up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله سيگنال هاي الکتروکارديوگرام PDF
QR code - سيگنال هاي الکتروکارديوگرام

سيگنال هاي الکتروکارديوگرام

روش هاي توليد سيگنال الکتروکارديوگرام ( ECG )

در سال هاي اخير توجه زيادي به توليد مصنوعي سيگنال هاي الکتروکارديوگرام(ECG) به کمک مدل هاي رياضي معطوف شده است . يکي از کاربردهاي مدل هاي ديناميکي که سيگنال هاي ECG مصنوعي توليد مي کند، ارزيابي آسان دستگاه هاي پردازش سيگنال تشخيصي ECGاست.
همچنين بايد مدل از توانايي لازم براي توليد سيگنال هاي ECG طبيعي و غير طبيعي برخوردار باشد.اختلاف پتانسيل ثبت شده بين دو الکترود که روي سطح پوست قرارداده شده اند، به الکتروکارديوگرام (ECG) سطحي معروف است . دي پلاريزاسيون ري پلاريزاسيون هاي دهليزي و بطني متوالي که در هر دوره قلبي اتفاق مي افتد قله و دره هايي در يک سيکل منفرد سيگنال ECG طبيعي ايجاد مي کند . اين قله ها و دره ها با حروف T,S,R,Q,P نام گذاري مي شوند.
تنوع ضربان ضربان در RR داخلي ، تنوع درمحدوده مقياس زماني از ثانيه تا روز است بعضي از اين تغييرات به خوبي قابل درک هستند و برگرفته از :
۱) حمله قلبي بين مکانيزم کنترل متفاوت فيزيولوژي از قبيل آريتمي سينوس تنفسي (RSA) و موج هاي مايراست.
۲) ميزان فعاليت فيزيکي و ذهني
۳) ريتم circadian
۴) اثرات مراحل مختلف خواب
انتشار ضربان قلب از گره سينوسي دهليزي به دهليزها و سپس به دسته دهليزي بطني هيس و سرانجام به بطن ها همراه با تغييرات پتانسيل الکتريکي است که مي توان آن را در فاصله اي دورتر از قلب ثبت کرد. منحني تغييرات الکتريکي قلب را الکتروکارديوگرام يا به اختصار ECG مي نامند .
سيستم اعصاب مرکزي (ANS) مسئول تنظيم کوتاه مدت فشار خون است . ANS، قسمتي از سيستم اعصاب مرکزي (CNS) است. ANS از دو زير سيستم سمپاتيک و پاراسمپاتيک استفاده مي کند. سيستم سمپاتيک در شرايط استرس فعال مي شود تا نرخ ضربان قلب را بالا ببرد . سيستم سمپاتيک مي تواند نرخ ضربان قلب را تا ۱۸۰ ضربان دردقيقه (bpm) بالا ببرد . فيبر هاي عصبي سمپاتيک تمام قلب از جمله گره سينوسي دهليزي ، گره دهليزي بطني ، مسير هاي هدايتي و عضلات دهليزي و بطني را تحت تاثير قرار مي دهد . با افزايش فعاليت سمپاتيک نرخ ضربان قلب و نيروي انقباضي افزايش مي يابد. به علاوه ميزان هدايت قلب افزايش و مدت انقباض آن کاهش مي يابد. در مقابل ، سيستم پاراسمپاتيک در زمان استراحت فعال مي شود و مي تواند نرخ ضربان قلب را تا bpm ۶۰ پايين بياورد. سيستم پاراسمپاتيک مسير هاي هدايت دهليزي بطني و عضلات دهليزي را تحت تأثير قرار مي دهد .
روش هاي مختلفي براي توليد سيگنال وجود دارد که مي توان به دو بخش عمده خطي و غير خطي تقسيم کرد.
چند نمونه از روش هاي غير خطي به صورت ذيل است:
۱) روش MC sharry
۲) شبکه عصبي
۳) IPFM
۴) مدل ديناميکي
۵) مدل zeeman
۶) مدل ترکيبي GCM
از روش هاي خطي نيز مي توان به روش هاي پارامتري مانند مدل هاي AR,ARMA, نام برد.
مدل McSharry يک سيکل جدي در فضاي سه بعدي (x,Y,Z) ايجاد مي کند به طوري که هر حرکت کامل روي آن متناظر با يک سيکل قلبي در نظر گرفته مي شود. تصوير مسير حرکت روي صفحه x y يک دايره است. تصوير اين حرکت روي محور z ، سيگنال ECG را فراهم مي کند.
در مدلIPFM از ورودي انتگرال گرفته مي شود تا هنگامي که حاصل انتگرال به سطح آستانه اي برابر TH برسد، در اين زمان پالسي به عنوان ضربان قلب مي شود. سطح آستانه Th را مي توان با يک توزيع تصادفي گوسي انتخاب کرد. ورودي انتگراتور مجموع دو سيگنال است . يکي m(t) که بيانگر فعاليت اعصاب سمپاتيک و پاراسمپاتيک است و ديگري که به عنوان يک ورودي داخلي براي گره SA در نظر گرفته مي شود. هنگامي که m(t) برابر صفر باشد ، پالس هاي توليد شده داراي فرکانس متناسب با خواهد بود. البته بايد توجه کرد که بايد همواره مثبت باشد. بلوک دياگرام مدل ارائه شده براي توليد HRV توسط IPFM به صورت روبه رواست.در مدل غير خطي از مبناي شبکه هاي عصبي براي توليد سيگنال الکتروکارديوگرام همراه با شبکه عصبي با توابع شعاعي (RBF) در يک مدل ديناميکي غير خطي که بر پايه مدل ديناميکي Mc Sharry و همکاران بنا شده است استفاده شده که ، روش مناسبي براي توليد مصنوعي سيگنال هاي الکتروکارديوگرام است.
درروش مدل zeeman يک مدل جبراني براي توليد سيگنال ECG مصنوعي مطرح شده است . اين مدل اثر آريتمي سينوسي تنفسي ، موج هاي ماير از همه مهم تر مولفه فرکانس پايين در طيف توان HRV را دخالت داده است . در مدل ، اثرات فعاليت هاي سمپاتيک و پاراسمپاتيک در مولفه هاي LF , HF , VLF در طيف توان HRV شامل مي شود . درروش توليد سيگنال ECG با استفاده از مدل ترکيبي گوسين (GCM) براي توليد الکترو کارديو گرام (ECG) مولد سيگنال ويژگي هاي مورفولوژي ECG را در اطراف نقاط اکسترمم بيان مي کند.
دو روش براي تعداد شناسه هاي گوسين وجود دارد:
۱) روش دستي :
اپراتور تعداد گوسين ها را در اين مدل پيشنهاد مي کند .
۲) روش اتوماتيک :
تعداد گوسين ها به طور اتوماتيک شناسايي شده و بر پايه خطاي نهايي مطلوب است.
در توليد ECG با استفاده از روش GCM بايد تطبيقي بين صحت و زمان اجرا شدن وجود داشته باشد. نتايج تطبيق در اين روش به تعداد گوسين ها بستگي دارد. HRV به عنوان يکي از مهم ترين راه ها براي در نظر گرفتن سيستم قلبي عروقي و کنترل آن است. HRV به ضربان ضربان نرخ قلب به عنوان استخراج از ضربان هاي پيوسته زمان داخلي ، RR داخلي و حدود مقدار ميانگين (HR RR) است.
طبقه بندي سري زماني يکي از مسائلي است که کاربرد وسيعي در زمينه هاي متنوع دارد و اخيراً مورد توجه بسياري از محققان بوده است. تحقيق هاي اخير برروي طبقه بندي داده هاي استخراجي از مدل هاي ARMA با استفاده از الگوريتم هاي K means و K medoids با فاصله اقليدسي بين پارامترهاي تخميني مدل، تمرکز شده است. در اين تحقيقات ثابت شده که طبقه بندي به وسيله ديتاي برش خورده، مزاياي زير را به دنبال خواهد داشت:
▪ اگر سري ها به اندازه کافي بزرگ باشد، طبقه بندي با برش دادن ديتاها صحت کمتر بارزي نسبت به طبقه بندي با ديتا هاي برش نخورده ندارد.
▪ فرم طبقه بندي به وسيله ديتاهاي برش خورده بهتر از زماني است که حداقل يک احتمال کوچکي از داده هاي پرت وجود داشته باشد.
▪ فضاي مهم و پيشرفت پيچيدگي زماني قابل دسترسي است.
▪ الگوريتم هاي پيشرفته براي گسسته يا ديتاهاي گروهي مورد استفاده قرار مي گيرد.
▪ طبقه بندي بر روي ديتاهاي Clipped شده به عنوان روش تشخيصي براي داده هاي پرت و شناسايي مدل هاي غير خاص به کار مي رود.

