Спектральный исследование электрокардиограммы
Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
рабатывался настойкой йода (5%). После операции внутрибрюшинно производилась инъекция цефтриаксона (50 мг/кг). В срок от 3 до 14 дней проводили аутопсию и макроскопически оценивали изменения структуры сердца.
2.2 Оборудование, использованное при проведении исследования
Для проведения искусственной вентиляции легких (ИВЛ) производится интубация трахеи. ИВЛ проводиться с помощью аппарата SAR-830P (частота дыхания - 50/мин, дыхательный объем - 3 мл/100 г массы тела). В ходе эксперимента у животных будет выполняться запись электрокардиограммы (Кардиотехника-8, ЗАО Инкарт, СПб) в стандартных отведениях и частота сердечных сокращений (ЧСС).
2.3Организация исследования и получение экспериментальных данных
Рисунок 5- Показания обычного трехканального кардиографа
Рисунок 6- Показания экспериментального кардиографа сверхвысокого разрешения
Глава 3 Обработка полученных данных
3.1Цели обработки данных
1)собрать всю доступную информацию, представленную в экспериментальных данных - полученные электрокардоисигналы с обычного кардиографа и с экспериментального кардиографа;
2)отделить существенную информацию, представленную данными, от несущественной, для рассмотрения в данный момент; отделить информационные составляющие сигнала от помеховых.
)Провести анализ полученных данных для большей диагностической информативности электрокардиосигнала. В том числе для понимания развития, течения и методов лечения (использование стволовых клеток) инфаркта миокарда (ИМ), как в раннем, так и в позднем постинфарктном периоде.
)Сформировать банк данных.
)представить существенную информацию в виде, наиболее удобном для восприятия человеком.
3.2Возможности анализа с помощью пакета MatLab
Система MATLAB представляет собой уникальный сплав универсальных программных и алгоритмических средств с широкой гаммой специализированных приложений. Входной язык и среда программирования MATLAB очень близки к современным системам визуального программирования на базе универсальных алгоритмических языков типа Basic, C++, Java, Object Pascal. По ряду аспектов MATLAB уступает указанным системам (режим интерпретации, небольшой запас визуальных компонентов). Однако с его библиотекой численных методов ни по объему, ни по качеству не может сравниться ни одна из систем программирования. Кроме того, в пакете MATLAB тщательно отработаны средства визуализации результатов вычислений и отображения различных графических объектов. На базе ядра MATLAB созданы многочисленные расширения, обеспечивающие моделирование и анализ систем в разнообразных сферах человеческой деятельности.
Основное назначение пакета MATLAB - моделирование, анализ и визуализация динамических процессов, имеющих отношение к разнообразным сферам человеческой деятельности.
3.3Варианты спектрального анализа с помощью пакета MATLAB
Различают параметрические и непараметрические методы спектрального анализа. К первым относится авторегрессионный анализ, ко вторым - быстрое преобразование Фурье (БПФ) и периодограммный анализ (рис.1).
Рисунок 7 - Методы спектрального анализа.
В непараметрических методах используется только информация, содержащаяся в отсчетах анализируемого сигнала.
Наиболее часто для спектрального анализа используют быстрое преобразование Фурье (БПФ), с помощью которого сигнал можно разложить на составляющие его колебания различной частоты и амплитуды.
Результатом (БПФ) является построение графика зависимости мощности колебаний от их частоты.
Дискретное преобразование Фурье, реализуется в MATLAB с помощью функций fft и ifft.
Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) позволяет превратить N отсчетов сигнала {x(k)} в столько же спектральных отсчетов
Выражения для прямого и обратного ДПФ отличаются лишь знаком в показателе комплексной экспоненты и наличием в обратном преобразовании множителя 1/N перед оператором суммирования.
Отсюда следует, что ДПФ неявно подразумевает периодическое продолжение анализируемого фрагмента сигнала. Для вещественного сигнала x(k) ДПФ обладает комплексно-сопряженной симметрией.
Математическое преобразование называется дискретным преобразованием Фурье (ДПФ). Термин быстрое преобразование Фурье (БПФ) относится к способу вычисления ДПФ. Если размерность преобразования N может быть разложена на множители, то и само преобразование можно разделить на несколько преобразований меньшей размерности, а затем объединить их результаты. При этом удается уменьшить требуемое для вычисления ДПФ количество вычислительных операций. Наибольшее ускорение вычислений достигается, когда N равно степени двойки.
Важно понимать, что БПФ не является приближенным алгоритмом; при отсутствии вычислительных погрешностей он даст в точности тот же результат, что и исходная формула ДПФ. Ускорение достигается исключительно за счет оптимальной организации вычислений. Кроме того, необходимо помнить, что алгоритм БПФ предназначен для одновременного расчета всех спектральных отсчетов
Если же необходимо получить эти отсчеты лишь для некоторых n, может оказаться предпочтительнее прямая формула ДПФ.
Таким образом, исходя из выше изложенных методов спектрального анализа, можно прейти к выводу, что наиболее подходящим для анализа ЭКГ, это непараметрические методы в частности быстрое преобразование Фурье (Б