Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   12 ,  No.   3 Decem ber   201 8 , p p.   1 289 ~ 1 296   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 2 .i 3 .pp 1 289 - 1 296          1289       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Cardia c Moti ons Classi fication  on S equential PSA Echocar diogram       Adam S hidqu l Az i z 1 , R iy an t Si git 2 , Ach m ad  B as u ki 3 , T au fik  Hid ayat 4   1,2,3 Inform at ic s a nd  Com pute En gine er ing,  Polit e knik  E le ktron ika Nege ri   Suraba ya,   Surab a y a   4 Depa rtment   of   Pedia trics,   Airlangga  Univer si t y ,   Suraba y a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   1 ,  201 8   Re vised  A ug   3 0 , 2 01 8   Accepte S ep   2 1 , 201 8       Cardi a wal m oti ons c l assific a tion on  2 - dimensional   (2D) echoc ard iogra ph i c   images  is  an   im porta nt   issue  fo quantitative  di agnosii ng  of   he art   d isea se .   Unfortuna tel y ,   t he  bad  qual i t y   of  ec hocardiogr am  ca use  computat ion a l l y   cl assifi ca t ion  on   ca rdi ac   wa ll   m o ti ons  is  stil b e come  big  ho m ework  for  m an y   r ese ar che r to  provid th best  resul t.   Ec ho ca rdiogr am  is  pr oduce d   b y   soundw ave which  absolu te l y   m ake   it imag es  have   spe ckle  noise  in  diffe ren int ensi t y .   The re fore ,   this   rese arc improves  set  of  m et hodolog y   to   cl assif y   c ard iac  wall   m oti on  se m i - aut om at ically .   R aw  ec ho ca r diogra m   will  be  enha n ce an segm ent ed  to   ta ke  th bound ar y   o endocard ium  of  le ft  vent ri cul ar  in   PSAX  ca rdia images.   New  improvem en of  Sem i - aut om at i ca l l y   m et hodolog y   is   appr oac on  det ecti ng  the  cont our  of   endoc ard ium  and  will   be  input e as  good  fea ture in  Luc as - Kana de  Optical   Flow  in  al seq uent i al   e choc arg rap hic   imag es.   On  cl assif y ing  ca rdi ac   wal m oti ons,  thi rese arc proposes  two  important   fea tur es  inc luding  le ngth  of   displa c ement  a nd   flow  dire c t ion.   New  prop rosed  flow  determ ina ti on   al gorit hm   and  E ucl id ea dista n c is  used  to  ca lculate  those  fea tu res.   All  the   fea tur es  will   b t rai ned  b y   N eur a l   Network  (NN and  valida te b Le av On e   Out  (LOO)  to  g et   ac cur ate  resul t.   NN   m et hod,   which  is   v al id ated  b y   LOO,   has  the be st   resu lt   of   81. 82%   cor rec tn ess t han   the ot her   compare d   m et hods.   Ke yw or d s :   E uclidea n dist ance   F low dete rm in at ion  alg ori thm   Lucas - Ka na de  op ti cal  f l ow   N eu ral  netw ork   S em i - autom at i cal ly  card ia m ot ion s classi f ic at ion     Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Ad am  Sh id qul  Aziz ,   Inform at ic s an C om pu te E nginee rin g,     Po li te kn i Ele ktr on i ka Nege r i Su rab ay a,  S urabaya .   Em a il azi z.add am @g m a il .co m       1.   INTROD U CTION   Hear t,  wh ic is  locat ed  withi th or aci cavi ty is  on of  th m os i m po rtant  orga in  the   body.  T he   siz of   ty pical   hear is  just  li ke   hu m an  fist:   12   cm   in  le ng th,  cm   in  wide an cm   in  thickne ss.  Howev e r,  hear has  vital   j ob   of  pum pin a nd   s pr ea di ng   blood   th rou ghout  the  body  [1] hear flo w ox yge n - co nta inin blood  th rou ghou t   the  body.   O xyge will   dec om po se  glu c os i t he   bl ood  a nd  pro du ce   A de nosin e   Trip hosphat ( ATP)  an bec om us efu energy  f or   cel l ular  res pirati on.  T he   deat s ta ti sti rep or of   the  card i ov asc ular   disease   in   2018  has   be en   al arm ing W or l Healt Orga nizat ion   ( WH O re port ed  t hat   card i ov asc ular  d ise ase  ca us e 17,7  m illi on   de at hs   e ver ye ar it   m eans  31%   of  al gl obal   de at hs   a re  ca us e by   card i ov asc ular   dise ase  [2] Ther e f or e,   ec ho ca r diogra phy  app ea rs  as   one  of  non - inv asi ve  an painles s   te chnolo gy  to  create   i m age  of   hu m an  hear t.   