ECG (심전도) 신호 수집 및 분석

1. 심전도 신호 획득

1. 소스의 전압을 +5 V 및 -5 V로 조정하고 연재하여 연결합니다.
2. 그림 4에표시된 회로를 빌드합니다. 저항기와 커패시터의 값을 계산합니다. 하이 패스 필터의 경우 컷오프 주파수는 0.5Hz여야 합니다. 커패시터 값은 아래 표에서 선택해야 합니다(가용성에 따라).

사용 가능한 커패시터 값(μF)
0.001	1	100
0.022	2.2	220
0.047	4.7	470
0.01	10	1000
0.1	47	2200

3. 환자의 오른팔, 왼팔 및 오른쪽 다리(참조)에 전극을 놓고 회로에 연결합니다.
4. 진동을 사용하여 심전도 신호(V_o)를봅니다. 자동 설정을 누르고 필요에 따라 수평 및 수직 스케일을 조정합니다. 신호의 소음에도 불구하고 R 피크를 볼 수 있어야 합니다.

2. 계측 소프트웨어를 사용하여 심전도 신호를 표시

1. 이 데모에서는 LabVIEW를 사용했습니다. 측정 및 파형 그래프를 구성하기 위한 그래픽 인터페이스를 사용하여 ECG 신호를 표시하는 프로그램을 작성합니다. 아날로그 입력을 선택한 후 다음 설정으로 프로그램을 구성합니다.

• 신호 입력 범위 >> 최대 = 0.5; 최소 = -0.5
• 단말 구성 >> RSE
• 연속 >> 획득 모드
• 읽을 샘플 = 2000
• 샘플링 속도 = 1000

2. 심전도 신호를 획득하고 파형을 관찰합니다. 그림 1과유사한 신호가 표시됩니다.
3. x축의 배율을 조정하여 몇 초 만에 시간을 표시합니다.
4. 관심 신호를 특정 진폭으로 증폭시키는 계측에 종종 필요합니다. 게인 컨트롤을 만들고 ECG의 진폭이 2 Vp되도록 설정합니다.

3. 심전도 신호 분석

이 섹션에서는 심박수를 결정하기 위해 심전도 신호를 필터링하고 분석합니다. 다음 블록 다이어그램은 프로그램의 구성 요소를 보여 주어 있습니다.

1. 파형 그래프를 사용하여 신호를 표시합니다.
2. 진폭 및 위상 스펙트럼 서브비(스펙트럼 → 스펙트럼)를 사용하여 신호스펙트럼을 평가하고 파형 그래프를 사용하여 그 크기를 표시합니다. 가로 축은 주파수에 해당합니다. 컴퓨터가 빠른 푸리에 변환 (FFT) 알고리즘을 사용하여 신호의 스펙트럼을 계산하기 때문에 이산입니다. 주파수는 k = 0에서 k = (N-1)/2로, N은 시퀀스의 길이인 경우 이 경우 4000입니다. 해당 아날로그 주파수를 계산하려면 다음 수식을 사용합니다.
   
   여기서 f는 샘플링 주파수입니다. 신호의 에너지의 대부분은 저주파 범위에 있으며 또한 중간 주파수 범위에서 고강도의 피크가 있다는 것을 유의하십시오. 위에 제공된 수식을 사용하여 해당 피크의 빈도를 계산합니다.
3. 체비셰프 기능의 버터워스를 사용하여 로우 패스 필터를 구현합니다. 100Hz와 동일한 컷오프 주파수를 선택합니다. 필터가 스톱밴드에서 최소 -60dB/10년의 감쇠를 제공하는지 확인합니다.
4. 스프레드시트 서브비에서 로우패스 필터의 입력에 읽기의 출력 신호를 연결합니다.
5. 버터워스 또는 체비셰프 기능을 사용하여 스톱 밴드 필터를 구현합니다. 목표는 다른 주파수를 수정하지 않고 60Hz 간섭을 줄이는 것입니다. 60Hz에 가까운 국경 주파수를 사용해 보십시오.
6. 로우패스 필터의 출력을 스톱밴드 필터의 입력에 연결합니다.
7. 피크 검출기 서브바이를 사용하여 피크를 찾습니다(시그 작동 → 신호 처리에 위치). 임계값의 경우 신호의 진폭을 살펴보고 가장 적합한 값을 선택합니다.
8. 인덱스 배열 subvi(프로그래밍 → 배열)를 사용하여 피크의 위치를 추출합니다.
9. 더 높은 위치에서 낮은 위치를 빼고 샘플링 기간 T = 1/fs를 곱하여 RR 간격을 얻습니다.
10. 상호를 계산하고 단위를 조정하고 BPM을 표시하기 위해 표시기를 배치합니다.