Cardiac Arrhythmia Classification based on the RMS Signal and Cyclostationarity

Authors

  • Neurys Gómez Fonseca -Facultad de Ingeniería en Telecomunicaciones Informática y Biomédica, Universidad de Oriente, https://orcid.org/0000-0003-4078-5968
  • Maikel Noriega Aleman Facultad de Ingeniería en Telecomunicaciones Informática y Biomédica, Universidad de Oriente

Keywords:

Arrhythmia, Electrocardiogram, RMS signal, Cyclostationary, Spectral correlation., Arrhythmia, Electrocardiography, RMS signal, Spectral analysis

Abstract

The goal of this paper is to present a method of classification for cardiac arrhythmias. This method is based on the analysis of the (RMS) signal extracted from the electrocardiogram (ECG) leads and the heart beat cyclostationarity nature. The coefficients of spectral correlation fuction are useful in order to differentiate among the five types of beats: Normal (N), Premature Ventricular Contraction (PVC), Premature Atrial Contraction (APC), Left Bundle Branch Block (LBBB) and Right Bundle Branch Block (RBBB). Some simple statistical measures for spectral correlation coefficients are extracted while Principal Component Analysis (PCA) is used to reduce its features. Finally, the classification using Artificial Neural Networks (ANNs) is implemented. Two experiments were performed, one that used a multi-lead ECG signal, and the other that used the RMS signal as input. These experiments showed that when using the RMS signal better results are obtained. This last method led to some specific results: sensitivity, specificity and accuracy indexes of 97.68%, 99.08% and 98.72%, respectively.

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Author Biographies

Neurys Gómez Fonseca, -Facultad de Ingeniería en Telecomunicaciones Informática y Biomédica, Universidad de Oriente,

Recibe el título de Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica en la Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, en el año 2013. En el año 2018 recibe el título de Máster en Sistemas de Telecomunicaciones en la misma universidad. Actualmente es estudiante del Doctorado en Ingeniería Biemédica de la Universidad de Oriente y sus investigaciones se dirigen al campo de procesamiento de señales biomédicas, particularmente señales de ECG. Es profesor asistente del departamento de Telecomunicaciones de dicha universidad.

Maikel Noriega Aleman, Facultad de Ingeniería en Telecomunicaciones Informática y Biomédica, Universidad de Oriente

Recibe el título de Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica en la Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, en el año 2004. En el año 2010 recibe el título de Máster en Ingeniería Biomédica en la Universidad de Zaragoza, España. El título de Dr. CT. lo recibe en la Universidad de Oriente, en el año 2017 con investigaciones en el campo del procesamiento de señales biomédicas. Actualmente es Profesor Titular. Sus intereses de investigación incluyen el procesamiento de señales, particularmente señales de ECG.

Published

2021-06-07

How to Cite

Gómez Fonseca, N., & Noriega Aleman, M. (2021). Cardiac Arrhythmia Classification based on the RMS Signal and Cyclostationarity. IEEE Latin America Transactions, 19(4), 584–591. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/3752