روشی برای تشخیص به هنگام بیماری‌های دریچه قلبی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ عذرا سعیدی مجری طرح با بیان اینکه صدای قلب حاوی اطلاعات فیزیولوژیکی مهمی در خصوص ساختار و عملکرد قلب است، افزود: نخستین نشانه پاتولوژی قلب حضور مؤلفه‌هایی اضافی به نام «سوفل» در کنار مؤلفه‌های اصلی صدای قلب است، از این رو تحلیل خودکار صدای قلب می‌تواند برای تشخیص به هنگام بیماری قلبی مناسب باشد.

وی گفت: به طور کلی در روش‌های متداول تشخیص بیماری‌های قلبی مانند اکوکاردیوگرافی مبتنی بر روش‌های تصویربرداری پیچیده، سنگین و هزینه‌بر و نیازمند متخصص است، بنابراین محققان به دنبال روشی ساده، غیر تهاجمی، با قیمت مناسب و قابلیت کاربرد وسیع در تحلیل خودکار صدای قلب هستند.

سعیدی از اجرای تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و افزود: این پژوهش با عنوان «طبقه بندی بیماری‌های دریچه‌ای قلب با استفاده از مکان‌یابی منابع صوتی قلبی» در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شد، در این تحقیق با بکارگیری ایده ضبط چند کاناله صدای قلب، اطلاعات مکانی - زمانی دریچه‌های قلب استخراج و با بهره‌گیری از این اطلاعات، روشی جدید برای قطعه‌بندی و طبقه‌بندی سوفل‌های قلب پیشنهاد شده است.

وی با تأکید بر اینکه با اجرای این طرح می‌توان انتظار داشت که جایگزینی برای بخشی از توانائی‌های تشخیصی قرار گیرد که فقط توسط دستگاه اکوکاردیوگرافی و توسط متخصص قابل انجام است، گفت: در مطالعات انجام شده می‌توان با یک بخش سخت‌افزاری ساده ضبط صدا، یک تکنسین و با پشتیبانی یک نرم‌افزار نه چندان پیچیده، عملکرد قلب را مورد ارزیابی قرار داد.

سعیدی به نحوه اجرای این طرح اشاره کرد و افزود: در این پژوهش یک روش مکان‌یابی ترکیبی اراده شد که از این طریق قادر به تعیین مکان چهار دریچه اصلی قلب هستیم، از طریق روش‌های پیشنهادی مکان‌یابی دریچه‌های قلبی امکان تعیین نوع سوفل‌های قلبی (به صورت تکی و یا چندین سوفل به طور همزمان) در شرایط وجود اشکال در دریچه‌های قلبی فراهم شده است.

وی گفت: در حال حاضر برای تعیین همزمان چندین سوفل نیاز به اطلاعات اکوکاردیوگرافی است که ما در این تحقیق موفق شدیم تنها با بکارگیری از اطلاعات صوتی صدای قلب با ضبط همزمان صدای قلب با آرایه میکروفونی انواع سوفل‌ها به صورت تکی و یا همزمان را شناسایی کنیم.

مجری طرح افزود: دقت طبقه‌بندی این الگوریتم برای بیمار‌ی‌های دریچه‌ای قلب ۹۴ و ۷۵ صدم درصد و با میانگین حساسیت ۹۶ و ۸ دهم درصد بدست آمده است.

سعیدی تحلیل صدای قلب به منظور طبقه‌بندی بیماری‌های دریچه‌ای قلب به صورت خودکار و با بکارگیری آرایه‌های میکروفونی را از اهداف این طرح دانست و گفت: اطلاعات مکانی از منابع صوتی درون قلب و طول زمان رخداد ناهنجاری‌های قلبی، به تشخیص نوع بیماری کمک بسزایی می‌کنند، درحالیکه روش‌های متداول تشخیص بیماری‌های قلبی تنها از یک میکروفون استفاده می‌شود که این روش‌ها اطلاعات کافی از زمان و مکان فرآیند عملکرد بخش‌های مختلف قلب را ارائه نمی‌دهد.

وی افزود: بر این اساس در این تحقیق از ایده ضبط دادگان چند کاناله استفاده می‌شود تا بتوان اطلاعات مکانی و مدت زمان فعال بودن دریچه‌ها را به منظور ارزیابی عملکرد قلب بدست آورد.

سعیدی با بیان اینکه ضبط داده‌های چند کاناله و پردازش‌های آرایه‌ای رزولوشن بالا، امکان مکان‌یابی منابع صدا در نقاط مختلف از قلب را به ما ارائه می‌دهد، گفت: یکی از موارد اساسی در بکارگیری از الگوریتم‌های مکان یابی طراحی چیدمان آرایه میکروفونی و الگوریتم بکارگرفته شده است؛ ما در این تحقیق با استفاده از شبیه ساز طراحی شده به دنبال چیدمانی مناسب برای تعیین مکان منابع صوتی قلب بوده‌ایم.

مجری طرح بهبود الگوریتم مکان‌یابی منابع صوتی قلب را از نوآوری‌های این طرح عنوان کرد و افزود: در این تحقیق ما به دنبال روشی برای دستیابی به مکان منابع با تعداد محدود میکروفون هستیم. در روش پیشنهادی با بکارگیری اطلاعات فازی طیف میوزیک (تابع تأخیر گروهی میوزیک) به صورت تکراری و حذف اثر منبع مکان‌یابی شده، مکان دریچه‌های قلبی با دقت مناسبی تعیین می‌شوند.

وی گام بعدی این مطالعات پس از تعیین مکان دریچه‌های قلبی را مشخص کردن فاز‌های سیستول و دیاستول صدای قلب ذکر کرد و گفت: در نهایت با تعیین الگوی زمانی فعال بودن دریچه‌ها در طول زمان برای هر نوع سوفل دریچه‌ای به عنوان مرجعی از هر کلاس به تشخیص نوع بیماری پرداخته می‌شود.

این محقق نگاشت صوتی از منابع صوتی قلب با بکارگیری آرایه میکروفونی، قطعه‌بندی سیگنال صوتی قلب با بکارگیری اطلاعات زمان - مکانی دریچه‌های قلبی، ایجاد درختچه پیدایش دریچه‌های قلب به منظور شناسایی سوفل‌های قلبی و تشخیص شدت سوفل را از مزایای دستگاه طراحی شده نام برد و افزود: این دستگاه برای تشخیص‌های اولیه بیماری‌های دریچه‌ای قلب چون نارسایی و تنگی دریچه‌های میترال، تریکسپید، آئورت و ریوی قابل استفاده است.

این طرح از سوی عذرا سعیدی و با راهنمایی دکتر فرشاد الماس گنج از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شد.