Zastosowanie rozmytych reguł wnioskowania do automatycznej klasyfikacji zapisów częstości uderzeń serca płodu w odniesieniu do stanu urodzeniowego

Objectives: Fetal monitoring based on the analysis of the fetal heart rate (FHR) signal is the most common method of biophysical assessment of fetal condition during pregnancy and labor. Visual analysis of FHR signals presents a challenge due to a complex shape of the waveforms. Therefore, computer-aided fetal monitoring systems provide a number of parameters that are the result of the quantitative analysis of the registered signals. These parameters are the basis for a qualitative assessment of the fetal condition. The guidelines for the interpretation of FHR provided by FIGO are commonly used in clinical practice. On their basis a weighted fuzzy scoring system was constructed to assess the FHR tracings using the same criteria as those applied by expert clinicians. The effectiveness of the automated classification was evaluated in relation to the fetal outcome assessed by Apgar score. Material and methods: The proposed automated system for fuzzy classification is an extension of the scoring systems used for qualitative evaluation of the FHR tracings. A single fuzzy rule of the system corresponds to a single evaluation principle of a signal parameter derived from the FIGO guidelines. The inputs of the fuzzy system are the values of quantitative parameters of the FHR signal, whereas the system output, which is calculated in the process of fuzzy inference, defines the interpretation of the FHR tracing. The fuzzy evaluation process is a kind of diagnostic test, giving a negative or a positive result that can be compared with the fetal outcome assessment. The present retrospective study included a set of 2124 one-hour antenatal FHR tracings derived from 333 patients, recorded between 24 and 44 weeks of gestation (mean gestational age: 36 weeks). Various approaches for the research data analysis, depending on the method of interpretation of the individual patient-tracing relation, were used in the investigation. The quality of the fuzzy analysis was defined by the number of correct classifications (CC) and the additional index QI – the geometric mean of the sensitivity and specificity values. Results: The effectiveness of the fetal assessment varied, depending on the assumed relation between a patient and a set of her tracings. The approach, based on a common assessment of the whole set of tracings recorded for a single patient, provided the highest quality of automated classification. The best results (CC = 70.9% and QI = 84.0%) confirmed the possibility of predicting the neonatal outcome using the proposed fuzzy system based on the FIGO guidelines. Conclusions: It is possible to enhance the process of the fetal condition assessment with classification of the FHR records through the implementation of the heuristic rules of inference in the fuzzy signal processing algorithms.Cel pracy: Monitorowanie płodu na podstawie analizy sygnału czynności serca płodu (FHR) jest najczęściej stosowaną metodą biofizycznej oceny stanu płodu w czasie ciąży i porodu. Wzrokowa analiza krzywej FHR jest trudna z uwagi na jej złożony kształt. Z tego względu, komputerowo-wspomagane systemy monitorowania stanu płodu dostarczają szeregu parametrów będących rezultatem ilościowej analizy rejestrowanego sygnału. Parametry te są podstawą dla jakościowej oceny stanu płodu. Do najczęściej stosowanych wytycznych, określających sposób interpretacji sygnału FHR należą kryteria określone przez FIGO. Na ich podstawie skonstruowano ważony rozmyty system punktowy, którego zadaniem jest określenie stanu płodu na podstawie kryteriów oceny, jakimi posługuje się ekspert kliniczny. W pracy przedstawiono badania nad zgodnością rozmytej klasyfikacji z oceną stanu płodu wyznaczaną na podstawie punktacji Apgar. Materiał i metody: Proponowany system do automatycznej, rozmytej klasyfikacji stanowi rozwinięcie idei skal punktowych wykorzystywanych do jakościowej oceny zapisów czynności serca płodu. Za pomocą jednej reguły rozmytej modelowana jest zasada oceny pojedynczego parametru opisu ilościowego sygnału FHR zgodnie z wytycznymi FIGO. Wejściami systemu rozmytego są wartości parametrów ilościowych sygnału FHR, a stan wyjścia, wyznaczany w procesie wnioskowania rozmytego, definiuje interpretację zapisu. Proces rozmytej oceny sygnału jest rodzajem testu diagnostycznego, którego wynik, negatywny lub pozytywny, można porównać z oceną stanu urodzeniowego noworodka. Badaniem retrospektywnym objęto zbiór 2124 godzinnych zapisów ciążowych pochodzących od 333 pacjentek, zarejestrowanych pomiędzy 24 a 44 tygodniem ciąży (średni wiek ciążowy to 36 tygodni). W eksperymentach zastosowano różne konstrukcje zbiorów danych, w zależności od przyjętego sposobu interpretacji zbioru sygnałów zarejestrowanych dla pojedynczej pacjentki. Jakość rozmytej analizy automatycznej oceniano na podstawie liczby poprawnych klasyfikacji CC oraz wskaźnika QI będącego średnią geometryczną czułości oraz swoistości. Wyniki: W zależności od przyjętej metody analizy zbioru danych otrzymano różną skuteczność oceny stanu płodu. Podejście, w którym określano jedną wspólną ocenę dla całego zbioru zapisów zarejestrowanych dla pojedynczej pacjentki, pozwoliło na uzyskanie najwyższej jakości automatycznej klasyfikacji. Najlepsze z uzyskanych wyników (CC = 70.9% i QI = 84.0%) potwierdzają możliwość predykcji stanu urodzeniowego płodu na podstawie rozmytego wnioskowania opartego na wytycznych FIGO. Wnioski: Istnieje możliwość wspomagania procesu diagnostyki stanu płodu przez zastosowanie systemu rozmytej klasyfikacji sygnałów FHR, opartego o heurystyczne reguły wnioskowania właściwe doświadczonemu klinicyście

