Спектральный исследование электрокардиограммы
Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
- сосудистой системы животного.
В ходе проведения исследования были поставлены следующие задачи для достижения: организация исследования для получения экспериментальных ЭКС СВР; регистрация ЭКГ СВР; анализ методов обработки информации в частности ЭКС и выбор метода; анализ математических программ для обработки информации; написание программы для построения спектров ЭКС СВР; анализ полученных данных (спектров ЭКС СВР); формирование банка данных ЭКС; написание программы исследования.
Данная работа актуальна в первую очередь для большей диагностической информативности электрокардиосигнала. В том числе для понимания развития, течения и методов лечения (использование стволовых клеток) ИМ, как в раннем, так и в позднем постинфарктном периоде.
При проведении исследования было запланировано получение следующих результатов: получение спектров ЭКС СВР; анализ спектров ЭКС СВР, сравнение со спектрами нормального ЭКС; возможность получения отличительных особенностей для диагностики СС заболеваний на ранних этапах; формирование банка данных ЭКС.
Результаты исследования могут быть использованы в системах диагностики сердечнососудистых заболеваний в специализированных медицинских учреждениях.
Для проведения эксперимента и получения электрокардиосигналов использовалось следующее оборудование: ИВЛ проводиться с помощью аппарата SAR-830P (частота дыхания - 50/мин, дыхательный объем - 3 мл/100 г массы тела). В том числе, в ходе эксперимента у животных выполнялась запись электрокардиограммы (Кардиотехника-8, ЗАО Инкарт, СПб) в стандартных отведениях и частота сердечных сокращений (ЧСС). Так же, параллельно, производилась запись электрокардиограммы при помощи экспериментального электрокардиографа сверхвысокого разрешения. Для построения спектров ЭКС используется пакет математических программ MatLab R2009b.
Глава 1. Средства регистрации и анализа ЭКС
1.1Цифровой метод анализа ЭКС
В задачах обработки биоэлектрических сигналов (БЭС) с учетом прогресса в развитии технических средств измерения их параметров и в увеличении вычислительной мощности средств цифровой обработки сигналов одной из наиболее актуальных проблем становится их вторичная обработка и атоматизированный анализ. При разработке цифровых методов анализа электрокардиосигналов (ЭКС) для повышения эффективности кардиодиагностики требуется создание новых точных, быстрых и надежных алгоритмов выделения отдельных элементов внутри каждого кардиоцикла и точного вычисления их временных и статистических характеристик. Решение этих задач позволит более точно диагностировать кардиопатологии, улучшит диагностическую ценность уже существующих методик и позволит реализовать новые алгоритмы определения признаков кардиозаболеваний на разных и, что особенно важно, на самых ранних стадиях развития.
Эффективный совместный автоматизированный анализ заданного набора последовательностей кардиоциклов ЭКС требует существенного повышения точности временной синхронизации каждого отдельного кардиоцикла. В данном случае синхронизация рассматривается, как вопрос поиска и высокоточной оценки временного положения характерных точек ЭКС для последующего синхронного анализа как всей выборки в одном отведении, так и всех сигналов многоканального электрокардиографа. Современные методы решения данной проблемы не отличаются высокой точностью, надежностью и эффективностью и не позволяют, ввиду вариабельности сердечного ритма, производить эффективный синхронный анализ кардиоциклов вне ближайшей окрестности R-зубца. Следовательно, для увеличения точности и надежности синхронизации требуется разработка новых алгоритмов высокоточного определения временных характеристик отдельных элементов кардиоцикла.
Наибольшую актуальность вопрос высокоточной синхронизации имеет для кардиографии сверхвысокого разрешения (ЭКГ СВР), в которой извлечение низкоамплитудных составляющих ЭКС накладывает повышенные требования к точности синхронизации и синхронного анализа кардиоциклов. В рамках работы по изучению тонкой структуры биоэлектрических сигналов, проводимой на кафедре медицинской радиоэлектроники Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, был разработан экспериментальный электрокардиограф сверхвысокого разрешения, структурная схема которого представлена на рис. 1 и подробно описана в [1].
На рис. 1 обозначены: ОРФ - отключаемый режекторный фильтр, МУУ - масштабирующий управляемый усилитель, ФВЧ - фильтр верхних частот, ФНЧ - фильтр нижних частот, БНПФ - блок нелинейных полосовых фильтров.
Отличительной особенностью данного ЭКГ СВР является разделение входного сигнала на два канала - низкочастотный (НЧ) (канал синхронизации) и высокочастотный (ВЧ). Это связано с тем, что в рамках проводимых исследований особое внимание уделяется низкоамплитудным ВЧ составляющим ЭКС (микропотенциалам), выделение и дополнительное усиление которых происходит в ВЧ-канале.
Для современных электрокардиографов величина усиления составляет 100тАж150, т.е. ЭКС, имеющий максимальную амплитуду 20 мВ, будет усилен до 2тАж3 В, что укладывается в типичный диапазон входного напряжения АЦП [2]. При этом микропотенциалы ЭКС теоретически должны иметь амплитуду от 100тАж150 мкВ, что составляет 2тАж3 шага квантования для 16-разрядного АЦП с допустимым диапазоном входного напряжения 0тАж3 В.
Введение ВЧ-канала