The  expert  in  echo ca r diogra ph dia gnos hear co ndit ion  base on  so m sy m pto m wh ic a ppear  i th e   im age.  O ne  exa m ple  of   sy m pto m   is  card ia wall   m otion Ca rd ia wall   m otion   ca giv a i nd i cat ion   wh et her  the  hear is   he al thy  or  not.  Nev e rtheless echo ca r diogra ph ha s   so m lim it ation inclu ding  im age  qu al it y,  op erat or   depend e ncy,  an interp reter  de pe nd e ncy  [ 3] Th os e   lim it at ion   aff e ct an  im pact  on  th acc ur acy   of  the  doct or’s   dia gnos is.   T he   accu racy  of  th doct or’s   dia gnos i s   dep e nds  on   th do ct or’ knowle dge  an ex per ie nce.  This   case  m otivates  so m of   engi neer sta rt  to  create   var i ou i nv e nt ion relat ed  to  im age  pr oc essing  on  ech ocardio gr am So m of   the  inv e ntions  f oc us   on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 289     1 296   1290   enh a ncem ent  [4 - 7] The  obj ect iv of  e nh a ncem ent  is  to  rem ov e   sp ec kle  noi se  an s harp en  in   echo ca r diogra ph ic   im age.  M os of   m edical   researc pro po se  m edian  filt e to  rem ov spe ckle  no ise   in  i m age.  The  oth e i nventions  fo c us  on  cl assify in the  ec hocar di ogram   beco m e   so m of  s pec ific   co nd it io [8 - 9] Current  resea r ch,   not  on ly   2 - dim ension al   echo ca r diogram bu al so   3 - dim ensio nal  ech oc ard i ographic  im age.   So ,  the i nv e nti on on dia gn os i ng ech oca rd i ographic i m age is stil l op e ned.   The  hi gh   risk  of   m or ta li ty   th at   caused   by  card i ov asc ular  disease  m otivate researc her s   to  dev el op   a   com pu ta ti on al   diagnosis  with  their  own  a ppr oac in  m any  ty pes  of   resou rce.  Espe ci al ly  on   2D  or   3D   echo ca r diogra ph ic   im age,  th is  ty pe  of   res ource  c onti nu e s   to  be  t rend  for  resea rc her   to  dia gnos e.  Me ysam   Siy ah  Ma ns oo ry,  et .al  [9]   ev al uated  hea rt  m ov e m ent  to  diag nose  hea rt  disease.  He  use the  I ndepe nd e nt   Com pu te Al gorithm   (I CA t ob ta in   the  fe at ur es  of  ec hocard i ography.  Me ysam   us ed  the  ne ural   net work  t cl assify   an obta ined   the   hi gh e s accu racy   of  95.7%  f or  norm al   data  and  93. 8%   f or  abno rm al   data.  Sari na  Ma ns or  an Aliso N ob le   [10]   in  20 08   c onduct ed   cl assif ic at i on   st ud on   wall   m ov em e nt  of   echo ca r diogra ph ic   im ages  usi ng   t he  Hidd en  Ma r kov  M od el   (H MM )   m et ho a nd  usi ng   Leave  O ne  O ut   Vali dation ( LO O)  m et hod  re s ulted in  an a ve rag e  accu racy  of 80%.   In   this  resea rc h,   we  would  li ke  to  inv e sti ga te   wh et he the  flo di recti on  and   le ngth  of   m ov e m ent  as  featur e on   ca rd ia wall   m otion   can  cl ass ify   hear cond it ion Th os f eat ur es  are  th te chn iq ue  of  the  echo ca r diogra ph e xpert  to  diag nose  car di ac  wall   m otio n.   We  us e se m autom a ti ca ll go od  featu re  f or   Lucas - Ka na de   Op ti ca Flow  to  ob ta in  th ose   featur es Finall y,  arti fici al  neu ral  net work   is  perf or m ed  to   cl assify  the ca r diac wall  m otion.        2.   WALL  MOTI ON ABN ORMALITIE S   Ech ocardio gr a ph pr oduces  four   ty pes  of   views:  sho rt  axis  (SAX ),   lo ng   a xis  (L AX),  apical   tw cham ber   ( A2 C ),   a pical   f our  cham ber   ( A4 C ).   nev e rtheless this  re searc fo c us   on  S A vie w.   