Przetwarzanie sygnału EKG

Elektrokardiogram (EKG) służy do przechwytywania odbicia stanu serca przez pewien czas. Jest podłączony do skóry elektrodami zewnętrznymi i przekształcany w sygnały elektryczne do pobierania. Każda błona komórkowa utworzona poza sercem ma powiązany ładunek, który depolaryzuje podczas każdego bicia serca. Pojawia się na skórze w postaci małych sygnałów elektrycznych, które można wykryć i powiększyć za pomocą elektrokardiogramu.

Już w 1900 r. Willem Einthoven wynalazł pierwszy praktyczny elektrokardiogram. System jest nieporęczny i wymaga od wielu ludzi, aby go manipulować. Pacjent musi umieścić ręce i nogi w dużej elektrodzie zawierającej elektrolit. Dzisiejszy sprzęt do monitorowania EKG jest kompaktowy i łatwy do przenoszenia, dzięki czemu pacjenci mogą go również nosić podczas chodzenia. Dwanaście wiodących EKG do użytku domowego można przenieść w kieszeni.

Podstawy EKG:

Termin „przewód” na elektrokardiogramie w tym artykule odnosi się do różnicy napięcia między dwiema elektrodami, która jest różnicą zarejestrowaną przez urządzenie. Na przykład „lead_i” to napięcie między elektrodami lewej i prawej ramię. Zarówno lead_i, jak i lead_ii odnoszą się do potencjalnych klientów. V1-V6 odnosi się do przewodów klatki piersiowej. Śledzenie EKG V1 jest różnicą między napięciem VC1 (napięcie elektrody klatki piersiowej) a średniego napięcia lead_i, lead_ii i lead_iii. Standardowy 12-wiodący system EKG zawiera osiem wartości rzeczywistych i cztery pochodne wartości. Tabela 1 zawiera krótki opis różnych napięć ołowiu (rzeczywiste i pochodne).

Uwagi obliczania nazwy wiodących

Jest to prawdziwy potencjalny potencjalny potencjalnych klientów, pokazany w śladzie EKG.

Tabela 1: Nazwy wiodących i lokalizacje nagrywania EKG.

Typowy przebieg EKG pokazano na rycinie 1. Oś x reprezentuje skalę czasową. Tutaj każda siatka (5 mm) odpowiada 20 ms. Oś y pokazuje amplitudę przechwyconego sygnału. Każdy podział (5 mm) na osi y odpowiada 0,5 mV. (10 mm / mv i 25 mm / s)

Rysunek 1: Typowy przebieg EKG.

Funkcje EKG:

Pierwszy krok w projektowaniu systemu EKG obejmuje zrozumienie rodzajów sygnałów, które należy uzyskać. Sygnał elektrokardiogramu zawiera napięcie niskiej amplitudy obecne w wysokim odchyleniu i szumie. Ryc. 2 pokazuje charakterystykę sygnału EKG. W systemie występuje wysokie przesunięcie ze względu na napięcie pół komórek wytwarzane przez elektrody. AG / AGCL (chlorek srebra) jest najczęstszą elektrodą w systemie elektrokardiogramu, a jej maksymalne napięcie przesunięcia wynosi +/- 300mV. Rzeczywisty oczekiwany sygnał wynosi +/- 0,5 mV nałożony na przesunięcie elektrody. Ponadto system zamieni również szum 50 /60 Hz z linii zasilania, aby utworzyć sygnał trybu wspólnego. Amplituda szumu linii zasilania może być bardzo duża i należy ją filtrować.

Ryc. 2: Charakterystyka sygnału EKG, która ma zostać uzyskana.

Przejęcie EKG

Analogowe przetwarzanie front-end jest ważną częścią systemu EKG, ponieważ musi rozróżnić szum od pożądanego sygnału (amplituda jest niewielka). Analogowy obwód przetwarzania front-end obejmuje wzmacniacz pomiarowy w celu zmniejszenia sygnału w trybie normalnym. Wzmacniacz pomiaru działa na poziomie +/- 5 V i jest zwykle używany do zwiększenia zakresu napięcia wejściowego. Ten wzmacniacz pomiaru powinien mieć wysoką impedancję wejściową, ponieważ impedancja skóry może być bardzo duża. Wymagany jest wzmacniacz OP do przetwarzania sygnału urządzenia elektrokardiogramu. Łańcuch sygnałowy systemu akwizycji EKG obejmuje wzmacniacze pomiarowe, filtry (które można zaimplementować za pomocą wzmacniaczy OP) i ADC.