Merre tovább? – Where to go?

Elérkeztem az ösztöndíjas időszakom utolsó hónapjába és további műszaki részletek helyett szeretnék megosztani néhány következtetést.

Az elmúl hónapokban alkalmam volt megismerni jó néhány jelfeldolgozási módszert, amelyek hozzásegítettek megismerni a nem-lineáris jeleket. Ugyanakkor elmélyültem az elektrokardiogramok tanulmányozásában is – megismertem úgy a fiziológiai hátterét, mint a feldolgozásának a lehetőségeit is. A befektetett munka eredményeként részt vettem egy nemzetközi konferencián, egy nemzetközi diákkonferencián, megszületett két cikk és nem utolsó sorban a mesteri képzésemhez tartozó disszertáció.

Természetesen a folyamat nem volt zökkenőmentes. Az időnkénti alkotói válságtól eltekintve egyéb akadályba is ütköztem az ösztöndíjas időszak alatt. A legnagyobb gondot az okozott, hogy nem minden esetben tudtam beszerezni a szükséges EKG jeleket. Bár rendelkezésemre állt a PhysioNet.org online adatbázis, a benne fellelhető minták nem minden esetben feleltek meg az elvárásaimnak. Legtöbbjüket utólagosan digitalizáltak, ezért a mintavételi frekvenciájuk igencsak szűk korlátok között mozog, ami probléma volt, főleg a Hilbert-Huang transzformáció alkalmazásakor.

Arra a felismerésre jutottam hát, hogy érdemes lenne időt és energiát fektetni egy olyan projektbe, aminek a célja egy egységes, nemzetközi kollaboráción alapuló adatbázis létrehozása. Egy ilyen adatbázis felállításának lehetséges lépései:

  • Az adatbázis felépítésének megtervezése. Figyelembe kell venni a jövőbeni felhasználók és felhasználások igényeit. Így az adatbázis az EKG jeleken kívül információt tartalmazna a jelekről: diagnózis, P, T, Q, R, S hullámok helye, esetleg intervallumok és szakaszok helye
  • Az adatbázissal való kommunikációt megengedő szoftver kifejlesztése. Ez a fejlesztés orvosok bevonásával kell megtörténjen, ugyanis az adatbegyűjtés fázisában ők lesznek az elsődleges felhasználói.
  • Az adatbázis feltöltése EKG jelekkel. Ebben a fázisban az adatbázissal való kommunikációt megvalósító szoftver kiosztásra kerül kardiológus szakorvosok között és megkezdődik az adatok begyűjtése. Ezt a lépést esetlegesen megelőzheti egy illesztőprogram-család megírása, amely közvetítene a különböző EKG begyűjtő eszközök és a saját fejlesztésű szoftver között. Ez a lépés igencsak megkönnyítené az orvosok munkáját, illetve kevésbé bonyolítaná azt.
  • Az EKG-k feldolgozásának megkezdése. Amikor megfelelő mennyiségű EKG összegyűlt (főleg egy adott betegségre koncentráltan), meg lehet kezdeni a kutatási tevékenységet.

A projekt végcélja, hogy létrejöjjön egy olyan adatbázis, amit nemzetközi kutatócsoportok is használhatnak, és bővítése folytonosan történik. Így mindig fellelhetőek lennének olyan felvételek, amelyek a legújabb adatbegyűjtő eszközökből származnak.

Nemrég jelent meg egy érdekes tájékoztatás a gyártástrend.hu oldalon arról, hogy Magyarországon kifejlesztésre kerül egy teleradiológia rendszer, amelynek célja összekötni különböző radiológiai intézeteket, elősegítve ezáltal az együttműködést és megkönnyítve a megfelelő kezelés meghatározását. Az EKG adatbázis létrehozását hasonló módon képzeltem el, egy regionális vagy országos kiterjedésű hálózatként.

A pályázat legfontosabb következtetése az, hogy nem lehet elektrofiziológiai jelek feldolgozását kutatni anélkül, hogy szoros együttműködés alakuljon ki orvosok és kutatók között, illetve, hogy ne álljon a kutatók rendelkezésére egy megfelelő adatbázis.

grad_red_right

This is the last month of my scholarship and I thought that instead of presenting further technical details of my research, I would rather draw some conclusions.

In the last months I had the chance to learn about quite a few signal processing methods, which helped me to understand non-stationary signals. At the same time I dug myself into the study of electrocardiograms too – I found out more about both its physiological background and the possible processing methods. As a result of my work I participated at an international conference, an international students’ conference, two research articles were born and last, but not least, I wrote my master’s dissertation.

Obviously, the process wasn’t as smooth as I expected it to be. Apart from the creative crisis that appeared from time to time I faced other difficulties as well. The biggest problem was that I couldn’t get the signals I wanted for my research. Although I had access to the PhysioNet online database, the samples it contains were mostly digitized after the signals were captured on paper. This process took place quite some years ago and, as a result, their sampling frequency is low in most of the cases. The low sampling frequency caused a lot of trouble, especially when making experiments with the Hilbert-Huang transform.

So I was thinking that it would be worth investing time and energy in a project which aims to construction a unified ECG database, based on international collaboration. The possible steps towards such a database are:

  • The design of the database. Both the users’ and applications’ needs should be taken into consideration. This way, the database would contain not only ECG signals but also additional information on the diagnose given based on the ECG signals, the position of the P, T, Q, R and S waves or even the position of the different segments and intervals.
  • The development of the software which enables interfacing with the database. The development should be performed in close collaboration with doctors, since they will be the main users of the software in the phase of gathering signals from patients.
  • Filling the database with ECG signals. In this phase the software is installed on the computers of the doctors participating in the study. In order to speed up the process of collecting ECG signals, driver software can be developed so that the different ECG recording devices could be integrated in the interfacing software.
  • Beginning to process the ECG signals. When there is enough ECG data (reflecting mostly one certain heart condition), the research to develop new processing methods can be started. Naturally, the process of ECG gathering would continue.

The final aim of the project is to create a database which can be used by international research groups and which is extended continuously. This way there would always be recordings in the database that were recorded with the latest recording devices.

Recently an interesting post appeared on the site gyartastrend.hu about how a teleradiology system is getting developed in Hungary. Its goal is to link different radiology institutions, thus helping collaboration and diagnostic decision making easier. I thought about the ECG database in somewhat similar manner.

However, the most important and relevant conclusion of my scholarship period is that the research of electrophysiological signals cannot happen without the help of highly skilled medical professionals. It is also vital for the researchers to have a reliable signal database for daily testing and validation.

Reklámok