วัตถุประสงค์

เพื่อพัฒนาขั้นตอนวิธีการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว (atrial fibrillation) และภาวะหัวใจเต้นก่อนกำหนดบ่อยครั้ง (frequent premature contractions) เกิน 20% จากคลื่นไฟฟ้าหัวใจลีดเดียวยาว 30 วินาที ด้วยวิธีการคำนวณจากจังหวะการเต้นของหัวใจ

แนวคิด เหตุผล หรือสมมติฐาน

ภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว (atrial fibrillation) และภาวะหัวใจเต้นก่อนกำหนดบ่อยครั้ง (frequent premature contractions) เป็นภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ (cardiac arrhythmia) ที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งสองโรคนี้สามารถนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนที่ร้ายแรง เช่น โรคหลอดเลือดสมอง (stroke) หรือภาวะหัวใจล้มเหลว (heart failure) ได้ โดยปกติแล้ว โรคทั้งสองสามารถตรวจจับได้ด้วยการอ่านคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (electrocardiogram) ซึ่งต้องใช้ความชำนาญการของบุคลกรทางการแพทย์ ทำให้ไม่เหมาะสมกับการตรวจจับโรคที่บ้านที่ใช้โดยผู้ป่วยที่ไม่มีพื้นหลังความรู้ทางการแพทย์

งานวิจัยนี้จึงมีจุดมุ่งหมายพัฒนาพัฒนาขั้นตอนวิธีการตรวจจับภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว (atrial fibrillation) และภาวะหัวใจเต้นก่อนกำหนดบ่อยครั้ง (frequent premature contractions) เกิน 20% จากคลื่นไฟฟ้าหัวใจลีดเดียวยาว 30 วินาที ด้วยวิธีการคำนวณจากจังหวะการเต้นของหัวใจ โดยใช้ข้อมูลจากฐานข้อมูล MIT-BIH Arrhythmia Database และ Long-Term AF Database ที่ถูกแบ่งมาเป็นสัญญาณยาว 30 วินาที ขั้นตอนวิธีใช้ระยะระหว่างยอดคลื่น R (RR interval) ที่ได้จากการจับจังหวะการเต้นจาก QRS complex ไปคำนวณพารามิเตอร์ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ (heart rate variability), Shannon’s entropy, และ sample entropy เพื่อใช้ในการสร้างแบบจำลอง Extreme Gradient Boosting (XGBoost) แยกประเภทโรค ผลสุดท้าย ได้แบบจำลองที่มีประสิทธิภาพ 98.10% F1-score ด้วยการทดสอบจากชุดข้อมูลอิสระ ซึ่งสามารถนำไปใช้กับการตรวจจับโรคที่บ้านได้

ผลงานตีพิมพ์

• T. Tearwattanarattikal and A. Lek-uthai, "High-precision Rhythm-based Detection of Atrial Fibrillation and Frequent Premature Contractions using Extreme Gradient Boosting," in 2023 15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON). IEEE, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/BMEiCON60347.2023.10322038