نام نويسنده : دکتر شيما طباطبايي مانيتورينگ جنين در منزل به منظور استخراج داده ها در طولاني مدت و با هزينه کمتر بسيار مناسب است. است . اين روش شامل پر ...

براساس گزارش سازمان جهاني بهداشت در سال ۲۰۰۷ ميلادي ۳۰ ۲ درصد از کل مرگها بر اثر بيماري هاي قلبي، عروقي بوده است که ۸۰ درصد آنها در کشورهاي کم درآمد و ...

الکترومايوگرافي (EMG) روشي تجربي در زمينه بسط، ثبت و آناليز سيگنالهاي الکتريکي عضله است. سيگنالهاي الکتريکي عضله بوسيله دگرگوني هاي فيزيولوژيکي در غشا ...

الکترومايوگرافي ( EMG ) مطالعه عملکرد عضله از طريق تحليل سيگنالهاي الکتريکي توليد شده حين انقباضات عضلاني است. EMG اغلب به طور نادرستي بوسيله پزشکان و ...

اگر بخواهيم به زبان ساده MRI را توصيف کنيم بايد در مرحله اول از حرکت اسپيني پرتون ها آغازکنيم. هر پروتون داراي حرکت چرخشي، حول محور خود است که با توجه ...

كاشت حلزون چيست ؟ عمل كاشت حلزون چگونه عملي است و عوامل خطر كدامند؟ شرايط كانديد شدن براي عمل كاشت حلزون چيست؟ ميزان سودمندي عمل كاشت حلزون چه اندازه ...

پمترکسد و نگاهي جديد به درمان NSCLC و نياز به بازنگري مطالعات باليني در چند دهه اخير، به علت تغيير در اپيدميولوژي و افزايش تعداد عوامل شيمي درماني هدف ...

ارتباط موجود ميان ديابت مليتوس و دمانس قابل انکار نيست، به طوري که بسياري مطالعات به اين نتيجه رسيده اند که خطر زوال شناختي و دمانس [شامل بيماري آلزاي ...

دانلود نسخه PDF - سيگنال هاي الکتروکارديوگرام