EKG -signalbehandling

Et elektrokardiogram (EKG) brukes til å fange refleksjonen av hjertets tilstand over en periode. Den er koblet til huden gjennom eksterne elektroder og konverteres til elektriske signaler for samling. Hver cellemembran dannet utenfor hjertet har en tilhørende ladning, som depolariserer under hvert hjerteslag. Det vises på huden i form av bittesmå elektriske signaler, som kan oppdages og forstørres med elektrokardiogram.

Allerede i 1900 oppfant Willem Einthoven det første praktiske elektrokardiogrammet. Systemet er klumpete og krever at mange mennesker manipulerer det. Pasienten må plassere armene og bena i en stor elektrode som inneholder elektrolytt. Dagens EKG -overvåkningsutstyr er kompakt og enkelt å bære, slik at pasienter også kan bære det når de går. En tolv-ledende EKG for hjemmebruk kan bæres i en lomme.

EKG Grunnleggende:

Begrepet "bly" på elektrokardiogrammet i denne artikkelen refererer til spenningsforskjellen mellom de to elektrodene, som er forskjellen registrert av enheten. For eksempel er "Lead_i" spenningen mellom venstre og høyre armelektroder. Både Lead_I og Lead_II viser til lemledninger. V1-V6 refererer til brystlederne. EKG -sporing V1 er forskjellen mellom VC1 -spenningen (spenningen til brystelektroden), og gjennomsnittsspenningen til bly_i, bly_ii og bly_iii. Et standard 12-bly EKG-system inkluderer åtte reelle verdier og fire avledede verdier. Tabell 1 gir en kort beskrivelse av de forskjellige ledningsspenningene (ekte og avledet).

Ledenavn Beregningsnotater

Dette er en virkelig ledelse, vist i EKG -sporet.

Tabell 1: Ledenavn og EKG -innspillingslokasjoner.

En typisk EKG -bølgeform er vist i figur 1. X -aksen representerer tidsskalaen. Her tilsvarer hvert rutenett (5 mm) 20 ms. Y -aksen viser amplituden til det fangede signalet. Hver divisjon (5 mm) på Y -aksen tilsvarer 0,5 mV. (10mm / mV og 25mm / s)

Figur 1: Typisk EKG -bølgeform.

EKG -funksjoner:

Det første trinnet i utformingen av et EKG -system inkluderer å forstå hvilke typer signaler som må anskaffes. Elektrokardiogramsignalet inkluderer en spenning med lav amplitude som er til stede i høy skjevhet og støy. Figur 2 viser egenskapene til EKG -signalet. Det er en høy forskyvning i systemet på grunn av halvcellespenningen produsert av elektrodene. AG / AGCL (sølv-sølvklorid) er den vanligste elektroden i et elektrokardiogramsystem, og dens maksimale forskyvningsspenning er +/- 300 mV. Det faktiske forventede signalet er +/- 0,5 mV overlagret på elektrodeforskyvningen. I tillegg vil systemet også lukke opp 50 / 60Hz støy fra strømledningen for å danne et felles modus signal. Amplituden av strømlinjestøy kan være veldig stor og den må filtreres.

Figur 2: Egenskapene til EKG -signalet som skal oppnås.

EKG -anskaffelse

Analog front-end prosessering er en viktig del av EKG-systemet fordi det trenger å skille mellom støy og ønsket signal (amplituden er liten). Den analoge front-end prosesseringskretsen inkluderer en måleforsterker for å redusere signalet i normal modus. Måleforsterkeren fungerer ved +/- 5V og brukes vanligvis til å øke inngangsspenningsområdet. Denne måleforsterkeren skal ha en høy inngangsimpedans fordi hudens impedans kan være veldig stor. Det kreves en OP -forsterker for signalbehandling av elektrokardiograminnretningen. Signalkjeden til EKG -anskaffelsessystemet inkluderer måleforsterkere, filtre (som kan implementeres av OP -forsterkere) og ADC -er.