O P SAX   echo ca r diogra m the  exp e rt  will   ob ser ve   wall   m otion s   of   le ft  ve ntri cular  to  deter m ine  the  curr ent  first   j ud gem ent  of   hear c onditi on.  a bnorm al i ties  of  he art  will   be  in dicat ed   by  m otion of   e ndoca r dium   and   per ic ar diu m   ti ssu e.  Hear m ove m ent  and   siz of   t he  hear se gm ent  wall   when  c on tract in and   relaxati on   have   an  in dicat ion o hea rt  disease.  Pandian  et al   [ 11 ]   e xp la i ns  th at   m ov em ent o the le ft v e ntri cular  wall  that  is not   sy m m e try   and   thickeni ng   of   t he  hea rt  wall   in  ge ner al   gi ve sign   of  m yo car dial  isc he m ia   or   infar ct i on.  He  con cl ud e t hat  the  thicke ning  an m ov em ent  of  the  hea rt  wall   pro vide an  in dicat io of  the  hea rt's  wall   abno rm aliti es.           Figure  1. Ty pe s of  Wall  Moti on s  Ab norm al i ti es       Figure  s how there  a re  f our  ty pes   of  w al m otion ab norm al i ti es  su ch  as  norm al ,   dysk i nesia ,   hypoki nesia,  a kin esi a.  Li ke  exp la ine by  Ca therine  Otto  [ 12 ] norm al   co nd it io is  endo card i um   m ov ing   into   deep   to wa rd   t he  center  nor m al l du rin s yst ole,  dysk ine sia   is  end oca r diu m   m ov ing   in  dif fer e nt  dir ect ion s,   hypoki nesia  is  endoca rd i um   m ov ing   into  de ep  tow a r the  center  slo wly  durin syst ole  (am plit ud le ss  than  m m ),   and   akin esi is  end oca r diu m   no m ov ing   at   al l.  In   thi researc h,   Dy sk inesia hypo kin esi a,  a nd   a ki nesia   will  b e cla ssifi ed  as  abn or m al  hea rt con diti on .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Card i ac  M otio ns  Cl assi fi cation o n Se qu e ntial P SAX  E ch oc ar di ogram   ( A dam  Shid qul Azi z )   1291   3.   RESEA R CH MET HO D   Ma in  idea  i t his  res e arc is  how  t cl assify   card ia c   m otion on  ech oca rdi ographic  im ages  by  us in flo di recti on  and  le ngth  of  m ov e m ent  as  f eat ur es.   Bo unda ry  of  e ndocardium   in  this  r esearch   is  obta ined   sem i - autom at i cal ly . I t m eans th at  syst e m  j ust  n eed  a ce nter po i nt coo rd i na te  of e ndocardi um  in  first ru nnin g.     This  resea rc us in set   of  va rio us   m et ho ds   befor getti ng   final  dia gnos of   wall   m otion.  Fig ur sh ows  t her are  f our  ste ps  in  the  propose al gorith m   including  enh a ncem ent,  segm entat ion ,   feature   extracti on,  an cl assifi cat ion.   En ha ncem ent  an se gm entat ion   has   bee com plete ly   exp la ined   by  Ri ya nto   Sigit  et.al   [ 13 ]   in h is  p a per.          Figure  2. Pro pose Al gorith m       3.1 .      Enh an c e ment   Sp ec kle  noise   is  m a in  pro bl e m   in  the  m os of   ech ocardi ogra ph ic   im age.  The   hi gh e intensit of  sp ec kle  no ise the  m or diff ic ult  to  be  obse r ved   for   the  do c tor.   S o,   e nhanc e m ent  is  need e to  rem ov s pe ckle  no ise   an t he  f inal  res ult  to  c onve rt  ob j ect   of  im age  into  e dg e E nhance m ent  is  di vid e int fou ste ps .   The   exp la natio is  as foll ows:     a )   Me dian  Hi gh  B oost Fi lte r   M edian  Hi gh   Boo st  filt er  is  new   m od ifie of  ba nd   pass   filt er.  The  hi gh - boos filt er  c an  be  us ed  t enh a nce  high  f reque ncy  com pone nt  w hile  sti ll   keep ing   the   low  f re qu e ncy   com po ne nts.  Usu al ly Hi gh   Boo s t   filt er  us e m ean  fitl er  as  l ow  pass  filt er  in   it co m bin at ion.   H ow e ve r,  this   resea rch  us es  m edian  filt er   a lo pass  filt er  in  c om po sin Hi gh  Bo os Fil te r.  Me dian  filt er  ha good  perf orm ance  on  re du ci ng   s pec kle  noise   in   i m age.  The  fu ndam ental  eq uat ion   of  high  boost  f il te is m entione as  foll ows:      = 0 +                   (1)     Eq uation  ex plains  t hat  hi gh  boos im age  (Ih b)  is  re su lt ed  by  a pp e nding  pi xel  value   of  or i gin al   i m age ( I 0) w it h hig h pass im age  (Ihp) a nd  m ul ti pled  with   determ ined  co ns ta nta  (c).      =  +                 (2)     Eq uation  de scr ibes   the  high  boos c onvo luti on   ke rn el .   Kernel  is  ob ta ined  by  a pped ing   al pas s   kernel ( Wa p) a nd contanta   (c )  m ult ipled  by hi gh   pass  k e r nel (Wh p).      =   0                    (3)     Othe rside, hi gh pass im age ( I hp)  ca n be pr oduce d by ori gi nal im age ( I0) m inu s lo w pas s i m age ( Il p) Lo pas filt er  is  us e to   re m ov or   reduc no ise I thi researc h,  hi gh  bo os filt er  us es  m edian  fi lt er  to  rem ov e sp ec kl e noise c on ta in ing  i ec ho c ar diogr am   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 289     1 296   1292   b)   M orpholo gy   M orpholo gy  is   br oad  set   of  im age  proce ssing  ope rati ons  t hat  proc es im ages  base on  s hap es Mor phologica is  div i ded  int dilat ion   a nd  erosi on.  C ombinati on  of   dilat ion   a nd  er osi on   m akes  tw ne w   al gorithm s o f o pen i ng and cl osi ng.      = ( )                 (4)     = ( )                 (5)     Eq uation  is  an  openi ng   m orp ho l og ic al Op e ning  is  th dilat ion   of   t he  er os io of  set   by  a   structu rin el e m ent  B.  Equ a ti on   is  cl os in m or phol og ic al Cl os i ng  is  set   (b i nar im age)   by  s tructu rin el e m ent B is t he  e ro si on of t he dil at ion  of t hat s et     c )   Thre s ho ldi ng   Thr e sholdi ng   processi ng   will   conver im age  into  bin a ry  im age.  This   m et hod  will   create   bla c wh it i m age.  To  co nvert  i m age  to  bin a ry,  i m age  m us be  conver into  gray scal i m age  and   co nverti   it   into   bin a ry w it h det erm ined  thres hold  value . T he fo rm ula o f bin ary pi xel d et e r m inati on  is e xpla ined  as  fo ll ow s:     ( , ) = { 0 , ( , ) < 1 , ( , )                 (6)     d )   Cann Fil t er   Ca nn Fil te is   an  e dge  detect ion   op e rato t hat  use al   m ulti - sta ge  al gori thm   to  detect   wide   ra nge   of ed ges  i im a ge.   The  Proces s of Ca nn y e dg e d et ect io al gorithm  can be  bro ken do wn to 5  diff e re nt steps:   1)   Apply Ga us sia n fil te to sm ooth the im age in o rd e to  r em ov e the  noise   2)   Find the i ntens it y gr adie nts  of the im age   3)   Apply n on - m axim u m  su ppres sion t o get ri d of sp ur i ous  res pons e  to  e dge  detect ion   4)   Apply d ouble t hr es hold t o determ ine p otenti al  ed ge s   5)   Track  ed ge  by  hyste resis:   Fi naliz the  dete ct ion   of   e dges   by  sup pr es sin al the  oth er   edges  that  a re   w eak  and  not c onnected  to st r ong  e dges.     3. 2 .      Se gme ntati on   Segm entat ion   is  ne xt  ste af te en han c em e nt  to  ta ke   only   the  co ntour   of  endoca rd i um t he  c on t our   will   beco m go od  feat ur f or  Lucas - Ka nad e   Op ti cal   Flow   to  est i m at e   m o ti on   of  en do ca rd i um   in  sequ e nt ia l   echo ca r diogra ph ic  im ages.  T her e  are  t hr ee  s te ps  in  seg m entat ion  m et ho d.  The  e xpla natio is as  foll ows:     a )   Re gion Fil t er   Re gion  Fil te will   rem ov al unnecessa ry  con t our  a nd  e dg e   outsi de  of  determ ined  ra ng e Ra nge   value  is  deter m ined  m anu al ly   fr om   center  po i nt  of  en doc ard i um   to  est i m at ion   of   t he  ou te st  of   e ndoc ard iu m   bounda ry.      b)   Co ll ine ar   Coll inear  will   rem ov con t our  an e dg e   inside  dete r m ined  ra ng e The  eq ua ti on   of   c olli nea r   descr i bed in  E qu at io n 7.      1 ( 2 3 )   +   2 ( 3 1 )   +   3 ( 1 2 )   =   0           (7)     Eq uation  ex plains  ab out  three  po i nts  in   on strai ght  li ne.   