ecg signal procesing

الرحیم الرحمن الله بسم

سیگنال در انسدادی آپنه تفکیکECG

ایوب : دکتر آقای جناب راهنما استادجعفری

کننده : تهیهآبادی علی کثیر بهنام

851100500

مقدمه

ثبت به نیاز شدن فراگیر به توجه بابخشهای ECGسیگنال در بیماران از دائم

قلب نوار دائم کنترل امکان وعدم ویژهبه بتوان اگر پزشک توسط بیماران تمامرا آن پزشک توسط آپنه تشخیص جای

در مهمی گام داد انجام افزار نرم توسطنتیجه در و آپنه وقفه بدون تشخیص. برداشت بیمار به موقع به رسیدگی

خواب هنگام تنفسی وقفه آن اصلی مشخصه که است اختاللی آپنه " . معموال قراردارندکه عارضه این بیشتردرمعرض افرادی باشد می . خواب آپنه باشند می تنفسی عضالت ضعف دارای ویا هستند چاق

حدود و 2دربین . 4درصداززنان آید می وجود به درصدازمردان 3بطورکلی: وجوددارد آپنه نوع1 -انسدادی هوائی OSA آپنه راههای مسدودشدن آن عامل که

است.عمل- 2 به مربوط پیامهای در وقفه دراثرایجاد که مرکزی آپنه

. آید وجودمی شود،به می ارسال بدن به ازمغز که تنفس3. شود- الذکرایجادمی فوق دوعامل ازترکیب ناشی که مرکب آپنه

خواب حین آپنه نام به کابوسی

" . انسدادراههای معموال است دیگرشایعتر نوع ازدو انسدادی آپنه . انتهای های ماهیچه شود فردمی خواب خوردن هم به باعث تنفسی

هیچگونه نواحی این ودر هستند شل انسان کوچک وزبان دهانبتواندراههای وجودنداردکه استخوان یا مانندغضروف سفتی ساختارگرددکه می متوجه مبتال شخص دلیل همین دارند،به رابازنگه تنفسی " . ایجاد منجربه معموال خواب آپنه گیرد می انجام سختی به او تنفس

تنفس مسدودودرنتیجه هوائی راههای نهایت ودر گشته بلندی خرناس . میزان افت باعث مسئله این گردد می متوقف یا ضعیف خیلی فرد

. مغز وقتی شود می خون اکسیدکربن دی میزان باالرفتن و اکسیژنبیداری به دستور پیام، کند،باارسال می حس درخون را تغییرات این

" . به معموال برگردد طبیعی و اولیه حالت به او دهدتاتنفس فردمیاین رودو می خواب به شود،فرددوباره می عادی تنفس اینکه محض

کند پیدامی ادامه همچنان شب طول درتمام .جریان

- " متوقف ) خروپف یا خفگی ، نفس شدن قطع وسپس سکوت با معموال که وبلند سنگین خرناس.) شود می

) مکرر- ) بیدارشدنهای درخواب قراری بی

بیشتراز است ممکن هستند خواب آپنه به مبتال که . 100افرادی امکان بیدارشوند شب باردرطولبه درخواب که متعددی های وقفه بکشد،بنابراین طول چندثانیه تنها آنها ازخواب قسمتی داردهر

. کند شود،جلوگیری بدن وبازیابی استراحت باعث که عمیقی خواب توانداز آید،می وجودمیبرخورداراست . زیادی ازاهمیت روزانه فعالیتهای مطلوب انجام جهت بدن بازیابی

: عبارتنداز بیداری هنگام به انسدادی آپنه عالئم ازجمله

بیدارشدن- محض به گلو شدن خشکباال- فشارخون

صبحگاهی- سردردهایروز- درطول آلودگی خواب

مناسب- انرژی نداشتندرتمرکزفکری- اشکالدرحافظه- اختالل

) جنسی- ) تمایالت کاهش و افسردگی اضطراب، پذیری، تحریک روانی وروحی رفتاری تغییرات

هنگام به انسدادی آپنه شایع ازعالئمکرد مواردزیراشاره به توان می :خواب

. عالئم توانند می بعضیها وجوددارد ای عارضه گرددکه آغازمی تشخیص بااین انسدادی آپنه درمان و شناسائی . آگاهی خواب خوددرزمان تنفس اکثراافرادازوضعیت ولی دهند تشخیص بیداری هنگام رابه انسدادی آپنه بارزخواب آپنه شبانه عالئم خوابنداز فردمی نزدیک وقتی هستندکه خانواده سایراعضای یا اطرافیان این و ندارند

