ECG 신호 처리

심전도 (ECG)는 일정 기간 동안 심장 상태의 반사를 포착하는 데 사용됩니다. 외부 전극을 통해 피부에 연결되어 있으며 수집을 위해 전기 신호로 전환됩니다. 심장 외부에 형성된 각 세포막은 관련 전하를 가지며, 이는 각 심장 박동 동안 탈분극됩니다. 그것은 작은 전기 신호의 형태로 피부에 나타나며, 이는 심전도에 의해 감지되고 확대 될 수 있습니다.

1900 년 초, Willem Einthoven은 최초의 실제 심전도를 발명했습니다. 시스템은 부피가 커서 많은 사람들이 그것을 조작해야합니다. 환자는 팔과 다리를 전해질을 함유 한 큰 전극에 넣어야합니다. 오늘날의 ECG 모니터링 장비는 작고 운반하기 쉽기 때문에 환자가 걷는 경우도 가지고 다닐 수 있습니다. 주택 사용을위한 12 개의 LEAD ECG는 주머니에 넣을 수 있습니다.

ECG 기본 사항 :

이 기사의 심전도에서 "납"이라는 용어는 두 전극 사이의 전압 차이를 말하며, 이는 장치에 의해 기록 된 차이입니다. 예를 들어, "lead_i"는 왼쪽과 오른쪽 팔 전극 사이의 전압입니다. lead_i와 lead_ii는 모두 사지 리드를 나타냅니다. V1-V6은 가슴 리드를 나타냅니다. ECG 추적 V1은 VC1 전압 (흉부 전극의 전압)과 Lead_i, Lead_ii 및 Lead_III의 평균 전압의 차이입니다. 표준 12 리드 ECG 시스템에는 8 개의 실제 값과 4 개의 파생 값이 포함됩니다. 표 1은 다양한 리드 전압 (실제 및 파생)에 대한 간단한 설명을 제공합니다.

리드 이름 계산 노트

이것은 ECG 트레이스에 표시된 진정한 리드입니다.

표 1 : 리드 이름 및 ECG 기록 위치.

일반적인 ECG 파형은 그림 1에 나와 있습니다. X 축은 시간 스케일을 나타냅니다. 여기서는 각 그리드 (5mm)는 20ms에 해당합니다. Y 축은 캡처 된 신호의 진폭을 보여줍니다. y 축의 각 분할 (5 mm)은 0.5 mV에 해당합니다. (10mm / mv 및 25mm / s)

그림 1 : 일반적인 ECG 파형.

ECG 기능 :

ECG 시스템 설계의 첫 번째 단계에는 획득 해야하는 신호 유형을 이해하는 것이 포함됩니다. 심전도 신호는 높은 바이어스 및 노이즈에 존재하는 저 진폭 전압을 포함합니다. 그림 2는 ECG 신호의 특성을 보여줍니다. 전극에 의해 생성 된 반 셀 전압으로 인해 시스템에서 높은 오프셋이 있습니다. AG / AGCL (은- 실버 클로라이드)은 심전도 시스템에서 가장 일반적인 전극이며 최대 오프셋 전압은 +/- 300MV입니다. 실제 예상 신호는 전극 오프셋에 중첩 된 +/- 0.5MV입니다. 또한 시스템은 전원 라인에서 50 / 60Hz 노이즈를 닫아 공통 모드 신호를 형성합니다. 전력선 노이즈의 진폭은 매우 클 수 있으며 필터링해야합니다.

그림 2 : ECG 신호의 특성을 얻습니다.

ECG 획득

아날로그 프론트 엔드 처리는 노이즈와 원하는 신호를 구별해야하기 때문에 ECG 시스템의 중요한 부분입니다 (진폭은 작습니다). 아날로그 프론트 엔드 처리 회로에는 정상 모드에서 신호를 줄이기위한 측정 증폭기가 포함되어 있습니다. 측정 증폭기는 +/- 5V에서 작동하며 일반적으로 입력 전압 범위를 증가시키는 데 사용됩니다. 이 측정 증폭기는 피부 임피던스가 매우 클 수 있기 때문에 입력 임피던스가 높아야합니다. 심전도 장치의 신호 처리에는 OP AMP가 필요합니다. ECG 획득 시스템의 신호 체인에는 측정 증폭기, 필터 (OP AMP에 의해 구현 될 수 있음) 및 ADC가 포함됩니다.