Filtracja Sygnału EKG
- Szczegóły
Czynność elektryczna serca znana jest od połowy XIX wieku, jednakże za początek narodzin elektrokardiografii uznaje się rok 1903, kiedy to W. Einthoven dokonał pomiaru czynności elektrycznej serca z powierzchni ciała. Aparat do rejestracji czynności elektrycznej serca skonstruowany został przez W. Einthovena.
Serce posiada specjalny, wzbudzany samoczynnie układ, który generuje i przewodzi bodźce elektryczne. Następstwem działania tego układu jest rytmiczna praca serca o częstości od 70 do 180 cykli na minutę (częstość ta ulega zmianom pod wpływem czynników biochemicznych, powstałych np.
W przybliżeniu, sygnał stymulujący pracę serca rozchodzi się z jego prawej górnej części w kierunku dolnym i na lewą stronę. Elektroda rejestrująca sygnał EKG zbiera czynność elektryczną wszystkich komórek serca, a zatem zarówno komórek wchodzących w skład układu generującego i przewodzącego impulsy elektryczne oraz kurczących się pod wpływem impulsów sterujących mięśni, które kurcząc się, również wytwarzają sygnał elektryczny. Na skutek pobudzania kolejnych partii mięśnia sercowego, powstaje charakterystyczny kształt sygnału EKG.
Elektrody pomiarowe połączone do aparatury rejestrujących nazywamy odprowadzeniami. W konwencjonalnej elektroencefalografii stosuje się 12 tzw.
Trzy odprowadzenia kończynowe biegunowe, zaproponowane jeszcze przez Einthoven i oznaczane rzymskimi cyframi I, II i III. Elektrody w tym systemie umieszcza się prawej (R) (ang. right) i lewej (L) (ang. left) kończynie górnej (najczęściej w okolicy nadgarstka, czasem ramieniu lub czy barku) oraz lewej nodze w okolicy stopy (F) (ang. foot). Elektrodę umieszczaną na prawym nadgarstku oznacza się kolorem czerwonym, na lewym żółtym, na lewej kostce zielonym. Elektrodę masy umieszcza się zwykle na lewej kostce (choć teoretycznie można ją aplikować gdziekolwiek) i jest ona oznaczona kolorem czarnym. który nazywany jest prawem Einthovena.
Przeczytaj także: Zasada Działania Filtracji Ortogonalnej
Trzy odprowadzenia jednobiegunowe Goldberga. Sześć odprowadzeń jednobiegunowych Wilsona. W przypadku warto zapoznać się z z historią tych odprowadzeń. Jak widzimy, jako elektrodę odniesienia wybrał on średnie napięcie rejestrowane przez elektrody. Niestety, sygnały prezentowane w tym systemie miały małą amplitudę, w związku z czym tego rodzaju odprowadzenia nie stosowano w praktyce.
Z systemu zaproponowanego przez Wilsona wywodzi się jednak system odniesień Goldberga, który zauważył, że napięcie na trzeciej kończynie można zwiększyć o 50% jeśli do wyznaczenia napięcia odniesienia zastosuje się dwie, a nie trzy elektrody.
Metoda wyznaczania potencjału odniesienia zaproponowana przez Wilsona znalazła jednak zastosowanie przy mierzeniu czynności elektrycznej serca mierzonej z powierzchni klatki piersiowej. W tym celu elektrody umieszcza się w pewnych ustalonych miejscach, zaś odprowadzenia oznacza się symbolami [math]V_1, V_2, \dots, V_6[/math]. Odniesieniem w tym przypadku jest średni sygnał rejestrowany na kończynach górnych i lewej stopie.
Artykuł przedstawia wyniki prac w zakresie eliminacji zakłóceń z sygnału elektrokardiograficznego (EKG). Zakłócenia te charakteryzują się zmiennością zarówno w czasie jak i w częstotliwości. Dodatkowo własności widmowe pokrywają się z własnościami użytecznego sygnału pomiarowego. Fakt ten jest bardzo niepożądany w aspekcie skutecznej analizy i diagnostyki sygnałów EKG.
Dyskusja dotyczy stworzenia filtru środkowo-zaporowego (notch) w Octave do eliminacji zakłóceń sieciowych o częstotliwości około 50 Hz w sygnale EKG. Dyskusja dotyczy konstrukcji Filtru Lynna do eliminacji zakłóceń sieciowych o częstotliwości 50 Hz w sygnale EKG próbkowanym z częstotliwością 500 Hz. Projekt dotyczy filtracji sygnału EKG oraz analizy odcinka ST w środowisku Octave/Matlab. Sygnał EKG pochodzi z pliku tekstowego i jest zaszumiony zakłóceniami sieciowymi o częstotliwości 50 Hz oraz szumem odmięśniowym.
Przeczytaj także: O Filtracji Sygnałów Pomiarowych
W dyskusji na temat konstruowania aparatu EKG poruszono kwestię zastosowania filtrów izolinii 0.125Hz i 1.5Hz. Filtry te służą do eliminacji zakłóceń niskoczęstotliwościowych, co pozwala na uzyskanie czystszych sygnałów EKG. Umożliwiają one lepszą analizę i diagnostykę sygnałów EKG.
Przeczytaj także: Biblioteki Pythona do Filtracji Sygnałów
tags: #filtracja #sygnału #EKG