. شوند می آگاه آنها

" . هستند،جهت مشکوک خواب آپنه داشتن به که بیمارانی معموال شود مراجعه پزشک به باید دوم درمرحله . الکتریکی فعالیت مانند بدن های فعالیت ثبت برای ازآن پس شوند می معرفی خواب کلینیکهای به بررسیبه اکسیدکربن ودی اکسیژن ومیزان تنفسی، فعالیتهای قلب، ضربان میزان وعضالت، چشم حرکات مغز،

. از بیش درهرساعت اگرکسی شود می انجام سونوگرافی پلی آزمایش ، خواب داشته 5هنگام بارحمله . داد دراوتشخیص را انسدادی آپنه توان باشد،می

. انسدادی آپنه که درمواردی گیرد می صورت عالئم بردن ازبین و شبانه تنفس اصالح باهدف درمانمصرف کاهش خواب، وضعیت تغییر وزن، مانندکاهش رفتاری ازتغییرات استفاده تواندبا شدیدنباشدمی

" . ازماسکهای معموال شدید یا متوسط های آپنه درمان برای اما شود درمان خواب ازداروهای استفاده و سیگارنام به ( CPAP( مخصوصی دهان برروی خواب درحین گرددکه می استفاده مداوم فشارمثبت با هوا ماسکهای

. بازماندن باعث شوند می اعمال ماسک ازطریق که فشارهوا از حاصل نیروهای شود می فردقرارداده بینی و . شوند می خواب هنگام به تنفسی راههای

ها، لوزه برداشتن مانند ازروشهائی آن طی است ممکن که شد با می درمان دیگر نیزازراههای جراحی . نیز وفک بینی ترمیمی های جراحی شوند می گلوقراردارند،استفاده درپشت که اضافی بافتهای و غددحلقی

. بهبودبخشند تنفسی هوای برقراری وضعیت توانند می

تشخیصودرمان

سیگنالهای- 1 ECGتهیه

سیگنال- 2 آوردن ECGتحلیل بدست و زمان حوزه در نرمالآن اطالعات

سیگنال- 3 آوردن ECGتحلیل بدست و زمان حوزه در بیمارآن اطالعات

سیگنال- 4 و ECGمقایسه در ECGبیمار آپنه تشخیص و نرمالوجود صورت

فهرستمطالب

سایت- از www.physionet.orgاستفاده

سیگنالهای- 1 ECGتهیه

سیگنال- 2 حوزه ECG تحلیل در نرمالآن اطالعات آوردن بدست و زمان

به ECGسیگنال - باید کرد :2را ارزیابی روش

کمی : ارزیابی الفکیفی : ارزیابی ب

Pموج- 1QRSکمپلکس- 23 -P-R Interval4 -ST SegmentTموج- 56 -QT IntervalUموج- 7

کمی : ارزیابی الف

موج شکل تعیین و شناسایی کاربردهای ECGبا از میتوانچون : پارامترهایی و کرد استفاده آن

.PR , ST , QRموجهای کرد ... تعیین را وچون : هایی بیماری میتوان پارامترها این روی از

موضعی – – - خونی کم قلب تپش قلب کاری کند. کرد ... پیدا آگاهی و انسدادها

کیفی : ارزیابی ب

سیگنال- 3 حوزه ECGتحلیل در بیمارآن اطالعات آوردن بدست و زمان

ecg1=M(:,1); x1=ecg1(200:600); subplot(2,1,1),plot(ecg1); title('ECG signal channel 1'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on; subplot(2,1,2),plot(x1); title('cut ECG signal channel 1 <200:600>'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on;

کانال- ترسیم برای متلب کدهایاول

داریم : کدها اجرای پساز

ecg2=M(:,2); x2=ecg2(200:600); subplot(2,1,1),plot(ecg2); title('ECG signal channel 2'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on; subplot(2,1,2),plot(x2); title('cut ECG signal channel 2 <200:600>'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on;

کانال- ترسیم برای متلب کدهایدوم

داریم : کدها اجرای پساز

ecg1=M(:,1); x1=ecg1(200:600); subplot(2,1,1),plot(x1); title('ECG signal channel 1'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on; % Filter moving average (MA) % MA is average that is recalculated after every numerical change a=1; b=[1/5 1/5 1/5 1/5 1/5]; x1_ma=filter(b,a,x1); subplot(2,1,2),plot(x1_ma); title('MA ECG signal channel 1 <200:600>'); ylabel('Amplitude/mv'); grid on;