The  thir one  will   be   detect ed  as   unnecessa ry  point an d wil l be  rem ov ed.      c )   Tr ian gle E quation   This  m et ho is  propose s pec ia ll by  Riyanto  Sigit   et .al  [13]   to  co nn ect   t wo   unco nnect ed  li ne.   T w determ ined  po ints  will   be  c hoos e base on  the  cl os est   an gle  f ro m   tho s points T he  e xp la nation  is  as   fo ll ows:   1)   Syst e m   has  to   determ ine  the   ap prox im at center  of  the  enclose reg i on  that  will   be   co nn ect e by  cal culat in t he c entr oid .     2)   The  e ndpoints  of   t he  bo unda r are  m ark ed  as  two  c ouples   po i nt  that  wil be  co nnect ed Th os points  can  be  il lustrat ed  as  first  po i nt  is  an t he   seco nd  one  is   C.  T hen,  the  center  point  be com the  third  po i nt.  S o, BA C wil l be  form ed  as  tri an gle.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Card i ac  M otio ns  Cl assi fi cation o n Se qu e ntial P SAX  E ch oc ar di ogram   ( A dam  Shid qul Azi z )   1293   3)   The  ga in   the   boun dar is  m ini m iz ed  by  fixing  one  of  the  e nd  points   m   su ch  as  po i nt  B.  point  i s   al lowed  to  tra nsvers in ward along  the   bo undar y un ti the point  at  w hic the  a ng le   B AC is  m ini m iz ed  is  fou nd.   4)   The o pen bo undar y i s t hen co nn ect e d by a   li ne fr om  p oin B t o po i nt C.      3. 3 .      Fe ature  Extr act i on   Lucas - Ka na de   Op ti cal   Flo w   is  perf or m ed  to  est i m at the  boun dar of   endoca rd i um   i se qu e ntial   echo ca r diogra ph ic   im ages.  Op ti cal   Flow   us es  inten sit of   im age  to  determ ine  identic al   pix el   in  a no t he r   i m a ge.   I Op ti cal   Flow  ( , , )   is  the  inte ns it of  pix el s   with   ( , )   express  l ocati on  of   t he  pix el   an express  tim e. Basi cal ly , O ptica l Flow  can  be desc ribe d by  E quat ion 8   [ 3] :     ( , , ) = ( + , + , +  )             (8)       an   are  deter m ined  as  belo w:     { =  =                    (9)     ( , )   are  vel ocity   com po ne nts  in  horizo ntal  an ver ti cal   direct ion at   the  po i nt  ( , ) ,   are   m ov e m ent  at   m entioned   dir ect ion   res pect ively More over,  δt  is  the  sm a ll - tim int erv al   bet ween  two  seq uen ti al  fra m es.    This  researc s plit vid e of  e cho ca r diogram   bec om te f r a m es.  All  f ram es  are   repres entat ion  of  on hear cy cl fr om   dias tole  to  syst ole.  B us ing   O ptica Flow determ ining   bounda r of   endoca rd i um   can   perform ed  in a ll  seq ue ntial  f r a m es w it hout repeat ing t he  in it ia l pr ocess  of  enh a ncem ent an d se gm entat io n.             Figure  3. Luca s - Ka na de Op ti cal  Flow Esti m at ion       Boun dar of  endoca rd i um   that  has  been   obta ined  from   se gm entat ion   m e thod  will   be  good  feat ur e s   in  Op ti cal   Flo w.   O ptica Flo of  Lucas - Ka nad will   find   identic al   pix el   in  nex im age  base on  the  c losest  intensit y i two  pix el s.  Fi gur e 3  sh ows Opti cal  Flow  es tim at ion  can  fin d m os t  o pix el  bet ween  tw i m ages in  on set   se qu e nt ia i m ages.  H oweve r,   the  s uc cess  rate  of   O pt ic al   Flow   est im at ion   dep e nd on   th qual it of   all   fr am es.  If   the  ne xt  i m age  has  bad  q ualit y,  then  O ptica Flow   will   be  diff i cult  to  find   ide nt ic al   pix el   and   surel m any  of   nex good  feat ur es  will   be  m issed.   This  resea rc us es  11   set   of   echo ca r diogra m wh ic are  div ide beco m two  gro up  cl ass  of  norm al   and   a bnorm al Sp eci f ic al ly there  a re  fi ve  norm al  an si a bnorm a l   echo ca r diogra m s.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 289     1 296   1294   Ever go od   f eat ur es  f ound ed  in  eve ry  im ages  will   be  extracte in to  necessa ry  featur for   cl assifi cat ion Ther e   are   tw featur e that  is   le ng t of  m ov e m ent  and  fl ow  of   directi on s.  