EKG -signaalinkäsittely

Sähkökardiogrammaa (EKG) käytetään sydämen tilan heijastuksen kaappaamiseen tietyn ajanjakson ajan. Se on kytketty ihoon ulkoisten elektrodien kautta ja muunnetaan sähköisten signaaleiksi keräämistä varten. Jokaisella sydämen ulkopuolella muodostetulla solukalvolla on siihen liittyvä varaus, joka depolarisoi kunkin sykkeen aikana. Se ilmestyy iholle pienten sähkösignaalien muodossa, jotka voidaan havaita ja suurentaa elektrokardiogrammilla.

Jo vuonna 1900 Willem Einthoven keksi ensimmäisen käytännön elektrokardiogrammin. Järjestelmä on tilaa vievä ja vaatii monia ihmisiä manipuloimaan sitä. Potilaan on asetettava kätensä ja jalkansa suureen elektrodiin, joka sisältää elektrolyyttiä. Nykypäivän EKG -seurantalaitteet ovat kompakteja ja helppo kuljettaa, jotta potilaat voivat myös kantaa sitä kävellessään. Kaksitoista johtava EKG kotikäyttöön voidaan kuljettaa taskussa.

EKG: n perusteet:

Tämän artikkelin elektrokardiogrammin termi "lyijy" viittaa kahden elektrodin väliseen jännitealueeseen, joka on laitteen tallentama ero. Esimerkiksi "Lead_i" on jännite vasemman ja oikean käsivarren elektrodien välillä. Sekä Lead_i että Lead_ii viittaavat raajojen johdoihin. V1-V6 viittaa rintajohtoihin. EKG -seuranta V1 on ero VC1 -jännitteen (rintakehän elektrodin jännite) ja Lead_i: n, Lead_II: n ja Lead_III: n keskimääräisen jännitteen välillä. Vakio 12-johdon EKG-järjestelmä sisältää kahdeksan todellista arvoa ja neljä johdettua arvoa. Taulukko 1 kuvaa lyhyen kuvauksen erilaisista lyijyjännitteistä (todelliset ja johdetut).

Leadimen laskentahuomautukset

Tämä on todellinen lyijy, joka näkyy EKG -jäljityksessä.

Taulukko 1: Lyijynimet ja EKG -tallennuspaikat.

Tyypillinen EKG -aaltomuoto on esitetty kuvassa 1. X -akseli edustaa aikataulua. Tässä jokainen ruudukko (5 mm) vastaa 20 ms. Y -akseli näyttää siepatun signaalin amplitudin. Jokainen jako (5 mm) Y -akselilla vastaa 0,5 mV. (10 mm / mV ja 25 mm / s)

Kuva 1: Tyypillinen EKG -aaltomuoto.

EKG -ominaisuudet:

Ensimmäinen askel EKG -järjestelmän suunnittelussa sisältää signaalien tyyppien ymmärtämisen, jotka on hankittava. Elektrokardiogrammisignaali sisältää matalan amplitudjännitteen, joka on suuressa esijännityksessä ja kohinalla. Kuvio 2 esittää EKG -signaalin ominaisuudet. Järjestelmässä on korkea korvaus elektrodien tuottaman puolisolujännitteen vuoksi. AG / AGCL (hopea-hopeakloridi) on yleisin elektrodi elektrokardiogrammijärjestelmässä, ja sen suurin siirtymäjännite on +/- 300MV. Varsinainen odotettu signaali on +/- 0,5mV elektrodin siirtymässä. Lisäksi järjestelmä sulkee myös 50 /60 Hz: n kohinan sähkölinjasta yhteisen moodin signaalin muodostamiseksi. Voimajohdon melun amplitudi voi olla erittäin suuri ja se on suodatettava.

Kuva 2: Saatavan EKG -signaalin ominaisuudet.

EKG -hankinta

Analoginen käyttöliittymäkäsittely on tärkeä osa EKG-järjestelmää, koska sen on erotettava kohina ja haluttu signaali (amplitudi on pieni). Analoginen käyttöliittymän käsittelypiiri sisältää mittausvahvistimen signaalin vähentämiseksi normaalitilassa. Mittausvahvistin toimii kohdassa +/- 5V ja sitä käytetään yleensä tulojännitealueen lisäämiseen. Tällä mittausvahvistimella tulisi olla korkea syöttöimpedanssi, koska ihon impedanssi voi olla erittäin suuri. Elektrokardiogrammilaitteen signaalinkäsittelyyn tarvitaan op -vahvistin. EKG -hankintajärjestelmän signaaliketju sisältää mittausvahvistimia, suodattimia (jotka voidaan toteuttaa OP AMP: llä) ja ADC: t.