Kwestia rodziny i małżeństwa chrześcijańskiego w świetle katechez wygłoszonych przez Ojca Świętego Franciszka w latach 2014/2015

The author of this paper dwells on the picture of Pope Francis's pastoral concern and theological and moral interpretation of issues related to family and Christian marriage in the modern world from the perspective of over two years of the Pope's pontificate. The paper was prepared based on the analysis of religious instructions given by Pope Francis in the years 2014-2015. The reflection consists of two parts. The first part – the shorter one – is of historiographic nature and presents a contribution of the Magisterium of the Catholic Church to the development of a theological and moral doctrine related to marriage and family, with a particular emphasis put on the role of Francis's predecessors – popes: Paul VI, Saint John Paul II and Benedict XVI. The second, most essential ,part of this paper refers to the teachings of the present Bishop of Rome and is based on the analysis of selected words uttered by the Pope in the course of the Wednesday Catechesis in the years 2014-2015, which include a quite clear theological and moral interpretation of the modern family. Francis's deliberations were mainly focused on the role and function of women and men (mother and father), children and the elderly in the family. Many words were devoted to the concept of the Christian marriage and problems to be faced by the family in the modern world.Autor niniejszego artykułu rozważa, jak z perspektywy ponad dwóch lat pontyfikatu Ojca Świętego Franciszka przedstawia się jego troska duszpasterska i wykładnia teologicznomoralna dotycząca rodziny i małżeństwa chrześcijańskiego we współczesnym świecie. Tekst artykułu powstał na podstawie analizy treści katechez wygłoszonych przez papieża Franciszka w latach 2014/2015. Refleksja składa się z dwóch części. Pierwsza – krótsza część tekstu – ma charakter historiograficzny i przedstawia wkład Magisterium Kościoła w rozwój doktryny teologicznomoralnej dotyczącej małżeństwa i rodziny, ze szczególnym uwzględnieniem roli poprzedników Franciszka – papieży: Pawła VI, św. Jana Pawła II i Benedykta XVI. Druga – zasadnicza część artykułu – dotyczy nauczania obecnego biskupa Rzymu i przebiega na podstawie analizy wybranych słów wypowiedzianych przez niego podczas katechez środowych wygłoszonych w latach 2014 i 2015, w których zawarł on dość konkretną wykładnię teologicznomoralną dotyczącą współczesnej rodziny. Rozważania Franciszka dotyczyły w szczególności roli i funkcji kobiety oraz mężczyzny – matki i ojca, dzieci, a także osób starszych w rodzinie. Wiele słów poświęcił w nich także wizji chrześcijańskiego małżeństwa oraz problemom, z jakimi boryka się rodzina we współczesnym świecie

