Использование эвм при анализе (расшифровке) электрокардиограмм

По теории Фурье электрокардиограмму можно представить как сумму гармонических колебаний с соответствующими амплитудами и частотами (гармонический спектр электрокардиограммы).

При изменении характера ЭКГ изменяется и ее гармонический спектр. С помощью специальных программ для ЭВМ электрические сигналы с отведений (на практике в стационарах используются многоканальные ЭКГ, которые одновременно регистрируют сигналы с нескольких отведений) подаются на компьютер. После расшифровки ЭКГ компьютер показывает параметры электрокардиограммы и с какой-то вероятностью предлагает диагнозы заболеваний сердца.

Наиболее эффективна ЭВМ при расшифровке ЭКГ, записанных на магнитный носитель (дискета, диск) при длительной (час, сутки и т.п.) регистрации ЭКГ.

Но во всех случаях окончательный диагноз ставит врач.

Некоторые методы снижения уровня помех при записи экг

1. ЭКГ желательно устанавливать на большом расстоянии от источников электромагнитных полей (от физиотерапевтических аппаратов, от высоковольтных линий электропередач, от троллейбусных линий, от проводов электропроводки и т.д.).

2. ЭКГ заземляется.

3. Обеспечивается хороший контакт электродов с телом человека.

4. Пациент во время записи должен расслабить мышцы, успокоиться.

5. Электрокардиограф должен обеспечивать высокий уровень подавления синфазных помех (помех в одинаковой фазе). Рассмотрим это положение более подробно.

Подавления синфазных помех электрокардиографом

При записи ЭКГ на человеке, на проводах, соединяющих электроды с входом ЭКГ, как на приемных антеннах наводятся сигналы от внешних электромагнитных полей, которые по величине могут значительно превосходить сигналы от отведений. Запись ЭКГ обычным способом из-за помех, как правило, невозможна.

Помехи на близко расположенных проводах от электродов практически одинаковы (по величине и по фазе). Для подавления таких синфазных помех при записи ЭКГ используются в электрокардиографии, электроэнцефалографии и т.д. так называемые дифференциальные усилители (ДУ), которые имеют 2 входа U_вх1 и U_вх2 (рис.4) и усиливают разность входных сигналов, т.е. на выходе ДУ получают:

U_{вых ДУ} = К_ДУ (U_вх1 - U_вх2),

где К_ДУ – коэффициент усиления ДУ по напряжению. А поэтому при записи ЭКГ от одного отведения необходимо 3 провода. При записи ЭКГ, например с I-го отведения на вход ДУ подаются U_вх1 (ПР - ПН) и U_вх2 (ЛР - ПН) – рис.4.

Рис. 4.

Дифференциальный усилитель

Сигналы U_вх1 и U_вх2 противофазные – рис. 5а.

Общий входной сигнал U_вх=U_вх1-U_вх2 в результате будет суммироваться рис.5б, а синфазные помехи U_{вх1 помех} и U_{вх2 помех} показаны, например, на рис.6 будут вычитаться, в результате при идеальном ДУ

U_{вых помехи} = К_ДУ(U_{вх1 помех} - U_{вх2 помех}) = 0

б

Рис. 5.

Противофазные входные сигналы экг - рис.5а Выходной усиленный сигнал экг – рис.5б

Реально в электрокардиографах полезный сигнал должен усиливаться не менее как в 10000 раз больше, чем синфазная помеха.

Степень подавления синфазных помех ЭКГ характеризуется коэффициентом подавления синфазных помех М_сф=К_ДУ/К_{ДУ помех}, показывающим во сколько раз ДУ усиливает больше полезный сигнал, чем синфазную помеху.

Для ЭКГ необходимо обеспечить значение величины М_сф  10000.

Рис. 6.