Acquisition et analyse d'un signal ECG (électrocardiographie)

1. Acquisition d'un signal ECG

1. Ajustez la tension des sources à 5 V et -5 V et connectez-les en série.
2. Construire le circuit indiqué dans la figure 4. Calculez les valeurs des résistances et des condensateurs. Pour le filtre à passage élevé, la fréquence de coupure doit être de 0,5 Hz. La valeur du condensateur doit être choisie à partir du tableau ci-dessous (selon la disponibilité).

Valeurs du condensateur disponibles (F )
0.001	1	100
0.022	2.2	220
0.047	4.7	470
0.01	10	1000
0.1	47	2200

3. Placez les électrodes sur le bras droit, le bras gauche et la jambe droite (c'est la référence) du patient, et connectez-les au circuit.
4. Utilisez l'oscilloscope pour afficher le signal ECG (V_o). Appuyez sur L'ensemble automatique et ajustez les échelles horizontales et verticales au besoin. Vous devriez être en mesure de voir les pics R malgré le bruit dans le signal.

2. Affichage du signal ECG à l'aide d'un logiciel d'instrumentation

1. Dans cette démonstration, nous avons utilisé LabVIEW. Écrivez un programme qui affiche le signal ECG à l'aide d'une interface graphique pour configurer des mesures et un graphique de forme d'onde. Une fois qu'une entrée analogique a été sélectionnée, configurez le programme avec les paramètres suivants :

• Gamme d'entrée de signal 'gt; Max '0.5; Min -0,5
• Configuration du terminal
• Mode d'acquisition en continu
• Échantillons à lire en 2000
• Taux d'échantillonnage 1000

2. Acquérez le signal ECG et observez la forme d'onde. Vous verrez un signal similaire à la figure 1.
3. Ajuster l'échelle de l'axe X pour afficher le temps en quelques secondes.
4. Il est souvent nécessaire dans l'instrumentation d'amplifier le signal d'intérêt à une amplitude spécifique. Créez un contrôle de gain et configurez-le de sorte que l'amplitude de l'ECG soit 2 Vp.

3. Analyse du signal ECG

Dans cette section, un signal ECG sera filtré et analysé pour déterminer la fréquence cardiaque. Le diagramme de bloc suivant montre les composants du programme.

1. Utilisez un graphique de forme d'onde pour afficher le signal.
2. Évaluer le spectre du signal à l'aide du sous-vi d'Amplitude et du spectre de phase (dans le traitement du signal et spectral) et afficher son ampleur à l'aide d'un graphique de forme d'onde. L'axe horizontal correspond à la fréquence. Il est discret parce que l'ordinateur utilise un algorithme Fast Fourier Transform (FFT) pour calculer le spectre du signal. La fréquence va de k 0 à k (N-1)/2, où N est la longueur de la séquence, dans ce cas 4000. Pour calculer la fréquence analogique correspondante, utilisez la formule suivante :
   
   où fs est la fréquence d'échantillonnage. Notez que la majeure partie de l'énergie du signal est dans la gamme de basse fréquence et aussi qu'il ya un pic de haute intensité dans la gamme de fréquence moyenne. Calculez la fréquence de ce pic à l'aide de la formule ci-dessus.
3. Implémenter un filtre à faible passage à l'aide des fonctions Butterworth of Chebyshev. Choisissez une fréquence de coupure égale à 100 Hz. Assurez-vous que le filtre fournit une atténuation d'au moins -60 dB/décennie dans le bandeau.
4. Connectez le signal de sortie de la lecture de la feuille de calcul subvi à l'entrée du filtre à faible passage.
5. Implémenter un filtre à bande stop à l'aide des fonctions Butterworth ou Chebyshev. L'objectif est de réduire les 60 Hz interférence sans modifier les autres fréquences. Essayez les fréquences limites proches de 60 Hz.
6. Connectez la sortie du filtre lowpass à l'entrée du filtre à bande d'arrêt.
7. Trouver les pics à l'aide du détecteur de pic subvi (il est situé dans le traitement du signal - Opération Sig). Pour le seuil, regardez l'amplitude du signal et choisissez la valeur la plus appropriée.
8. Extraire l'emplacement des pics à l'aide du sous-vi de tableau d'index (dans Programmation et tableau).
9. Soustrayez la position inférieure de la position supérieure, puis, multipliez par la période d'échantillonnage T 1/fs pour obtenir l'intervalle RR.
10. Calculez les unités réciproques et ajustez et placez un indicateur pour afficher le BPM.