T ho s feat ures  ar e   basic sym pto m  for  t he do ct or  to d ia gnos e  h e art co ndit ion  t hro ugho ut  wall   m ot ion  in  S AX ech ocardio gra m     3. 3 . Le n gth  of  Movemen t o r D ispl acemen t   Len gth   of   m ove m ent  is  le ngth  betwee t w points  from   i m age  to  im a ge  w her im age  is  the  nex good f eat ur e im age o s equ e ntial  ech oc ard i ogram . P oin t i i m age B is g ood feat ure  estim at ed  by O ptica Flow. T he  e qu at ion   of len gth   of d is placem ent is d esc ribe d b el ow :     = ( + 1 ) 2 + ( + 1 ) 2             (10)     Eq uation  10  e xpla ins  dif fer e nc ( d)   is   obta in ed  from   sq uar e root  of   su m   of  squa red  dif f eren ce   of  and y.     3. 3 . Fl ow  Dir ection  D e term inat i on   Flow   Directi on   is  featur that  descr ibes  directi on  of   m ov em ent  betwe en  to  pix el T he re  are  two  kind  of   directi on s   that  is  un c hange d,   i nw a r a nd   outwa rd.   U nch a nged  pi xel  is  tw pix e ls  sta in  one  place.  Inward  is  go od  feat ur es  m o ving  insi de  to wards  the  ce nt er  point  of   e ndoca r diu m Outwar is  good  featur e m ov ing   ou tsi de  tow a r f r om   the cente r po i nt  o f  end ocardiu m             (1)   (2)   (3)         (4)   (5)   (6)     Figure  4. Al gorithm  o Dete r m inati on  of  Flow Dir ect ion        Figure 4   s hows   so m al go rith m to  determ ine  kind o flo directi on  be tw een  tw se que ntial   i m ages.  flo di recti on  determ inati on  us es   first  bo unda ry  of  e ndoca r diu m   as  an  i niti al   co ntour T her e   are  six  al gorithm s d escribe d belo w:   a)   Image  part  ( 1 ) :   an  uncha nge pix el   is  con d it io w her the  nex est i m at ed - pix el   (C)  do e no cha ng against  pr e vi ous p i xel ( B) .   b)   Image  pa rt   ( 2):   a ou t ward  pi xel  is  c ondit ion  that  occurs   w hen  the   ne xt   est i m at ed - pixe (C)   is  outsi de   the init ia l co nto ur  wh il e t he p rev i ou s  p i xel (B is i ns i de  the   init ia l con t our (A ).   c)   Image  part  ( 3) :   ano ther  out ward  pi xel  is  conditi on   th at   al so   occurs   wh e previ ous  (B)  an ne xt   est i m at ed - pix e (C)  are  inside  the  init ia con t our  ( A) bu the  ne xt  est i m at ed - pix e has  short er   disp la cem ent than t he p rev i ous  pix el .   d)   I m age  part  ( 4 ) :   an  inwa r pix el   is  con diti on   that  occ urs  wh e previ ous   (B)  and   nex est i m at ed - pix e (C)  a re  in side  the  init ia co nto ur  (A),   but  th ne xt  est im a t ed - pix e has  a   longe disp la c e m ent  than   th e   pr e vious  pix el .     e)   Image  part  ( 5):   ano t her   in wa rd   pi x el   is  con diti on  that  al so   occ ur wh e pr evi ous  pix el   (B)  is  ou tsi de  the init ia l co nto ur a nd the  n e xt esti m a te d - pi xel ( C are  insi de  the  init ia l con t our (A ).    f)   Image  part  ( 6 ) :   an  inwa r pix el   is  con diti on   that  occ urs  wh e previ ous   (B)  and   nex est i m at ed - pix e (C)  are  outsi de   the  init ia cont our  ( A) but  the  ne xt  est i m ated - pix e ha a   sh ort er  disp la ce m ent  than  th e   pr e vious  pix el .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Card i ac  M otio ns  Cl assi fi cation o n Se qu e ntial P SAX  E ch oc ar di ogram   ( A dam  Shid qul Azi z )   1295       Figure  5. Re su l t of Flo w Direc ti on   Determ inati on       Figure  s ho ws  the  res ult  of   fl ow   direct ion   bet wee two  se quentia i m ag es.  Every   directi on   is   represe nted  by   diff ere nt  col or.  The  blue   pix el re pr ese nt  inward  dir e ct ion   an the   red   pix el re pr ese nt  ou t ward  dire ct ion.  The  re su lt   sh owe that  bi of   pix el ca be  tracke co rrec tl y.  