THE INFLUENCE OF CARDIOTOCOGRAM SIGNAL FEATURE SELECTION METHOD ON FETAL STATE ASSESSMENT EFFICACY

Cardiotocographic (CTG) monitoring is a method of assessing fetal state. Since visual analysis of CTG signal is difficult, methods of automated qualitative fetal state evaluation on the basis of the quantitative description of the signal are applied. The appropriate selection of learning data influences the quality of the fetal state assessment with computational intelligence methods. In the presented work we examined three different feature selection procedures based on: principal components analysis, receiver operating characteristics and guidelines of International Federation of Gynecology and Obstetrics. To investigate their influence on the fetal state assessment quality the benchmark SisPorto dataset and the Lagrangian support vector machine were used

Diagnostic value of non-enhanced computed tomography in identifying location of ruptured cerebral aneurysm in patients with aneurysmal subarachnoid haemorrhage

Background. In patients with SAH and multiple aneurysms, the ruptured lesion must be identified to prevent recurrent bleeding.Aim of the study. To assess the diagnostic value of non-enhanced computed tomography (NECT) in identifying the rupture site in patients with subarachnoid haemorrhage (SAH) and multiple aneurysms.Material and methods. We included patients with SAH revealed by NECT and multiple aneurysms detected on computed tomography angiography (CTA) in whom a ruptured aneurysm was identified during neurosurgery. Two radiologists predicted the location of the ruptured aneurysm based on the distribution of the SAH and location of intracerebral haematoma (ICH) by NECT.Results. Eighty-three patients with a mean age of 55.7 ± 14.4 years were included. Ruptured aneurysms were significantly larger (mean size 7.7 ± 4.7 mm) than unruptured aneurysms (mean size 5.9 ± 4.5 mm; p = 0.014). Interobserver agreement was 0.86 (p < 0.001). Overall sensitivity and specificity of radiological prediction were 78.3% (95% CI, 68.6%-87.1%) and 96.4% (95% CI, 94.3%-97.8%) respectively. Overall PPV and NPV were 78.3% (95% CI, 67.6%-86.3%) and 96.8% (95% CI, 94.8%-98.1%) respectively. The sensitivity and PPV for aneurysms in the anterior communicating, anterior, and middle cerebral arteries appeared to be significantly higher than in other locations (p = 0.015 and 0.019 respectively). Analysis of independent predictive factors of correct radiological location revealed that ICH predisposes to a correct radiological diagnosis with an odds ratio of 8.57 (95% CI, 1.07-68.99; p = 0.03).Conclusions. NECT has a high diagnostic value in identifying the source of bleeding in patients with multiple aneurysms for anterior circulation aneurysms, especially with coexisting ICH. For other locations, NECT is not reliable enough to base treatment decisions upon

Korelacja między kulturą a religią

Zagadnienie religijności nie jest tylko problemem epoki współczesnej i można powiedzieć, że „religia jako fenomen o zasięgu uniwersalnym w sensie historycznym i geograficznym zawsze budziła zainteresowanie człowieka i była przedmiotem przednaukowej refleksji” (Rusecki, 1989, s. 20). Kwestia wiary i religii była obecna praktycznie w większości systemów filozoficznych, lecz ze względu na różne uwarunkowania historyczno-geograficzne przyjmowała niejednokrotnie odmienne i zindywidualizowane postaci, albowiem – jak pisze Antoni Nowak (2003, s. 11) – „człowiek nie potrafi bytować w świecie nieubłaganej materii. Musi siebie ustawicznie transcendować. Być wierny swojej ludzkiej naturze – znaczy ustawicznie ją przekraczać”. W odróżnieniu jednak od zwierzęcia, strzegącego ściśle granic swego zamkniętego środowiska życia, człowiek stale pragnie przekraczać limes pytając o to – co jest poza nią? Jako jedyny ziemski byt, to człowiek jest świadomy egzystencji zarówno świata wewnętrznego, jak i zewnętrznego w związku z czym nie może prawidłowo funkcjonować bez takich kategorii, jak: sprawiedliwość, miłość, wolność, prawda, nadzieja itp. To wyłącznie istota ludzka jest jedynym kreatorem kultury i od zarania dziejów, gdziekolwiek się pojawiła zmieniała świat przyrody w świat kultury. Można powiedzieć, że kultura jest „drugą” naturą człowieka i tylko przez nią możemy go poznać. I chociaż nie zawdzięcza on swego człowieczeństwa wytworzonej przez siebie kulturze, to nie potrafi działać ani egzystować poza nią (Fragment tekstu)

