EKG -signalbehandling

Et elektrokardiogram (EKG) bruges til at fange reflektionen af ​​hjertets tilstand over en periode. Det er forbundet til huden gennem eksterne elektroder og omdannes til elektriske signaler til opsamling. Hver cellemembran dannet uden for hjertet har en tilknyttet ladning, der depolariseres under hvert hjerteslag. Det vises på huden i form af små elektriske signaler, som kan påvises og forstørres ved elektrokardiogram.

Allerede i 1900 opfandt Willem Einthoven det første praktiske elektrokardiogram. Systemet er voluminøst og kræver, at mange mennesker manipulerer det. Patienten skal placere sine arme og ben i en stor elektrode indeholdende elektrolyt. Dagens EKG -overvågningsudstyr er kompakt og let at bære, så patienter også kan bære det, når de går. En tolv-bly EKG til hjemmebrug kan bæres i en lomme.

EKG Grundlæggende:

Udtrykket "bly" på elektrokardiogrammet i denne artikel henviser til spændingsforskellen mellem de to elektroder, hvilket er forskellen, der er registreret af enheden. For eksempel er "bly_i" spændingen mellem venstre og højre armelektroder. Både lead_i og lead_ii henviser til lem -ledninger. V1-V6 henviser til brystledningen. EKG -sporing V1 er forskellen mellem VC1 -spændingen (spændingen på brystelektroden) og den gennemsnitlige spænding af bly_i, bly_ii og bly_iii. Et standard 12-bly EKG-system inkluderer otte reelle værdier og fire afledte værdier. Tabel 1 giver en kort beskrivelse af de forskellige blyspændinger (reelle og afledte).

Beregning af blynavn

Dette er en rigtig føring, der er vist i EKG -sporet.

Tabel 1: Ledningsnavne og EKG -optagelsessteder.

En typisk EKG -bølgeform er vist i figur 1. X -aksen repræsenterer tidsskalaen. Her svarer hvert gitter (5 mm) til 20 ms. Y -aksen viser amplituden af ​​det indfangede signal. Hver opdeling (5 mm) på Y -aksen svarer til 0,5 mV. (10 mm / mv og 25 mm / s)

Figur 1: Typisk EKG -bølgeform.

EKG Funktioner:

Det første trin i designet af et EKG -system inkluderer forståelse af de typer signaler, der skal erhverves. Elektrokardiogramsignalet inkluderer en lav amplitude-spænding, der er til stede i høj bias og støj. Figur 2 viser egenskaberne ved EKG -signalet. Der er en høj forskydning i systemet på grund af halvcellespændingen produceret af elektroderne. Ag / AgCl (sølv-sølvchlorid) er den mest almindelige elektrode i et elektrokardiogramsystem, og dets maksimale forskydningsspænding er +/- 300mV. Det faktiske forventede signal er +/- 0,5 mV overlejret på elektrodeforskydningen. Derudover vil systemet også lukke op på 50 / 60Hz -støjen fra kraftledningen for at danne et fælles tilstandssignal. Amplituden af ​​kraftlinjestøj kan være meget stor, og den skal filtreres.

Figur 2: Egenskaberne ved EKG -signalet, der skal opnås.

EKG -erhvervelse

Analog front-end-behandling er en vigtig del af EKG-systemet, fordi det skal skelne mellem støj og det ønskede signal (amplituden er lille). Den analoge front-end-behandlingskredsløb inkluderer en måleforstærker for at reducere signalet i normal tilstand. Måleforstærkeren fungerer på +/- 5V og bruges normalt til at øge indgangsspændingsområdet. Denne måleforstærker skal have en høj inputimpedans, fordi hudens impedans kan være meget stor. En op -amp er påkrævet til signalbehandling af elektrokardiogramindretningen. Signalkæden for EKG -erhvervelsessystemet inkluderer måleforstærkere, filtre (som kan implementeres af OP AMPS) og ADC'er.