokou měrou automatizace, založenou na vyhodnocení podobnosti signálů, realizovaného formou hierarchického shlukování.
 
Výhodou vyvinutého přístupu je především:

  • výrazné zrychlení klasifikace PSG záznamu při zachování plné kontroly experta nad procesem klasifikace
  • zvýšení objektivity hodnocení záznamu v porovnání s ryze manuální klasifikací
  • zvýšení přesnosti klasifikace (ve srovnání s plně automatickými klasifikátory)
  • možnost použití nezávisle na typu měření (po optimalizaci systému pro daný typ úlohy) nebo použitém hardwaru (systém není svázán s konkrétním výrobcem zařízení)

 
Demo aplikace obsahuje tyto části:

  • načítání dat
  • zobrazení biosignálů
  • zobrazení výsledků hierarchického shlukování
  • manuální klasifikace PSG
  • poloautomatická rekurentní klasifikace PSG
  • zobrazení klinicky zajímavých parametrů záznamu
  • zobrazení výsledků klasifikace (hypnogram)
  • zobrazení spektrogramu

 
Účelem demo aplikace je prezentovat přínosy zvoleného přístupu poloautomatické rekursivní klasifikace realizované v moderní softwarové architektuře vhodné jak pro realizaci samostatné klientské aplikace, tak pro zapracování ve formě knihovny do existujících systémů pro analýzu biosignálů.
 
CyberPSG vyvinul CertiCon na základě společného výzkumu realizovaného na ČVUT v Praze.
 
Pro další infromace navštivte http://cyberpsg.certicon.cz/