Non-adaptive methods of fetal ECG signal processing

Abdominal fetal ElectroCardioGrams (fECGs) carry a wealth of information about the fetus including fetal Heart Rate (fHR) and signal morphology during different stages of pregnancy. Here we report our results on the implementation and evaluation of two non-adaptive signal processing methods suitable for fECG signal extraction, namely: the Independent Component Analysis (ICA) and the Principal Component Analysis (PCA) Methods. We used the fetal heart rate extracted from fECG signals (in Beats Per Minute - BPM) and Signal-to-Noise Ratio (SNR) as effective performance evaluation metrics for our applied methods. Our findings demonstrated that given adequate SNR, these methods produced excellent results in accurate determination of fHR. Furthermore, we found out that compared to the PCA Method, the ICA Method produces a lower variance in the detection of the fHR

The influence of gestation age on the performance of adaptive algorithms used for fetal ECG signal extraction

The main aims of this paper are to study the influence of the Gestation Age (GA) on the quality of recorded abdominal ECG (aECG) signals and to evaluate the performance of the LMS and RLS adaptive signal processing algorithms in the extraction of the fetal ECG (fECG) signal component from such signals. This influence is quantified as a function of the Signal-to-Noise Ratio (SNR). Our research shows that these adaptive algorithms with optimized settings can successfully be applied to extract fECG signals from the maternal aECG signals as early as the 30th week of GA, hence addressing a limitation (37 weeks or labor) in commercially available monitoring systems. We demonstrate that before this gestational age, the SNR of the maternal aECG signal is too low for these adaptive algorithms to work effectively and produce satisfactory results

On ε -insensitive simplification of fuzzy rules for fetal distress assessment

Objective: The work introduces -insensitive distance based approach to simplification (by reducing the rules number) of the fuzzy classifier rule base. To obtain premises of the initial rules, a modified clustering with pairs of -hyperballs procedure is used. The goal of the presented solutions is to achieve high quality support for fetal distress assessment, based on cardiotocographic (CTG) signals classification with a reduced number of fuzzy rules. Methods: In the presented rule base simplification solution, two rules are considered similar (or contradictory) when the distances between their premises do not exceed the assumed value of . The proposed simplification process consists of two phases: the first with combining similar rules into representative rules, and the second (optional) with the removal of contradictory rules. In addition, two methods of determining conclusions for representative rules are considered: a representative rule retains the original (unchanged) conclusion, or from the conclusions of similar rules the one with the highest absolute value is chosen. In the introduced clustering with pairs of -hyperballs the sizes of object classes are taken into account, to reduce the potential adverse impact of the unbalanced classes in the considered research material. In experiments, two reference assessments for CTG signals based on the retrospective fetal state evaluation were considered. Results and conclusions: In the two-stage classification, the modified clustering outperformed the original procedure in terms of classification sensitivity and the QI index being the geometric mean of sensitivity and specificity. Among the examined rule base simplification methods, we consider the best to be the one based only on combining similar rules, with the unchanged value of conclusion for a representative rule. With the smallest number of rules (after simplification), an increased sensitivity, and in the case of pH-based reference assessment also increased QI value is obtained. Moreover, the achieved sensitivity and QI are higher in comparison to the reference methods and values reported in literature. Significance and main impact: The results confirmed the effectiveness of the -insensitive distance rule base simplification. The proposed methods can be applied to any fuzzy rules with premise membership functions with a defined center. Therefore, we believe that this work may have a positive impact on other studies concerning fuzzy rule-based systems.Web of Science179art. no. 11505

Artykuł oryginalnyDowieńcowe podanie komórek macierzystych chorym z zawałem serca – obserwacja angiograficzna

