Procesamiento de señales de ECG

Se utiliza un electrocardiograma (ECG) para capturar el reflejo de la condición del corazón durante un período de tiempo. Está conectado a la piel a través de electrodos externos y se convierte en señales eléctricas para la recolección. Cada membrana celular formada fuera del corazón tiene una carga asociada, que despolariza durante cada latido. Aparece en la piel en forma de pequeñas señales eléctricas, que pueden detectarse y agrandarse mediante electrocardiograma.

Ya en 1900, Willem Einthoven inventó el primer electrocardiograma práctico. El sistema es voluminoso y requiere que muchas personas lo manipulen. El paciente necesita colocar los brazos y las piernas en un electrodo grande que contiene electrolito. El equipo de monitoreo de ECG de hoy en día es compacto y fácil de transportar, para que los pacientes también puedan llevarlo cuando caminan. Se puede llevar un ECG de doce líderes para uso en el hogar en un bolsillo.

Conceptos básicos de ECG:

El término "plomo" en el electrocardiograma en este artículo se refiere a la diferencia de voltaje entre los dos electrodos, que es la diferencia registrada por el dispositivo. Por ejemplo, "Lead_i" es el voltaje entre los electrodos del brazo izquierdo y derecho. Tanto LED_I como Lead_ii se refieren a los cables de las extremidades. V1-V6 se refiere a los cables. El seguimiento de ECG V1 es la diferencia entre el voltaje VC1 (el voltaje del electrodo de tórax) y el voltaje promedio de LED_I, LED_II y LED_III. Un sistema ECG estándar de 12 derivaciones incluye ocho valores reales y cuatro valores derivados. La Tabla 1 ofrece una breve descripción de los diversos voltajes de plomo (reales y derivados).

Notas de cálculo del nombre del plomo

Este es un plomo real, que se muestra en la traza de ECG.

Tabla 1: Nombres de leads y ubicaciones de grabación de ECG.

En la Figura 1. El eje x representa la escala de tiempo. Aquí, cada cuadrícula (5 mm) corresponde a 20 ms. El eje Y muestra la amplitud de la señal capturada. Cada división (5 mm) en el eje Y corresponde a 0.5 mV. (10 mm / mv y 25 mm / s)

Figura 1: Forma de onda de ECG típica.

Características del ECG:

El primer paso en el diseño de un sistema ECG incluye comprender los tipos de señales que deben adquirirse. La señal del electrocardiograma incluye un voltaje de baja amplitud presente en altos sesgos y ruido. La Figura 2 muestra las características de la señal ECG. Hay un alto desplazamiento en el sistema debido al voltaje de media célula producida por los electrodos. AG / AGCL (cloruro de plata-silver) es el electrodo más común en un sistema de electrocardiograma, y ​​su voltaje de desplazamiento máximo es +/- 300mV. La señal esperada real se superpone +/- 0.5mV en el desplazamiento del electrodo. Además, el sistema también cerrará el ruido de 50 / 60Hz de la línea de alimentación para formar una señal de modo común. La amplitud del ruido de la línea de alimentación puede ser muy grande y debe filtrarse.

Figura 2: Las características de la señal de ECG a obtener.

Adquisición de ECG

El procesamiento de front-end analógico es una parte importante del sistema ECG porque necesita distinguir entre el ruido y la señal deseada (la amplitud es pequeña). El circuito de procesamiento de front-end analógico incluye un amplificador de medición para reducir la señal en modo normal. El amplificador de medición funciona a +/- 5V y generalmente se usa para aumentar el rango de voltaje de entrada. Este amplificador de medición debe tener una alta impedancia de entrada porque la impedancia de la piel puede ser muy grande. Se requiere un amplificador operacional para el procesamiento de señal del dispositivo de electrocardiograma. La cadena de señal del sistema de adquisición de ECG incluye amplificadores de medición, filtros (que pueden ser implementados por AMP OP) y ADC.