APPLYING SIGNAL PROCESSING AND AI TOOLS FOR THE EARLY DETECTION OF HEART ANOMALIES
Date Issued
2023
Language
English
Extent
{12}, {75}, {1},
Place of institution
Sakhir, Bahrain
Thesis Type
Thesis (Master)
Institution
University of Bahrain
English Abstract
Abstract :
This thesis provides a comparative study related to various signal processing and Artificial
Intelligence (AI) techniques applied to Phonocardiography signals (PCG) to automatically
differentiate normal heart sounds from five types of common murmurs. This should help to
provide a simple-to-use and cost-effective PCG-based system for the early detection of
cardiovascular anomalies. The average detection rate for heart anomalies in our study was
92.14%, while the classification rate was 71.02%. This is achieved by using Deep Neural
Network (DNN) classification with Hyperbolic Tangent (tanh) activation function, a 5-layer,
and 100 neurons per layer configuration. This thesis shows that the Discrete Wavelet
Transform (DWT) was found to be the best denoising algorithm and the Heart Sound
Envelogram (HSE) was the best segmentation method for the PCG signal. Mel Frequency
Cepstral Coefficients (MFCC) Features conjugated with DNN classification outperformed the
Time and Frequency-Domain counterparts. In the framework of smart and preventative health
care, the proposed system serves as a convenient home-care tool by providing potentially-ill
individuals with vital early warnings and guiding them to cardiologists for more precise
diagnoses
Arabic Abstract
ملخص :
تقدم هذه الرسالة دراسة مقارنة تتعلق بمختلف تقنيات معالجة اإلشارات والذكاء االصطناعي
Intelligence Artificial التي تُطبق على إشارات القلب الصوتية Phonocardiography للتمييز
التلقائي بين األصوات القلبية الطبيعية وخمسة أنواع من أمراض القلب. يمكن لهذه الدراسة المساعدة لتوفير
نظام سهل االستخدام وعالية الفعالية من حيث الجودة والتكلفة للكشف المبكر عن أمراض القلب.
كان متوسط معدل الكشف عن أمراض القلب في دراستنا ،٪92.14 بينما كان معدل التصنيف .٪71.02
تم تحقيق هذه الن تائج باستخدام Network Neural Deep مع خاصية دالة (tanh(، وتكوين 5 طبقات
و100 عصب في الطبقة الواحدة.
توضح هذه الرسالة أن تقنية Transform Cosine Discrete كان ت الخوارزمية األفضل إلزالة
الضوضاء ، وكانت Envelogram Sound Heart هي أفضل طريقة لتقسيم االشارات القلبية. تفوقت
Deep Neural التصنيف طريقة باستخدام Mel Frequency Cepstral Coefficients تقنية
Network على نظيريهما في المجال الزمني والترددي.
في إطار الرعاية الصحية الذكية والوقائية ، يعمل النظام المقترح كأداة رعاية منزلية سهلة بتوفير
تحذيرات مبكرة مهمة لألفراد المحتملين المرضى وتوجيههم إلى أطباء القلب لتشخيصات دقيقة أكثر.
تقدم هذه الرسالة دراسة مقارنة تتعلق بمختلف تقنيات معالجة اإلشارات والذكاء االصطناعي
Intelligence Artificial التي تُطبق على إشارات القلب الصوتية Phonocardiography للتمييز
التلقائي بين األصوات القلبية الطبيعية وخمسة أنواع من أمراض القلب. يمكن لهذه الدراسة المساعدة لتوفير
نظام سهل االستخدام وعالية الفعالية من حيث الجودة والتكلفة للكشف المبكر عن أمراض القلب.
كان متوسط معدل الكشف عن أمراض القلب في دراستنا ،٪92.14 بينما كان معدل التصنيف .٪71.02
تم تحقيق هذه الن تائج باستخدام Network Neural Deep مع خاصية دالة (tanh(، وتكوين 5 طبقات
و100 عصب في الطبقة الواحدة.
توضح هذه الرسالة أن تقنية Transform Cosine Discrete كان ت الخوارزمية األفضل إلزالة
الضوضاء ، وكانت Envelogram Sound Heart هي أفضل طريقة لتقسيم االشارات القلبية. تفوقت
Deep Neural التصنيف طريقة باستخدام Mel Frequency Cepstral Coefficients تقنية
Network على نظيريهما في المجال الزمني والترددي.
في إطار الرعاية الصحية الذكية والوقائية ، يعمل النظام المقترح كأداة رعاية منزلية سهلة بتوفير
تحذيرات مبكرة مهمة لألفراد المحتملين المرضى وتوجيههم إلى أطباء القلب لتشخيصات دقيقة أكثر.
Member of
Identifier
https://digitalrepository.uob.edu.bh/id/cb0b1cf2-a005-43f1-8a20-7602069e2304