Устройства для регистрации и передачи электрокардиограмм
Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
Содержание
Структура и алгоритмы анализа персональных регистраторов ЭКГ
Регистраторы с отсроченным анализом ЭКГ
Алгоритмы анализа персональных регистраторов ЭКГ
Особенности реализации алгоритмов выделения qrs-комплексов для экг-систем реального времени
Классификация методик выделения QRS - комплексов
Алгоритм выделения QRS - комплексов
Реализация
Список используемой литературы
Структура и алгоритмы анализа персональных регистраторов ЭКГ
Современная электроника и телекоммуникации позволили сделать значительный шаг вперед в области устройств регистрации и передачи электрокардиограмм (ЭКГ). Миниатюрные портативные регистраторы предоставляют массу функциональных возможностей врачу-кардиологу и облегчают повседневную жизнь пациенту. Одной из основных причин для обследования человека при помощи персонального регистратора являются жалобы предположительно сердечного происхождения. К ним относятся: сердцебиения, боль в груди, головокружение, одышка, тахикардия, внезапная усталость, аритмии, нарушение работы искусственного водителя ритма, перенесенный инфаркт миокарда.
Существующие на сегодняшний день на рынке портативные устройства мониторирования можно классифицировать на три категории в зависимости от их особенностей:
Регистраторы с отсроченным анализом ЭКГ
Телеметрические регистраторы событий.
Регистраторы, проводящие классификацию ЭКГ в реальном времени.
В первую группу входят устройства суточного мониторирования (мониторы Холтера). Суть методики заключается в длительной регистрации ЭКГ в условиях свободной активности пациента с последующим анализом записи [3]. Длительность регистрации может достигать 72 ч, после чего производится анализ записанной информации. Врач просматривает запись и идентифицирует отклонения в работе сердца за данный период.
Основной недостаток метода - короткий период наблюдения и отстроченный анализ.
Проблема решается путем использования телеметрических регистраторов событий. Это приборы небольших размеров, способные производить запись ЭКГ в 1-3 отведениях. Устройство находится у пациента, при необходимости больной прикладывает электроды к телу и нажатием кнопки осуществляет запись ЭКГ. Записанная ЭКГ передается лечащему врачу по телефону, модему, через локальную компьютерную сеть. Регистраторы событий более эффективны в диагностике аритмий, возникающих не чаще чем один раз в месяц, чем холтеровское мониторирование.
Регистраторы, проводящие классификацию ЭКГ в реальном времени, должны проводить самостоятельный автоматический анализ ЭКГ и выявлять жизнеугрожающие состояния [2] (экстрасистолия высоких градаций, желудочковые и наджелудочковые тахиаритмии, клинически значимые изменения сегмента "5Ти т.д.), автоматически включать запись и сигнализировать о них пациенту.
Принцип работы всех типов приборов одинаков и заключается в регистрации и преобразовании электрических потенциалов с тела человека для дальнейшей обработки и диагностики, однако клиническое значение, функциональные возможности и схемные решения различны в зависимости от требований, предъявляемых к каждому устройству.
Основными проблемами, с которыми приходится сталкиваться при разработке таких устройств, являются:
Обеспечение безопасности в соответствии с требованиями ГОСТа Р 50267.25-94 для изделий медицинского назначения.
алгоритм электрокардиограмма персональный регистратор
Выбор и реализация высокоскоростных и надежных протоколов передачи данных.
Качественная регистрация электрокардиографического сигнала в частотном диапазоне от постоянного тока до 200 Гц и амплитудном диапазоне от 0 до 10 мВ.
Обеспечение длительного времени непрерывной работы от одного комплекта батарей питания.
Миниатюрность, компактность и удобство эксплуатации.
Все рассмотренные регистраторы имеют в своем составе одинаковые функциональные узлы: блок усиления электрокардиосигнала, блок обработки и интерфейс для обмена информацией.
Структурная схема модуля, разработанная по принципу единой аппаратной архитектуры функциональных узлов, позволяющая реализовывать тот или иной тип регистратора, приведена на рис, 1, Модуль включает блок усилителей электрокардиосигнала 1, расiитанный на возможность регистрации от 1 до 12 отведений ЭКГ. Частотный диапазон усиления от постоянного тока до 200 Гц, разрешающая способность аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 мкВ, уровень собственных шумов не более 5 мкВ.
В качестве микропроцессора 3 служит микроконтроллер фирмы "Texas Instruments" серии MSP430 [5]. Этот 16-разрядный микроконтроллер со сверхнизким энергопотреблением (2,5 мкА в режиме энергосбережения и 280 мкА в рабочем режиме) содержит в своем составе 12-разрядный 8 - канальный АЦП с источником опорного напряжения, имеет 5 режимов снижения потребления тока, 32 линии портов ввода-вывода; диапазон напряжения питания микроконтроллера 1,8-3,6 В.
Модули памяти 4,5 построены на серии микросхем энергонезависимой Nand Flash памяти фирмы "Samsung". Для реализации суточного мониторинга ЭКГ требуется сохранять значительный объем информации, в этом случае используется микросхема объемом 64 или 128 Мб, для регистрации коротких фрагментов ЭКГ достаточно 4 Мб. Предусмотрена возможность подключения к модулю контроллера интерфейса 14 USB 2.0 для передачи больших об?/p>