EKG -Signalverarbeitung

Ein Elektrokardiogramm (EKG) wird verwendet, um die Reflexion des Erkrankung des Herzens über einen bestimmten Zeitraum zu erfassen. Es ist durch externe Elektroden mit der Haut verbunden und zur Sammlung in elektrische Signale umgewandelt. Jede außerhalb des Herzens gebildete Zellmembran hat eine assoziierte Ladung, die während jedes Herzschlags depolarisiert. Es erscheint auf der Haut in Form von winzigen elektrischen Signalen, die durch Elektrokardiogramm erkannt und vergrößert werden können.

Bereit 1900 erfand Willem Einhoven das erste praktische Elektrokardiogramm. Das System ist sperrig und verlangt von vielen Menschen, es zu manipulieren. Der Patient muss seine Arme und Beine in eine große Elektrode mit Elektrolyt legen. Die heutige EKG -Überwachungsausrüstung ist kompakt und leicht zu tragen, so dass Patienten sie auch beim Gehen tragen können. Ein zwölf-laelles EKG für den Heimgebrauch kann in einer Tasche getragen werden.

EKG -Grundlagen:

Der Begriff "Blei" des Elektrokardiogramms in diesem Artikel bezieht sich auf die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden, dh der von der Vorrichtung aufgezeichneten Differenz. Zum Beispiel ist "Lead_i" die Spannung zwischen den Elektroden des linken und rechten Arms. Sowohl Lead_I als auch Lead_ii beziehen sich auf Gliedmaßenleitungen. V1-V6 bezieht sich auf die Brustleitungen. Die EKG -Tracking V1 ist die Differenz zwischen der VC1 -Spannung (der Spannung der Brustelektrode) und der durchschnittlichen Spannung von Lead_i, Lead_ii und Lead_iii. Ein Standard-EKG-System mit 12-Kanonen mit 12-führender Bedeutung enthält acht reale Werte und vier abgeleitete Werte. Tabelle 1 enthält eine kurze Beschreibung der verschiedenen Bleispannungen (real und abgeleitet).

Berechnungsnotizen von Lead -Namen

Dies ist ein echter Vorsprung, der in der EKG -Spur gezeigt wird.

Tabelle 1: Lead -Namen und EKG -Aufzeichnungsorte.

Eine typische EKG -Wellenform ist in Abbildung 1 dargestellt. Die x -Achse repräsentiert die Zeitskala. Hier entspricht jedes Raster (5 mm) 20 ms. Die y -Achse zeigt die Amplitude des erfassten Signals. Jede Abteilung (5 mm) auf der y -Achse entspricht 0,5 mV. (10 mm / mV und 25 mm / s)

Abbildung 1: Typische EKG -Wellenform.

EKG -Funktionen:

Der erste Schritt bei der Gestaltung eines EKG -Systems umfasst das Verständnis der Arten von Signalen, die erworben werden müssen. Das Elektrokardiogrammsignal umfasst eine Spannung mit niedriger Amplitude, die in hoher Verzerrung und Rauschen vorhanden ist. Abbildung 2 zeigt die Eigenschaften des EKG -Signals. Aufgrund der von den Elektroden erzeugten Halbzellspannung gibt es einen hohen Versatz im System. AG / AGCL (Silber-Silber-Chlorid) ist die häufigste Elektrode in einem Elektrokardiogrammsystem, und die maximale Offset-Spannung beträgt +/- 300 mV. Das tatsächliche erwartete Signal ist +/- 0,5 mV auf dem Elektrodenversatz überlagert. Darüber hinaus schließt das System das 50 /60 -Hz -Rauschen aus der Stromleitung, um ein gemeinsames Modussignal zu bilden. Die Amplitude des Stromleitungsrauschens kann sehr groß sein und es muss gefiltert werden.

Abbildung 2: Die Eigenschaften des EKG -Signals zu erhalten.

EKG -Akquisition

Die analoge Front-End-Verarbeitung ist ein wichtiger Bestandteil des EKG-Systems, da es zwischen Rauschen und dem gewünschten Signal unterscheiden muss (die Amplitude ist gering). Der analoge Front-End-Verarbeitungskreis enthält einen Messverstärker, um das Signal im normalen Modus zu verringern. Der Messverstärker funktioniert bei +/- 5V und wird normalerweise verwendet, um den Eingangsspannungsbereich zu erhöhen. Dieser Messverstärker sollte eine hohe Eingangsimpedanz aufweisen, da die Impedanz der Haut sehr groß sein kann. Für die Signalverarbeitung des Elektrokardiogrammvorgangs ist ein OP -Verstärker erforderlich. Die Signalkette des EKG -Erfassungssystems umfasst Messverstärker, Filter (die durch OP -AMPs implementiert werden können) und ADCs.