Лабы / МалышевК.А._Лабы

Рисунок 5 – Лицевая сторона. Графики интерполированных сигналов без выбросов. Ручное удаление выбросов.

Наибольшее число выбросов находится на графике артериального давления. Однако в отличие от него на графике RR выбросов, удаленных вручную было больше.

Рисунок 6 – Лицевая сторона. Графики СПМ, ВСПМ, СПМ 2-го участка–СПМ

1-го участка для двух выбранных участков.

5

Рисунок 7 – Лицевая сторона. График «(ВСПМ 2-го уч.)–(ВСПМ 1-го уч.)».

Рисунок 8 – Лицевая сторона. Графики фазового сдвига для двух выбранных участков.

6

Вывод

В ходе лабораторной работы были исследованы вариабельности сердечного ритма и артериального давления.

Больше всего выбросов находится на графике артериального давления.

Однако в отличие от него на графике RR выбросов, удаленных вручную было больше.

Наибольшая мощность сердечного ритма первого фрагмента наблюдается при частотах в 0,002 и 0,005 Гц, а второго фрагмента при частотах 0,002, 0,025

и 0,038 Гц. Наибольшие мощности артериального давления первого фрагмента соответствуют частотам 0,002, 0,005, 0,015, 0,05, 0,058 Гц. Для второго фрагмента это 0,002, 0,019, 0,038 Гц.

Изменения спектра СПМ на втором участке можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1 – Анализ изменения спектра СПМ на втором участке.

Для сердечного ритма общие частоты ВСПМ для 1 участка RR и 1

участка АД являются 0,002, 0,02, 0,04 Гц. Аналогично для 2-х участков общие

частоты – 0,001, 0,0045 Гц.

7

Результаты анализа ВСПМ на втором участке занесены в таблицу 2:

Таблица 2 – Анализ изменения спектра ВСПМ на втором участке.

Наибольшие значения сдвигов фаз между сигналами сердечного ритма (1

участок) и АД (1 участок) наблюдались на частотах 0,17 Гц и 0,3 Гц.

Наибольшие значения сдвигов фаз между сигналами сердечного ритма (2

участок) и АД (2 участок) наблюдались на частоте 0,4 Гц.

8

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра БТС

ОТЧЕТ по лабораторной работе №6

по дисциплине «Управление в биотехнических системах» Тема: Исследование алгоритма обнаружения QRS – комплекса.

Вариант 2

Санкт-Петербург

2025

Цель работы.

Исследование алгоритмов формирования модельного сигнала ЭКГ и

обнаружения QRS-комплексов.

Задание на лабораторную работу.

●Создать программу для формирования модельного кардиосигнала.

●Создать программу обнаружения QRS-комплексов по сигналу ЭКГ.

●Исследовать алгоритмы формирования модельного сигнала ЭКГ и обнаружения QRS-комплексов.

Основные положения работы.

Электрокардиограмма (ЭКГ) – это запись колебаний разности потенциалов, возникающих на поверхности тела вследствие электрической активности сердца. На ЭКГ деполяризация предсердий регистрируется как P-

зубец, деполяризация желудочков – QRS-комплекс, реполяризация желудочков

– T-зубец (см. рис. 6.1). Общепринятыми единицами измерения напряжения в электрокардиографии являются «мВ», но в данной работе для удобства управления программами будут использоваться единицы измерения «мкВ».

В литературе (см. список литературы)

предложена модель для формирования морфологии кардиоцикла (ECGSYN), которая генерирует траекторию в трехмерном пространстве с координатами (x, y, z).

Квазипериодичность ЭКГ реализуется движением траектории по окружности единичного радиуса в горизонтальной

плоскости (x, y). Каждый оборот по этой окружности соответствует одному RR-

интервалу. Зубцы P, Q, R, S, T моделируются гауссовыми кривыми в вертикальном направлении по оси z. Положения зубцов определяются соответственно заданным углам (см. рис. 6.2).

2

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) моделируется путём создания модели сигнала, обладающей частотными свойствами, характерными для сигнала ВСР в норме (концентрация мощности в диапазонах частот VLF (0,003-

0,04 Гц), LF (0,04-0,15 Гц) и HF (0,15-0,4 Гц)). Последовательность RR-

интервалов, соответствующая рассчитанному сигналу, формируется с использованием концепции модели порождения сигнала сердечного ритма,

известной как IPFM (Integral Pulse Frequency Modulation, интегральная импульсно-частотная модуляция). Она заключается в следующем – с каждым новым отсчетом сигнала водителя ритма происходит накопление текущего значения RR-интервала. Как только накапливаемое значение достигает уровня сигнала, оно принимается за длительность текущего RR-интервала. Затем алгоритм переходит к следующей итерации.

3

Интерфейсные панели.

Рисунок 1 – Диаграмма создания программы для формирования модельного сигнала ЭКГ.

Рисунок 2 – Лицевая сторона. Сигнал ЭКГ.

4

Рисунок 3 – Лицевая сторона. ВСР.

Рисунок 4 – Лицевая сторона. Шумы.

Рисунок 5 – Лицевая сторона. Морфология PQRST.

5

Рисунок 6 – Диаграмма создание программы для обнаружения QRS-

комплексов.

Рисунок 7 – Лицевая сторона создания программы для обнаружения QRS-

комплексов.

Исследование алгоритма обнаружения QRS – комплекса.

Исследование детектора QRS-комплекса.

Графики двухмерного и трехмерного представлений PQRST-комплекса, а

также значения параметров морфологии зубцов кардиоцикла (амплитуда,

ширина и положение зубцов):

6