Ю.А. Булгаков1, А.А. Михеев2

1,2 ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина» (г. Рязань, Россия)

1 yura.bulgakov.00@gmail.com, 2 maa0312@yandex.ru

Постановка проблемы. При автоматическом анализе электрокардиосигнала для адекватной оценки его амплитудных параметров необходимо обеспечить отсутствие в сигнале дрейфа изолинии. Непосредственное удаление дрейфа изолинии с помощью фильтра верхних частот приводит к искажению формы и амплитудных параметров элементов электрокардиосигнала. При выделении дрейфа изолинии на основе интерполяции отсчетов на PQ-сегменте частота выделяемого сигнала дрейфа изолинии даже теоретически не может превышать половину частоты сердечных сокращений, а реально на порядок меньше.

Цель. Разработать устройство формирования сложных дискретных выборок электрокардиосигнала, обеспечивающих выделение без потери информативных составляющих электрокардиосигнала дрейфа изолинии с частотным диапазоном, сравнимым с частотой сердечных сокращений, в условиях непостоянства частоты дискретизации, обусловленной вариабельностью сердечного ритма.

Результаты. Обоснована возможность расширения частотного диапазона сигнала дрейфа изолинии, выделяемого из электрокардиосигнала на основе преобразования в режиме реального времени отсчетов дрейфа изолинии, взятых на ТР-интервале, в сложные дискретные выборки. При формировании сложных дискретных выборок учтено непостоянство периода дискретизации, обусловленное вариабельностью сердечного ритма. Предложено устройство формирования сложных дискретных выборок сигнала дрейфа изолинии, позволяющее выделить дрейф изолинии с расширенным частотным диапазоном без потери информативных составляющих электрокардиосигнала.

Практическая значимость. Разработанное устройство может быть использовано как непосредственно в составе мобильных электрокардиографов, предназначенных для контроля электрокардиограммы человека в условиях его повседневной деятельности, так и в аппаратуре обработки суточных электрокардиограмм перед анализом их параметров.

Булгаков Ю.А., Михеев А.А. Формирование сложных дискретных выборок для устройств выделения дрейфа изолинии электрокардиосигнала // Биомедицинская радиоэлектроника. 2024. T. 27. № 4. С. 63-71. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202404-09

1. Дроздов Д.В. Технические и методические аспекты регистрации биопотенциалов: выбор электродов // Функциональная диагностика. 2010. № 3. С. 6–11.
2. Барановский А.Л., Калиниченко А.Н., Манило Л.А. и др. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.Л. Барановского и А.П. Немирко. М.: Радио и связь. 1993. 248 с.
3. Рангайян Р.М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход: пер. с англ. / Под ред. А.П. Немирко. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2007. 440 с.
4. Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. М.: Советское радио. 1976. 368 с.
5. Патент № 2251968 (РФ), MПK A61B5/0402. Способ устранения дрейфа изолинии электрокардиосигнала и устройство для его осуществления / А.А. Михеев, Г.И. Нечаев. Опубл. 20.05.2005. Бюл. №14. Заявитель и патентообладатель РГРТА. 18 с.
6. Мельник О.В., Михеев А.А., Нечаев Г.И. Выделение дрейфа изолинии электрокардиосигнала // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. № 1-2. С. 26–30.
7. Карасёв В.В., Михеев А.А., Нечаев Г.И. Измерительные системы для вращающихся узлов и механизмов. М.: Энергоатомиздат. 1996. 176 с.
8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. Иваново: ИГМА. 2000. 200 с.
9. Bailon R., Orini M., Laguna P. et al. The Integral Pulse Frequency Modulation Model with Nime-Varying Threshold: Application to Heart Rate Variability Analysis During Exercise Stress Testing // IEEE Tranactions Biomedical Engineering. 2011. V. 58. № 3. Р. 642–652.
10. Булгаков Ю.А, Витязева Т.А., Михеев А.А. Сложные дискретные отсчеты в задачах обработки электрокардиосигнала // Биомедицинская радиоэлектроника. 2021. Т. 24. № 4. С. 76–82.
11. Борисов Ю.П., Пенин П.И. Основы многоканальной передачи информации. М.: Связь. 1967. 436 с.
12. Bulgakov Yu., Vitiazeva T., Mikheev A. Formation of Complex Discrete Samples of Measuring Signals with a Sampling Period Variability // 11th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO – 2022) Proceedings. Budva, Montenegro.IEEE Catalog Number: CFP2239T-USB. Р. 275–278.
13. Bulgakov Yu., Vitiazeva T., Mikheev A. Research of the Spectrum of a Complex Discrete Samples with Sample Rate Variability // 10th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO – 2021) Proceedings. Budva, Montenegro.IEEE Catalog Number: CFP2039T-ART. Р. 323–326.
14. Патент № 2387367 (РФ), МПК А61 В 5/02. А61 В 5/0452. Способ выявления кардиокомплекса и устройство для его осуществления / П.А. Блинов, А.А. Михеев. № 2008148439: заявл. 08.12.2008: опубликовано 27.04.2010, Бюл. № 12. Заявитель РГРТУ. 8 с.
15. Патент № 2810949 (РФ), МПК H04L 27/02, А61В 5/024. Способ формирования дискретных отсчетов измерительных сигналов и устройство для его осуществления / Ю.А. Булгаков, А.А. Михеев. № 2023102551: заявл. 03.02.2023: опубл. 09.01.2024, Бюл. № 1; заявитель РГРТУ. 29 с.