Система аналізу кардіосигналів на основі згорткових нейронних мереж

Abstract

Метою роботи є розроблення програмного забезпечення для аналізу кардіосигналів на основі згорткових нейронних мереж. Система повинна забезпечувати завантаження навченої моделі, вибір тестового ЕКГ-запису, побудову графіка кардіосигналу, класифікацію сигналу, визначення норми або патології, виведення ймовірностей, збереження результатів у базу даних SQLite та формування звітно-статистичної інформації. У процесі розробки використано методи системного аналізу, UML-моделювання, проєктування баз даних, алгоритмізації, функціонального тестування та програмної реалізації інформаційної системи. Для створення програмного забезпечення застосовано мову програмування Python, бібліотеки TensorFlow/Keras, NumPy, Matplotlib, Tkinter, SQLite3 та CSV. Для збереження результатів використано локальну базу даних SQLite, а для впровадження системи передбачено інсталяційний пакет. Практичним результатом роботи є настільний програмний застосунок для аналізу кардіосигналів. Розроблена система дозволяє завантажувати модель нейронної мережі, вибирати ЕКГ-запис із тестового набору, переглядати графік сигналу, отримувати результат класифікації, бачити ймовірність норми або патології, зберігати результати в базу даних і формувати звітно-статистичну інформацію. Апробація програмного застосунку здійснювалася шляхом тестування основних функцій системи: запуску програми, завантаження моделі, вибору тестового ЕКГ-запису, побудови графіка, виконання класифікації, збереження результату в базу даних, перегляду збережених записів, формування звітів та експорту звітно-статистичної інформації у CSV-файл. Структура бакалаврської кваліфікаційної роботи зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. У першому розділі виконано аналіз взаємодії користувача з системою, розглянуто предметну область та побудовано UML-моделі. У другому розділі описано проєктування і розробку інформаційного забезпечення системи. У третьому розділі розглянуто організаційну структуру програмного забезпечення, вибір інструментарію та алгоритмізацію програмних модулів. У четвертому розділі наведено тестування системи, вимоги до апаратного та програмного забезпечення і склад інсталяційного пакету.