Ho we ve r,   the  res ult  can  sti ll   be use as t he ne xt  good  feat ur es     3. 4 .       Clas si ficat i on     On cy cl of   hear sta rted  f r om   diastole   to  syst ole  is   rep r esented  by  10  fr am es.  So th ere  are  nin changes  betwe en  tw c onsec utive  im ages  duri ng   one  cy cl e.  The re  a re  t wo   featu res  t ha will   be  ext r act ed  in  on e   cha nge  tha is  flow  direct ion   (F)  an le ngth  of  dis placem ent  (L) .   Th er efore,  i one  c yc le   of   hear t,  t here   are  18  featu res   that  will   be  ob ta ined  a nd   will   be  us ed  as  f eat ur es  in  cl as sific at ion   m et h od.  Ar ti fici al   Neu ral  Netw ork  is  pro po s ed  for  cl ass ify ing   the  feat ur es  bec om t wo   cl asse that   is  norm al   and   abno rm al Ab norm al  can  be divid ed   beco m e thr ee  he art co ndit ion  t hat is  dysk ine s ia , ak ine sia , hypokine sia .           Figure  6. Pro pose Cl assifi ca ti on  Met ho d         4.   RESU LT   A N D DIS CUSSI ON   Ther a re  11   s et of   f ram es  t hat  su c ces sf ul  to  segm ent  in  this  researc h.   Th os dataset s   are  div i de into  tw cl asse of   norm al   and   ab norm al Sp eci fical ly there  are  norm al   dataset and   ab norm al   dataset s.  Pr op os e m et h od   i F ig ure  6   has  been   a ppli ed.   Fl ow  d irect ion  h as b een obtai ned   a nd  t he   sta ti sti resu lt   of   t he   featur e  d e scri be i n Ta ble 1.       Table  1.   Stat ist ic  o f  Flo w Dire ct ion   Co n d itio n   Flo w I n  ( in wa rd)   Flo w Out (ou tward )   No r m al   57%   43%   Ab n o r m al   35%   65%     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 289     1 296   1296   Table  ex plain  flo directi on  of   norm al  and   ab norm al  hav dif fer e nt  re su lt Norm al   c l ass  has  the   per ce ntage  value  of  inwa rd   f low  hi gh e tha outwa rd   fl ow.  Ot herwise,  abno rm al  cl ass   has  the  pe rce ntage   value o in ward f l ow lo wer t ha n ou t ward  flo w.  T hese  r es ults co rr es pond  w it the e xp la na ti on  in  secti on  that   the  char act eris ti of   no rm al   hear is  al l   of   tissu es  m ov ing   i ns ide Table  sh ows  di ff e rence   per centa ge  valu e   betwee in ward  flo an out ward  flo in  norm al   c la ss  i s m al le than  diff e re nce  valu in  ab norm al   cl ass.   This is ca us e d by the re ar e  sti ll  w r ong deter m inati on  in  f lo w direct io n.     Cl assifi cat ion   i pe rfor m ed  by  us i ng  Ra pi dMiner  with   fe of  cl assifi cat io m et ho ds.  Ta ble  2   s how s   the  com par iso res ult  of   ev ery  m et ho d.   P ercenta ge  is  ob ta ined  with  Lea ve  O ne  O ut  (LOO)   validat io m et ho d.   T his  validat io m e t hod  is  com m on ly   us ed  to  va li date  featur e   in  m edical   c om pu ti ng   case It  is  ob s er ved   that  neural  netw ork   with  le arn in rate  0.01   has  the  highest  pe r form ance  with  value  81. 82% The   seco nd p la ce is  suppo rt   vect or m achine w it h per form ance val ue  is  72.73%       Table  2.  Cl assi ficat ion  Res ults    Metho d   Res u lt ( %)   Near est  Neig h b o ( N =  3 )   5 4 .55 %   Neu ral  N etwo rk ( L R = 0.0 1 )   8 1 .82 %   Naïv e Bay es   6 3 .64 %   Su p p o rt  Vector M achi n e   7 2 .73 %       5.   CONCL US I O N   Diag nose  of   ca rd ia c   m otion s   by  ech oca rd i ogra phy  ex per i base on  flo of  directi on   and  le ngth  of  disp la cem ent  of   ec hocar diogram Lucas - Kan a de  O ptica Flow  is  ap plied  in   feat ure  extracti on  t est i m at e   good  feature   of  al co ns ec utive  ec hocar diogram Ex per im ent  in   F ig ur e   s h ow s   that  Lucas - Ka na de  Op ti cal   Flow   has  good   perform ance  to  est im a te   go od  feat ur i th nex im age.  