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A Simple and Effective Approach for Digitization of the CTG Signals from CTG Traces - 23/05/19

Doi : 10.1016/j.irbm.2019.05.003 
Z. Cömert a, , A. Şengür b, Y. Akbulut b, Ü. Budak c, A.F. Kocamaz d, S. Güngör e
a Department of Software Engineering, Samsun University, Samsun, Turkey 
b Department of Electrical and Electronics Engineering, Technology Faculty, Firat University, Elazig, Turkey 
c Department of Electrical and Electronics Engineering, Bitlis Eren University, Bitlis, Turkey 
d Department of Computer Engineering, Inönü University, Malatya, Turkey 
e Gynecology and Obstetrics Clinic, Medical Park Hospital, Elazığ, Turkey 

Corresponding author.
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le jeudi 23 mai 2019
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Objectives

Cardiotocography (CTG) is a useful tool for monitoring of the fetal heart rate (FHR) and uterine contractions (UC) during the intrauterine life. Generally, CTG is provided on a printed paper which is hard to save for future evaluations. So, digitization of CTG signals is in demand for future evaluations. A straightforward approach for digitization of the CTG signals is to apply image processing on the scanned CTG printed papers.

Material and methods

In this paper, an automatic procedure is proposed for digitization of the CTG signals. The proposed approach consists of four main stages such as pre-processing, image segmentation, signal extraction and signal calibration. The pre-processing stage covers median filtering and contrasts limited adaptive histogram equalization (CLAHE) for noise removal and contrast enhancement. Image segmentation is used to binarize the CTG images for signal determination using the Otsu's thresholding algorithm. The signal extraction is carried out by a two-stepped algorithm. The acquired CTG signals are then calibrated for obtaining the final CTG signals. We use the correlation coefficient to measure the similarity between the automatically digitized CTG signals and original signals.

Results

In experimental works, an open-access database, which contains 552 CTG recordings, is employed. The results are quite impressive. According to the obtained results, the average correlation coefficients for FHR and UC signals are 0.9715 ± 0.0168 and 0.9717 ± 0.0465, respectively.

Conclusions

The obtained results show that the proposed method is quite efficient in digitization of the CTG signals. In future works, this tool will be used to digitize the recordings belonging to the antepartum period collected from the obstetrics clinics in Medical Park Hospital in Elazığ, Turkey.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical abstract

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

CTG machines print the results on traces examined visually in obstetrics clinics.
To provide an objective evaluation, digitization of CTG signals is in demand.
This study introduces a simple approach for digitization of the CTG signals.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Biomedical signal processing, Digitization of the CTG signals, Image processing, FHR and UC signals, Correlation coefficient


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