Формирование сложных дискретных отсчетов дрейфа изолинии электрокардиосигнала в режиме реального времени в условиях вариабельности периода дискретизации

Постановка проблемы. Предварительная обработка электрокардиосигнала (ЭКС) предполагает устранение дрейфа изолинии для исключения ее влияния на амплитудные параметры элементов ЭКС. В ряде случаев максимальная частота составляющих в спектре сигнала дрейфа изолинии может быть сопоставима с частотой сердечных сокращений (ЧСС), которая является и частотой дискретизации сигнала дрейфа изолинии. В этом случае эффективным приемом выделения сигнала дрейфа изолинии является преобразование его дискретных отсчетов, взятых на ТР-интервале, в сложные дискретные отсчеты (СДО). При этом за счет подавления в спектре СДО составляющих спектральных зон, начиная с первой, при оставленной нулевой спектральной зоне (где содержатся составляющие дрейфа изолинии) возможно с помощью фильтра нижних частот выделение сигнала дрейфа изолинии, максимальная частота которого сравнима с ЧСС. Однако, в силу того, что частота дискретизации сигнала дрейфа изолинии определяется ЧСС, которой физиологически присуща вариабельность, нарушаются условия подавления выбранных спектральных зон; спектральные составляющие этих зон становятся отличными от нуля. Таким образом, выделяемый фильтром нижних частот сигнал дрейфа изолинии будет искажен этими составляющими.

Цель работы – разработка алгоритмов формирования СДО сигнала дрейфа изолинии при наличии вариабельности периода дискретизации и реализующих их технических средств, обеспечивающих выделение в режиме реального времени дрейфа изолинии с расширенным частотным диапазоном при сохранении амплитудно-временны́х параметров всех элементов исходного ЭКС.

Результаты. На основе анализа условия подавления в спектре СДО составляющих выбранной спектральной зоны предложено изменять временны́е сдвиги дополнительных отсчетов относительно основного пропорционально значению периода дискретизации, который определяется длительностью текущего цикла сердечных сокращений. При этом в каждом цикле сердечных сокращений сохраняется постоянство отношения временно́го сдвига дополнительных отсчетов сигнала дрейфа изолинии к периоду дискретизации, и условие подавления составляющих выбранной спектральной зоны не нарушается. Разработан алгоритм формирования СДО ЭКС на ТР-интервале при наличии вариабельности периода дискретизации, обеспечивающий выделение сигнала дрейфа изолинии с расширенным частотным диапазоном. Разработана программа для микроконтроллера, реализующая алгоритм формирования СДО в режиме реального времени.

Практическая значимость. Предложенные алгоритмы и программные средства позволяют формировать СДО сигнала дрейфа изолинии в режиме реального времени в условиях вариабельности периода дискретизации, что обеспечивает более точное выделение сигнала дрейфа изолинии с расширенным частотным диапазоном.