Flow   directi on   can  be  deter m ined   alm os pr eci sel with  pr op ose al gorithm Len gth   of  dis pl ace m ent  can  be  cal culat ed  by  us in eq uat ion   8.  Flow   Directi on  an le ngth  of  dis placem ent   featur e has  good  e nough  pe rfor m ance  by  us in neural  ne twork .   Howe ver,  op ti m iz at ion   is  ne eded  to   im pr ov the   re su lt This  researc pro ves  th os e   two  feat ur es   ca be  use to d ia gnos e  car diac d ise ase  c om pu ta ti on al ly .       REFERE NCE S   [1]   J.  G.  B et ts  et al . ,   Anatom y   and P h y siolog y .   Ho uston:  OpenStax ,   2016 .   [2]   W orld  Hea lt h   Or gani z at ion ,   On  W orld  Hea rt   Da y   W HO   c al ls f o r   accelerate d   a ct i on  to  pr eve n th e   world’s l e adi ng   globa l   killer”,  20 18.   [Onlin e] .   Av ai l abl e ht tp: / /www . who.i nt/ c ard iova scul ar_ dis eas es/e n/. [Ac c essed:  06 - Jul - 2018] .   [3]   P.  Torka shv and,  H.  Behna m ,   and   Z.   San i, “M odifi ed  Opti ca l   Flow  Te chn ique   for  C ard iac  Motions   Anal y sis   in  Ec hoc ard iogr ap h y   Im age s,”   vol .   2,   no.   Jul y ,   pp .   1 8,   2012 .   [4]   Maity ,   A.  Pa tt an ai k,   S.  Sagn ika, and  S.   Pani, “A   compara ti v stu d y   on  appr o ac h e s to  spec k le noi s red u ct ion   in   images,   Proc.   -   1st I nt. Conf. Co m put.   Intell .   Ne t works ,   CINE  20 15,   no .   Mar ch, p p.   148 155 ,   201 5.   [5]   Y. - W .   Song a nd   S.  S.  Udpa ,   New Morphologi cal  Approa ch  fo Reducing  Spe c kle   Noise   in   Ultr asonic   Im ag es,   pp.   1397 1400 ,   1997.   [6]   N.  Rajal akshm i,   K.  Nara y a nan ,   a nd  P.  Am udhavalli ,   W ave let - bas ed  weigh te d   m edi an  f il t er  for   im age   d enoi sing   of   MRI bra in im ag es, ”  Indone s.   J .   El e ct r.   Eng. Co mput.   Sc i. ,   vo l. 1 0,   no .   1 ,   pp .   201 206,   2018 .   [7]   S.  A.  Sa le em  an T. A.   Raz ak, “A eff e ct iv noi se  ada p ti ve   m edian  fi lt er   for   removing  high   densi t y   impuls no ise in  co lor  imag es, ”  Int .   J. E l ectr. Com put.   Eng . ,   v ol.   6 ,   no .   2 ,   pp .   6 11 620,   2016 .   [8]   O.  Bobkova ,   V.   V.  Z y uz in, S.  V .   Pors hnev,   and V.  V.  Bobkov ,   Expe ri enc e   of   using of   m a chi ne   l ea rning   m et hods  to  id ent if y   th l e ft  ven tri c le re gi o in ec ho ca rdiog rap hic records,”  2016  IEEE  10 th Int.   Con f. A ppl .   I nf.   Comm un.   Technol . ,   pp .   1 5,   2016 .   [9]   M.  S.  Mansoor y ,   M.  As htiy a ni, and H. T. N., “Ca rdia c   Motion   Ev al ua ti on  for   Dise ase   Diagnosis   U sing I CA Ba sis  Neura N et work, ”  2009  In t. A ss oc.   Comput .   S ci.  I nf.   Te chnol.  -   Sp ring Conf . ,   no .   1 ,   pp .   496 500 ,   2 009.   [10]   S.  Mansor a nd   J.   A.  Nobl e, “LOCA W ALL  M OTION   CLASS I FICA TION OF  STRESS   ECHOCA RDIOGRAP H Y US IN G A HIDDEN MA RKOV  MODEL   AP PR OA C H Sari na  M ansor ,   J Al ison Nobl e,   pp.   1295 1298 ,   2008.   [11]   N.  G.  Pand ia n ,   D.  J.  Skorton ,   S.   M.  Col li ns,   H. L.   Fa lset t i, E.  R .   Burke, a nd   R.   E .   Kerb er,  Hetr o gene i t y   of   le f vent ri cul ar   segm ent a wal l thic k e ning  and   ex cur si on  in two di m en sional   ec hoc ard i ogra m s of  norm al   hum an   subjec ts, ”  vo l. Am .   J.  Car ,   no .   51 ,   pp .   1667 1673 ,   1983.   [12]   C.   Otto ,   R .   Sch wae gle r ,   and  R .   Free m a,   Te x tbo ok  of  Cl ini c al E c hoca rdiogr aph y .   2013 .   [13]   R.   Sigi t, A.   R .   B ara kbah ,   I .   A .   Su li stij ono ,   and  A.   S.  Aziz,  Autom at i c ard i ac seg m ent at ion   using  tri angle and  opti c al   f low,   In dones.   J .   Elec tr .   Eng.   Comput .   S c i. ,   vol .   8 ,   no .   2 ,   p p.   315 326 ,   201 7.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.