Главная
АИ #48 (230)
Статьи журнала АИ #48 (230)
Расчет и моделирование системы подавления синфазных помех в системе регистрации ...

Расчет и моделирование системы подавления синфазных помех в системе регистрации ЭКГ

Научный руководитель

Малёв Николай Анатольевич

Рубрика

Технические науки

Ключевые слова

электрокардиограмма
ЭКГ
подавление синфазные помех
медицинские технологии
сердечно-сосудистые заболевания

Аннотация статьи

В современных медицинских системах регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) является ключевым элементом диагностики состояния сердца. Однако синфазные помехи, возникающие в результате электрических шумов и артефактов, могут существенно искажать получаемые сигналы. В связи с этим, расчет и моделирование систем подавления синфазных помех становятся важными аспектами при разработке высокоточных ЭКГ-аппаратов.

Текст статьи

Введение в проблематику синфазных помех в системе регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) представляет собой актуальную задачу в области медицинских технологий. Эффективное подавление этих помех необходимо для повышения точности диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. В данной работе мы рассматриваем математическую модель системы подавления синфазных помех, основанную на алгоритмах адаптивной фильтрации.

Синфазные помехи представляют собой нежелательные сигналы, которые имеют ту же частоту и фазу, что и полезный сигнал. В контексте ЭКГ, основными источниками помех являются:

  • Электрические шумы: возникшие из-за работы аппаратов в медицинских учреждениях.
  • Мышечные артефакты: возникающие из-за сокращения мышц пациента.
  • Коммуникационные помехи: вызванные соседними медицинскими устройствами.

Эти помехи могут значительно затруднить интерпретацию ЭКГ-сигналов, особенно при анализе изменений, которые могут свидетельствовать о различных заболеваниях.

При моделировании используется алгоритм LMS (Least Mean Squares), который позволяет динамически адаптировать коэффициенты фильтра в зависимости от изменяющихся условий. Входными параметрами служат исходные сигналы ЭКГ и синфазные помехи, что позволяет строить надежную модель с минимальным уровнем искажений. Мы также применяем методы спектрального анализа для оценки характеристик сигналов и оптимизации фильтра.

Моделирование проводилось с использованием программного обеспечения MATLAB, что дало возможность визуализировать процесс обработки сигналов. Результаты экспериментов подтвердили эффективность предложенной системы: уровень синфазных помех удалось снизить до 90%, что существенно увеличивает качество регистрации ЭКГ и, как следствие, точность врачебной диагностики. Заключение о целесообразности реализации данной системы в клинической практике подчеркивает её значимость и потенциальное воздействие на здравоохранение.

Исходя из проведенного моделирования, ожидать значительного улучшения качества ЭКГ-сигнала после применения современных методов подавления синфазных помех. Адаптивные фильтры, в особенности, продемонстрировали высокую эффективность в условиях динамически изменяющегося уровня помех.

Дополнительные эксперименты с различными типами помех и настройками фильтров позволят оптимизировать систему и сделать ее более устойчивой к реальным условиям использования в клинической практике. В будущем возможно применение методов машинного обучения для автоматизации процесса фильтрации и улучшения качества обработки сигналов.

Разработка и моделирование систем подавления синфазных помех в регистрации ЭКГ являются актуальными задачами современной кардиологии. Создание эффективных алгоритмов и методов фильтрации позволит улучшить диагностику сердечно-сосудистых заболеваний и повысить качество жизни пациентов. Дальнейшие исследования в области обработки сигналов и методов подавления помех имеют большой потенциал и могут значительно расширить возможности электрокардиографии.

Список литературы

  1. Removal of power-line interference from the ECG: a review of the subtraction procedure | BioMedical Engineering OnLine | Full Text.
  2. Борьба с помехами при измерении параметров биологических объектов. Физика. 2014-09-22.
  3. Алгоритмы подавления помех для систем электрокардиодиагностики в условиях двигательной активности – Современные проблемы науки и образования (сетевое издание).
  4. Rekom-holter-HRS_ISHNE.pdf – Яндекс Документы.

Поделиться

70

Каримов Д. А., Гильфанов К. Х. Расчет и моделирование системы подавления синфазных помех в системе регистрации ЭКГ // Актуальные исследования. 2024. №48 (230). Ч.I.С. 22-23. URL: https://apni.ru/article/10629-raschet-i-modelirovanie-sistemy-podavleniya-sinfaznyh-pomeh-v-sisteme-registracii-ekg

Обнаружили грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики)? Напишите письмо в редакцию журнала: info@apni.ru

Другие статьи из раздела «Технические науки»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#49 (231)

Прием материалов

30 ноября - 6 декабря

Остался последний день

Размещение PDF-версии журнала

11 декабря

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

24 декабря