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Physics in medicine and biology2012Aug21Vol.57issue(16)

潜在的な逆方式を使用した複数の胃電気波面の再構築

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

心電図の分野で一般的に使用される胃の電気活動を特徴付ける非侵襲的に特徴付けられるアプローチの1つは、胃表面の電位が皮膚表面の密な潜在的測定から直接再構築される逆問題を解決することを伴います。この問題を調査するために、解剖学的に現実的な胴体モデルと電気胃モデルを使用して、通常の胃電気活動から生じる胃と皮膚の表面の潜在的なものをシミュレートしました。グリーンサイト - チコノフまたはティコノフの逆法の有効性は、84または204の身体表面電極を持つ10%ガウスノイズの存在下で比較されました。グリーンサイト - チコノフ法の安定性と精度は、さまざまなレベルのガウス信号ノイズを導入するか、胃のサイズを10%増加または減少させることにより、さらに調査されました。結果は、再構築された溶液が複数の波面前面を伝播する存在を表すことができ、204の電極を使用したグリーンサイト - チコノフ法が最も効果的であることを示した(活性化時間の相関係数:90%;ペースメーカーの局在誤差:3 cm)。グリーンサイト - チコノフ法は安定しており、ガウスノイズレベルは胃のサイズが最大20%および10%変化しました。84の体表面電極ではなく204の使用により、性能が向上しました。ただし、調査対象のすべての場合、グリーンサイトチコノフ法はチコノフ法よりも優れていました。

心電図の分野で一般的に使用される胃の電気活動を特徴付ける非侵襲的に特徴付けられるアプローチの1つは、胃表面の電位が皮膚表面の密な潜在的測定から直接再構築される逆問題を解決することを伴います。この問題を調査するために、解剖学的に現実的な胴体モデルと電気胃モデルを使用して、通常の胃電気活動から生じる胃と皮膚の表面の潜在的なものをシミュレートしました。グリーンサイト - チコノフまたはティコノフの逆法の有効性は、84または204の身体表面電極を持つ10%ガウスノイズの存在下で比較されました。グリーンサイト - チコノフ法の安定性と精度は、さまざまなレベルのガウス信号ノイズを導入するか、胃のサイズを10%増加または減少させることにより、さらに調査されました。結果は、再構築された溶液が複数の波面前面を伝播する存在を表すことができ、204の電極を使用したグリーンサイト - チコノフ法が最も効果的であることを示した(活性化時間の相関係数:90%;ペースメーカーの局在誤差:3 cm)。グリーンサイト - チコノフ法は安定しており、ガウスノイズレベルは胃のサイズが最大20%および10%変化しました。84の体表面電極ではなく204の使用により、性能が向上しました。ただし、調査対象のすべての場合、グリーンサイトチコノフ法はチコノフ法よりも優れていました。

One approach for non-invasively characterizing gastric electrical activity, commonly used in the field of electrocardiography, involves solving an inverse problem whereby electrical potentials on the stomach surface are directly reconstructed from dense potential measurements on the skin surface. To investigate this problem, an anatomically realistic torso model and an electrical stomach model were used to simulate potentials on stomach and skin surfaces arising from normal gastric electrical activity. The effectiveness of the Greensite-Tikhonov or the Tikhonov inverse methods were compared under the presence of 10% Gaussian noise with either 84 or 204 body surface electrodes. The stability and accuracy of the Greensite-Tikhonov method were further investigated by introducing varying levels of Gaussian signal noise or by increasing or decreasing the size of the stomach by 10%. Results showed that the reconstructed solutions were able to represent the presence of propagating multiple wave fronts and the Greensite-Tikhonov method with 204 electrodes performed best (correlation coefficients of activation time: 90%; pacemaker localization error: 3 cm). The Greensite-Tikhonov method was stable with Gaussian noise levels up to 20% and 10% change in stomach size. The use of 204 rather than 84 body surface electrodes improved the performance; however, for all investigated cases, the Greensite-Tikhonov method outperformed the Tikhonov method.

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