Валідність автентифікації людини за електрокардіограмою з обмеженою кількістю каналів.
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2020-2-43–50Ключові слова:
electrocardiogram, Hausdorff distance, authentication, approximation, parametric spline, classification, validity, sensitivity, specificity, електрокардіограма, метрика Хаусдорфа, автентифікація, апроксимація, параметричний сплайн, класифікація, валідність, чутливість, специфічністьАнотація
Завдяки появі мобільних діагностичних приладів і смартфонів набуває поширення концепція мобільної та домашньої телемедицини для скринінгу та ранньої діагностики серцево-судинних захворювань. При таких телемедичних консультаціях лікареві необхідно бути впевненим, що отримана у цифровому вигляді електрокардіограма (ЕКГ) належить саме тому пацієнтові, який був зареєстрований. На ринку телемедичних консультацій зараз наявні як багатоканальні, так і одноканальні пристрої реєстрації ЕКГ. Одноканальні електрокардіографи є економічно доцільнішими для використання саме у домашніх умовах. Раніше авторами були розроблені та експериментально перевірені алгоритми автентифікації пацієнта за його багатоканальною ЕКГ. Ці алгоритми побудовані на аналізі форми QRS-комплексу ЕКГ у тривимірному фазовому просторі координат. Отже, є доцільним провести дослідження про можливість адаптації цього алгоритму для одноканальної ЕКГ. Для побудови тривимірного фазового простору координат при багатоканальній ЕКГ всі необхідні дані отримуємо з сигналів відведень. У випадку одноканальної ЕКГ є необхідність штучного створення додаткових двох сигналів для формування синтетичного фазового простору. В цілому стаття присвячена обговоренню питання валідності алгоритмів біометричної автентифікації людини за її електрокардіограмою з обмеженою кількістю каналів. У статті наведені не тільки алгоритми вирішення задачі автентифікації, але й проведено порівняння показників чутливості та специфічності, обчислених за результатами експериментів для багатоканальних та одноканальних ЕКГ. Наведені результати експериментів із багатоканальними та одноканальними ЕКГ для більшої кількості пацієнтів порівняно з попередніми експериментами. Також наведені результати експериментів для випадку реєстрації сигналів ЕКГ різними приладами.Посилання
1. Вишневский В.В., Романенко Т.Н., Кизуб Л.А. Биометрическая идентификация человека по его электрокардиограмме. Математичні машини і системи. 2018. № 2. С. 88–95.
2. Fainzilberg L.S., Potapova T.P. Computer Analysis and Recognition of Cognitive Phase Space Electrocardiographic Image. Proc. of 6th International Conference on Computer analysis of Images and Patterns (CAIP-95). Prague, 1995. P. 668–673.
3. Файнзільберг Л.С. Спосіб ідентифікації особистості за електрокардіограмою: пат. України на корисну модель № 78967; заявл. 27.08.12; опубл. 10.04.13, Бюл. № 7. 4.123 с.
4. Вишневський В.В. Спосіб автоматичної автентифікації людини за її електрокардіограмою: пат. України на винахід № 117713; заявл. 15.02.17; опубл. 10.09.18, Бюл. № 17. 3.66 с.
5. Чайковский И.А. Анализ электрокардиограммы в одном, шести и двенадцати отведениях с точки зрения информационной ценности: электрокардиографический каскад. Клиническая информатика и телемедицина. 2012. № 2. C. 102–106.
6. Вишневський В.В., Романенко Т.М., Кізуб Л.А. Біометрична ідентифікація за допомогою електрокардіограми. Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія. ІТКІ 2015: п’ята міжнар. наук.-практ. конф. Івано-Франківськ, 2015. С. 130–131.
7. Вишневский В.В., Калмыков В.Г., Романенко Т.Н. Аппроксимация одно-, дву- и трехмерных дуг кривых параметрическими сплайнами. Математичні машини і системи. 2015. № 4. С. 57–64.
8. Vishnevsky V., Romanenko T., Kizub L. Experimental verification of possibility of human identification by the electrocardi-ogram. 5th International Conference on Application of Information and Communication Technology and Statistics and Economy and Education (ICAICTSEE – 2015). Sofia, Bulgaria, 2015. P. 318.
9. Вишневський В.В., Романенко Т.М., Кізуб Л.А. Використання електрокардіограм і їх характеристик для ідентифікації особи. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2016. № 5. С. 7–10.
10. Вишневський В.В., Романенко Т.М. Застосування метрики Хаусдорфа для визначення нетипових кардіоциклів у тривимірному фазовому просторі координат вектор-кардіограми. Медична інформатика і інженерія. 2019. № 3. С. 31–36.
122
43Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Математичні машини і системи
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
