Сердечная мышца и электрокардиограмма

Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение

Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



p>

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭКС ДЛЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ.

Одна из возможных структур оцифровки и передачи ЭКС приведена на рис.1.

 

Усилитель

R fкв

L Регулятор АЦП

N

УУиПТС

 

ЦАП

 

 

 

Рис. 1.

 

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) переводит полученный и усиленный ЭКС в дискретную форму для ввода в устройство управления и передачи (УУиП). Дискретизированный сигнал после обработки его УУиП, на выходе которого может стоять обычная модемная схема, передается через телефонную сеть (ТС) на специальное устройство приема сигнала, либо на ЭВМ врача-диагноста.

Также обработанный УУиП сигнал подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для автоматического управления параметрами сигнала (амплитуды, смещения изолинии, центровки в динамическом диапазоне АЦП и т.д.).

Задача преобразования данных характеризуется рядом требований, выдвигаемых условиями применения схем АЦП и ЦАП:

  • выбором вида двоичной системы кодирования;
  • выбором частоты квантования (fкв) аналогового сигнала;
  • определением необходимого числа уровней квантования;
  • допустимыми ошибками преобразования;
  • выбором соответствующего вида АЦП и ЦАП;
  • фильтрацией сигнала на входе АЦП и выходе ЦАП;
  • оптимизацией схемных решений.

Специфическая форма ЭКС требует большого числа уровней квантования. Наиболее часто используется 256, 512 или 1024 уровня, соответствующие в обычном двоичном коде 8, 9 или 10 разрядам. Частота квантования определяет равноотстоящие отрезки времени, в которых непрерывный сигнал представляется в виде некоторых значений, зафиксированных в эти моменты времени

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.

Устройство управления и передачи может взаимодействовать с аналоговым сигналом через АЦП, задача которого состоит в преобразовании входного напряжения в пропорциональное ему число. Методы аналого-цифрового преобразования более разнообразны, чем цифро-аналогового. Объясняется это тем, что АЦП можно осуществить, используя целый ряд систем (параллельный, с двухтактным интегрированием, последовательного приближения и т.д.).

Рассмотрим принцип действия только преобразователя последовательного приближения, наиболее часто используемый в медицинских приборах, что объясняется простотой устройства, а также высокой скоростью и постоянным временем преобразования, не зависящим от амплитуды аналогового сигнала.

Аналоговый входной сигнал, аппроксимируется двоичным кодом с последующей проверкой каждого бита в этом коде до тех пор, пока не будет достигнуто наилучшее приближение. Значение аналогового сигнала в двоичном коде сохраняется в регистре последовательного приближения (РгПП). Поразрядно РгПП соединен с входным буферным устройством, обеспечивающим цифровой выход АЦП с необходимым уровнем выходного сигнала. Вся работа АЦП тактируется тактовым генератором. После N тактов сравнения Iвх и IЦАП на входе ЦАП получается N-разрядный двоичный код, который является эквивалентом аналогового сигнала. Преобразование происходит за N тактов, поэтому скорость формирования N-разрядного слова всегда одинакова. Установка РгПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производится по внешнему логическому сигналу. По окончании преобразования АЦП вырабатывает сигнал “Готовность данных”.

ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА

Предварительная цифровая фильтрация ЭКС предшествует алгоритмам, осуществляющим анализ сигнала и служит для выполнения преобразований сигнала, улучшающих условия работы и повышающих эффективность этих алгоритмов. В наиболее общем виде можно выделить три этапа фильтрации, решающие отдельные задачи предобработки ЭКС: фильтрация нижних частот, верхних частот и сетевой наводки.

Предполагается, что на вход алгоритма поступает смесь полезного сигнала с аддитивной помехой. Основная доля мощности ЭКС, снимаемого с использованием стандартной ЭКГ-аппаратуры, сосредоточена в полосе частот, не превышающих 50 Гц. О спектре помех, вообще говоря, нельзя высказать никаких определенных предположений, за исключением того, что он ограничен характеристиками аналогового тракта съема и усиления ЭКС, имеющего обычно полосу пропускания от 0,1 до 100 Гц.

В первую очередь наиболее целесообразно устранить сетевую наводку, сравнительно легко поддающуюся ослаблению с помощью режекторного фильтра. Далее с использованием ФНЧ осуществляется подавление высокочастотных помех. Эту процедуру можно также интерпретировать как ограничение спектра сигнала сверху, что в принципе дает возможность на последующих этапах обработки снизить частоту отсчетов по отношению к исходной за счет прореживания отсчетов. На последнем этапе предобработки с помощью ФВЧ выполняется высокочастотная фильтрация, которая позволяет практически полностью избавиться от постоянной составляющей и смещения изолинии от движения пациента и в значительной степени снизить амплитуду T-зубцов.

Сигнал, получаемый на выходе этой цепочки фильтров, представляет собой смесь полезного сигнала, в котором сохранены основные частотные составляющие, свойственные QRS-комплексам, и той части помех, спектр которой лежит в полосе пропускания результирующей частотной характеристики используемых фильтров. Дальнейшее устранение помех методами цифровой фильтрации не представляется возможным, так как это привело бы

s