Приложение

1. Чтение в пакете Mathcad массива отсчетов сигнала, хранящегося в файле текстового формата

В меню программ, используемых в настоящем лабораторном практикуме, имеется возможность сохранять массивы отсчетных значений исследуемых сигналов в виде файлов текстового формата. В дальнейшем эти массивы, с целью последующей обработки и построения графиков, можно считывать в рабочую область различных приложений, например математических пакетов Mathcad или Matlab.

Приведем примеры, как можно воспроизвести сигнал в Mathcad, амплитуды которого содержатся в блокноте. Для файлов небольшого размера (например для последовательности кардиоинтервалов) можно воспользоваться командой READPRN с указанием пути к файлу и имени файла. Для записей объемом более 200 кБ целесообразно воспользоваться следующим приемом.

В меню Mathcad выберите Insert → Component. В открывшемся окне выберите из перечня File Read or Write → Read from a file. В обзоре укажите нужный файл. Готово.

Чтобы воспроизвести сигнал, нужно по вертикальной оси задать имя только что открытого файла (например, в программе Cardio А3 – сигнал с коррекцией дрейфа, А8 – эталонный кардиокомплекс), а по горизонтальной задать число отсчетов (число отсчетов зависит от частоты дискретизации рассматриваемых сигналов). Для удобства определения координат пользуйтесь маркировкой (Show Markers).

2. Методика анализа формы st-сегмента

2.1. Поиск координат st сегмента по эталонному кардиокомплексу

В разделе 1.1 предполагается, что поиск ведется по эталонному кардиокомплексу, представленному массивом А⁽⁸⁾. Эталонным комплексом будем называть кардиоцикл, полученный с помощью синхронного накопления кардиоциклов, находящихся в записанном массиве отсчетов кардиосигнала A⁽³⁾ (в массиве A⁽³⁾ уровень изолинии «привязан» к нулевому уровню).

Первоначальная зона поиска начала ST сегмента находится в интервале от G₁₂ до G₂₂. Поиск ведется перемещением окна шириной W₃ в заданных границах правее опорной точки [5] (см. рис.П.1). В качестве опорной точки взят элемент массива A⁽⁸⁾, соответствующий вершине R-зубца – n_R. Поиск ведется по эталонному кардиокомплексу, поэтому есть только одно значение вершины R-зубца и одно значение начала ST-сегмента. Ширина окна W₃ равна некоторому количеству отсчетов в кардиосигнале. Определим ширину окна поиска начала ST-сегмента и границы зон поиска как:

Рис. П.1. Поиск начала сегмента ST

; ; ; (2.1)

где = 20 мс; мс; мс; n_R – положение вершины R-зубца в эталонном кардиокомплексе; − частота дискретизации. За начальную координату левой границы окна выбрана точка G₁₂, отстоящая на 50 мс от вершины R-зубца. Это наиболее вероятное положение начала ST сегмента − b_ST.

Также выбор начальной координаты поиска обусловлен тем, что вершины зубца S может быть гладкой, и воспримется алгоритмом за сегмент ST. Поэтому зубец S необходимо исключить из области поиска.

Обозначим левую границу окна l=G₁₂, правую границу r=G₁₂+W₃. В окне происходит поиск максимального элемента и минимального элемента . Размах сравнивается с порогом D₃. Если размах в окне превышает заданный порог D₃, то окно перемещается вправо до положения, в котором . В этом положении левой границей окна будет , а правой − . Вариант такого поиска представлен на рис.П.1. Координата эталонного кардиосигнала в центре окна запоминается в качестве положения начала сегмента:

b_ST = . (2.2)

При этом порог , где – среднее значение амплитуд зубцов R в кардиосигнале, коэффициент =0.1 и задается при программной реализации алгоритма.

Если же условие гладкости выполняется уже в начальном положении окна (когда и ), тогда поиск начала ST-сегмента ведется “назад” от точки G₁₂ до точки G₁₁. При этом окно поиска смещается влево относительно точки G₁₂ до такого положения, при котором размах сигнала в окне превышает порог D₃. Тогда началом сегмента ST − b_ST считается координата центра окна в предыдущем его положении.

Крайнее левое положение окна при поиске начала ST-сегмента определяется так: , где t₁₁ = 22 мс.

Если точка b_ST не обнаружена, то принимается решение об отказе от анализа сегмента ST из-за высокого уровня шумов. Дальнейший анализ кардиосигнала не производится.

Номер элемента в массиве A⁽⁸⁾, соответствующий концу ST сегмента определяется по формуле:

, (2.3)

где – среднее значение RR-интервалов; b_ST - начало ST-сегмента; - частота дискретизации сигнала; t = 56 мс. Длительность и центр ST-сегмента определяются по формулам:

; (2.4)

где и – найденные значения начала и конца ST сегмента для усредненного кардиокомплекса.

Исходными данными при анализе отдельных кардиокомплексов являются:

• Массив значений начал ST-сегментов ;

• Массив значений середин ST-сегментов ;

• Массив значений концов ST-сегментов ;