Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Analysis of dynamic antral scintigraphy using empirical mode decomposition
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
พิศิษฎ์ จารุมณีโรจน์
Second Advisor
โยธิน รักวงษ์ไทย
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Industrial Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมอุตสาหการ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.1434
Abstract
ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้ประยุกต์ใช้วิธีแยกสัญญาณแบบเอมพิริเคิลโมด (EMD) ในการวิเคราะห์สัญญาณการบีบตัวของกระเพาะอาหารส่วนปลาย (DAS) วิธีการดังกล่าวเกิดจากการควบรวมระหว่างวิธีแยกสัญญาณแบบเอมพิริเคิลโมดกับการวิเคราะห์สัญญาณแบบฟูเรียร์ (EMD-Fourier) เข้าไว้ด้วยกัน สัญญาณจากการบีบตัวของกระเพาะอาหารส่วนปลายจะถูกแยกย่อยออกมาเป็นชุดสัญญาณพื้นฐาน (IMFs) ที่มีความถี่แตกต่างกันออกไป ซึ่งจะแตกต่างไปจากการวิเคราะห์แบบดั้งเดิมที่ให้ค่าความถี่ของชุดสัญญาณออกมาเพียงค่าเดียว ในการวิเคราะห์เปรียบเทียบผลลัพธ์ของการดำเนินการ ชุดข้อมูลสัญญาณการบีบตัวของกระเพาะอาหารส่วนปลายที่ถูกประเมินจากแพทย์แล้วว่าเป็นการบีบตัวแบบปกติจำนวน 18 ชุดสัญญาณได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาเปรียบเทียบ ด้วยวิธีการแปลงสัญญาณนำเข้า (pre-processing) ที่แตกต่างกัน 4 วิธีการ ได้แก่ วิธีเฉลี่ยสัญญาณเท่ากับศูนย์ (AVG), วิธีเฉลี่ยสัญญาณเท่ากับศูนย์เข้าร่วมกับวิธีอัตสหสัมพันธ์ (AVGAUTO), วิธีเฉลี่ยสัญญาณแบบพหุนาม (POLY), วิธีเฉลี่ยสัญญาณแบบพหุนามเข้าร่วมกับวิธีอัตสหสัมพันธ์ (POLYAUTO) ผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษาบ่งชี้ว่า วิธีการวิเคราะห์สัญญาณแบบควบรวมระหว่างวิธีแยกสัญญาณแบบเอมพิริเคิลโมดและวิธีการวิเคราะห์สัญญาณแบบฟูเรียร์สามารถลดค่าอัตราส่วนระหว่างความแปรปรวนต่อค่าเฉลี่ย (SD-to-mean ratio) ลงได้ จาก 144.9% เหลือเพียง 22% โดยระดับการเปลี่ยนแปลงนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการแปลงสัญญาณนำเข้า ผู้วิจัยยังพบอีกว่า ค่าเฉลี่ยจากวิธีการควบรวมมีค่าค่อนข้างนิ่งและมีค่าความแปรปรวนต่ำเมื่อเทียบกับการวิเคราะห์สัญญาณแบบดั้งเดิมด้วยวิธีฟูเรียร์ นอกจากนี้ ค่าความถี่ของสัญญาณพื้นฐานที่ 3 จากวิธีการวิเคราะห์สัญญาณแบบควบรวมยังมีค่าตรงกันกับค่ามาตราฐานการบีบตัวของกระเพาะอาหารแบบปกติทางการแพทย์ในเชิงสถิติที่ 3.00 รอบต่อวินาที หากแต่มีค่าความแปรปรวนที่ต่ำกว่าการวิเคราะห์สัญญาณแบบดั้งเดิมด้วยวิธีฟูเรียร์
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
In this thesis, we adapted the empirical mode decomposition (EMD) method to analyze and estimate the antral contraction rate from dynamic antral scintigraphy (DAS) signals. The proposed methodology was a combination between the EMD and the traditional Fourier analyses (EMD-Fourier), where a DAS signal was decomposed into several intrinsic mode functions (IMF), each with unique frequency − rather than one obtained from the conventional Fourier method. To validate the practicality of this approach, 18 DAS time-activity curves extracted from healthy volunteers were analyzed, whose results were compared with those of the traditional Fourier analysis, based on four different preprocessing techniques, that is, Average (AVG), Average & Autocorrelation (AVGAUTO), Polynomial (POLY), and Polynomial & Autocorrelation (POLYAUTO). The results from the EMD-Fourier method showed significant reductions in the values of SD-to-mean ratio, compared with the sole use of Fourier analysis, whose improvement ranged between 22.0% to 144.9% depending on the preprocessing techniques used. The mean frequencies from the EMD-Fourier were notably and relatively constant with less variations across preprocessing methods. Additionally, the mean frequencies of the third IMF were found to be statistically indifferent with those of the Fourier method, i.e. a widely-accepted value for normal antral contraction rate of 3.0 cycles per minute, but with statistically significant SD reduction at p-value of 0.05.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
งามศิริจิตร, พณสรรค์, "การวิเคราะห์ภาพถ่ายการบีบตัวของกระเพาะอาหารส่วนปลายด้วยวิธีแยกสัญญาณแบบเอมพีริเคิลโมด" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1924.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1924