Background: Even up-to-date reperfusion therapy using primary percutaneous intervention (PCI) in acute myocardial infarction does not result in improvement of the left ventricular (LV) function in all patients. Cellular myoblasty, a novel method using mononuclear bone marrow cells (BMC), can be applied in the infarcted myocardium area to stimulate regeneration and to limit the organ damage. However, the impact of intracoronary BMC administration on the effect of PCI is not clear. Aim: To assess angiographic outcomes in patients with anterior myocardial infarction and LV dysfunction, undergoing intracoronary BMC administration after a successful primary PCI. Methods: The study group consisted of 40 patients (mean age 56.2 years) with LV ejection fraction below 40%, in whom 20 ml of BMC were administered to the infarct-related artery (IRA) distally to the occlusion. The control group comprised 25 age- and sex-matched patients with similar values of LV ejection fraction undergoing bare metal stenting of IRA without BMC administration. Quantitative coronary angiography was performed 6 months later to assess IRA patency. Results: The reference diameter of the stented artery decreased in the study group from 3.22 &#177; 0.28 mm to 3.16 &#177; 0.18 mm (p 70% (NS). Conclusion: The results of our study show that BMC administration into IRA is safe. The degree of lumen loss in the stent area was larger in the BMC group than in the control group. There was no significant difference in the lumen change distally to the stent; the artery diameter loss in both groups was similar, and the improvement in LV ejection fraction was greater in the BMC-treated group.Wstęp: Nowoczesne i skuteczne leczenie reperfuzyjne ostrego zawału serca nie u wszystkich chorych pozwala uzyskać poprawę funkcji skurczowej. Wydaje się, że podanie szpikowych komórek macierzystych (BMC) w strefę uszkodzonego miokardium wraz z rutynową farmakoterapią może stymulować procesy regeneracji i ograniczać uszkodzenie. Cel: Ocena angiograficzna i kliniczna chorych z zawałem serca ściany przedniej i dysfunkcją lewej komory, którym po skutecznym zabiegu pierwotnej przezskórnej interwencji wieńcowej (PCI) podano bezpośrednio dowieńcowo BMC. Metody: Grupę badaną stanowiło 40 chorych (średnia wieku 56,2 roku) z wyjściową frakcją wyrzutową lewej komory poniżej 40%, którym dowieńcowo podano zawiesinę 20 ml BMC. Grupę kontrolną stanowiło 25 chorych z podobnymi wartościami frakcji wyrzutowej. Po 6 miesiącach wszystkich chorych z obydwu grup ponownie hospitalizowano w celu oceny klinicznej. Wykonywano badania nieinwazyjne oraz kontrolną koronarografię, w której badano naczynie dozawałowe, wyliczając średnicę referencyjną naczynia, średnice w implantowanym stencie oraz w odcinku za stentem. Wyniki: Stwierdzono zmniejszenie średnicy referencyjnej naczynia w grupie badanej z 3,32 &#177; 0,28 do 3,16 &#177; 0,18 mm (p < 0,05), a w grupie kontrolnej z 3,22 &#177; 0,31 do 3,15 &#177; 0,28 mm (p = 0,082). W implantowanych stentach odnotowano zmniejszenie średnicy z 3,57 &#177; 0,21 do 2,96 &#177; 0,79 mm w grupie badanej vs 3,48 &#177; 0,22 do 3,01 &#177; 0,35 mm w kontrolnej, natomiast w odległości 10 mm za stentem stopień utraty światła był podobny w obydwu grupach. Bezobjawowy nawrót zwężenia powyżej 70% wymagający ponownego zabiegu rewaskularyzacji rozpoznano u 6 chorych w grupie badanej vs 3 w kontrolnej. Wnioski: Wyniki naszych badań wskazują, że podanie BMC jest procedurą bezpieczną. Utrata światła w stencie była istotnie większa w grupie badanej niż w kontrolnej, a w odcinku za stentem utrata światła w obydwu grupach po 6 miesiącach była podobna. Należy podkreślić, że w obydwu grupach utrata światła naczynia była niewielka i nie miała niekorzystnego wpływu na wielkość frakcji wyrzutowej