Yüksek esneklikli elektrokardiyogram sinyal simülatörü

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: PEGAH DEMİRKAYA

Danışman: SEVİL ÖZER

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kalp sisteminin elektrokardiyografi (EKG) sinyalin üretimine dayalı olarak modellenmesi, yalnızca kalbin davranışının ve çalışma döngüsünün daha iyi anlaşılmasına değil, aynı zamanda kalp hastalığının teşhisinde de oldukça önemlidir. Bilgisayar tabanlı EKG simülasyonlarıyla, normal veya patolojik durumdaki kalbin elektriksel aktivitelerini gösteren EKG sinyalleri arasındaki ilişkiler anlaşılabilmekte ve uzmanlara, hastalığın derecesinin ve türünün belirlenmesine, ilaca dayalı tedavi ve ameliyat metodunun belirlenmesine fikir sunabilmektedir. EKG sinyalinin matematiksel modellemesine dayanan bu çalışmada, mevcut modeller kullanılarak, çıktı sinyalinin davranışı gerçek elektrokardiyografine benzemesine çalışılmıştır. Çalışmada, birleştirilmiş ve filtrelenmiş Van-der Pol osilatörlerine dayalı modellemede, P ve T dalgalarının genliğinin gözle görülemeyecek derece küçük olması ve beklenen sonucun elde edilememesinden dolayı otoregresif modellemenin uygulamasına geçilmiştir. Otoregresif (AR) modelinden elde edilen sinyalin aralıkları ve pikleri gerçek EKG sinyalinin özelliklerine çok uyumlu olduğu görülmüştür. Otoregresif modelin verimliliğine dayanarak, modelin de yüksek esnekliği sayesinde çok çeşitli aritmiler ve yüksek dinamikler oluşturulabilmektedir. AR modelin verimliliğini değerlendirme göstergeleri olarak da 10 sağlıklı insanın EKG sinyalleri ile AR modelden üretilen sinyal arasındaki hatadan elde edilen "kök ortalama kare hatası" hesaplanmış ve en iyi hata oranı 0,00081 elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, kaydedilmesi, depolaması ve dijital iletişim ağları üzerinden iletilmesi esnasında gürültüye maruz kalan EKG sinyalinin incelemesi yapılmıştır. Özellikle şebeke hattı gürültüsünü ortadan kaldırmak için kullanılan Butterworth frekans filtresi, simülasyonda da çok iyi performans göstermiştir. Bu filtrenin değerlendirilme kriteri, en iyi gürültü giderme oranı 1021 desibel olan, yüksek desibelden faydalanan sinyal gürültü kriteridir.