کیفی- صورت به زمان پردازشحوزهاول کانال موج رویشکل

داریم : کدها اجرای پساز

فاصله- :R-Rمحاسبه

p_p1=max(x1_ma(60:80)); p_p2=max(x1_ma(290:315)); for i=60:80 if x1_ma(i,1)==p_p1; peak1=i end end for i=290:315 if x1_ma(i,1)==p_p2; peak2=i end end p_p=peak2-peak1

کد اجرای از پس peak1= 73 peak2= 306 p_p= 233

الزم- کدهای

p_p = 233 f=250; HR=p_p/f=0.932 s HR_Min=60/HR HR_Min = 64.3777

حدود در و باشد می معمول حد از تر پایین بیمار این در اما64. باشد می دقیقه در ضربان

Heart Rate=~64 Pulse per minute (in normal)

قلب- : ضربان نرخ محاسبه

از- کمی صورت به زمان پردازشحوزهتناوب دوره یک در موج رویشکل

PQمحاسبه -

PQ=46-22=24 sampleF=250 HzPQ(s)=24/F=0.096 s

به نهایت . PQ 0.096در رسیم می ثانیه

QRمحاسبه -

QR=56-46=10 sampleF=250 HzQR(s)=10/F=0.04 s 

RSمحاسبه-

RS=85-56=29 sampleF=250 HzRS(s)=29/F=0.116 s

زمانی بازه مجموع زمان QRبا مدت با آمده RSبدست. QRSکمپلکس فاصله ضمن در کرد محاسبه QRSرا

بین بازه در .0.1تا 0.06نرممال باشد می ثانیه QRS=QR+RS=0.04+0.116=0.156 s

کمپلکس - QRSمحاسبه

فاصله - STمحاسبه

ST=103-89=14 sampleF=250 HzST(s)=14/F=0.056 sSlope ST=(0.46-0.444)/(103-89)=1.14 mv

QTمحاسبه -

QT=120-46=74 sampleF=250 HzQT(s)=/F=0.296 s

نمونه حسب بر تناوب دوره آنکه به توجه بدست 233با: کنیم محاسبه را انرژی توانیم می امد

E=x1_ma.*x1_ma; Energy=sum(E);

تناوب دوره یک در سیگنال ژول 62.0862انرژی. شود می محاسبه

دوره - یک در سیگنال انرژی محاسبهتناوب :

ترسیم- و جذبسیگنال بستر محاسبهآن:

len=length(x1_ma);for i=1:len-1; plot(x1_ma (i), x1_ma (i+1),'.') hold onend

افقی - محور با برخورد نقاط تعداد محاسبه:) صفر) با برخورد

counter=0;len=length(x);for i=1:len-1; if x(i)==0 counter=counter+1; hold on endenddisp(counter);

: رسیم می نتایج این به شده انجام پردازش به توجه با های موج اختالف برای شده گیری اندازه باشند .QRو PQمقادیر می طبیعی محدوده در فاصله دارای نرمال غیر موج RSسیگنال ثبت در اگر و است طبیعی حد از تر دو Rزیاد

افزایش . نهایت در و باشد ای شاخه بلوک یک نمایانگر است ممکن شود ثبت شاخهکمپلکس RSفاصله ثبت شود، می پهن کمپلکس یک ایجاد دهنده QRSباعث نشان پهن

است . ها بطن هدایت تاخیر فاصله و بوده نرمال از کمتر ضربان دارای نرمال غیر است R-Rسیگنال شده زیاد آن

حدود) است 25در شده زیاد حدود 25=208-233نمونه در زمان در افزایش 0.1و ثانیه ) و قلبی ده برون کاهش باعث نتیجه در و قلب بودن کار کند دهنده نشان و است داشته

باشد . می خون فشار کاهش و است نرمال سیگنال به نسبت کمتری صفر با برخورد نقاط دارای نرمال غیر سیگنال

می ها بطن های ماهیچه و قلب عملکرد شدن ضیف قلب کم تغییرات دهنده نشان اینباشد.

(. و قلب عارضه است نرمال به نسبت کمتری کمپلکس دامنه دارای نرمال غیر سیگنالفیلتر خاطر به هم کمی آن، تغییرات MAضعف که نواحی در فیلتر از پس باشد، می

.) فیلتر داریم زیادی

بندی- : جمع

ECG (in normal) ECG (Normal)

s0.096PQ = PQ= (0.08 - 0.12) s

QR=0.04 s QR= (0.04 - 0.08) s

RS=0.116 s RS= (0.04 - 0.09) s

QRS=0.516 s QRS= (0.06 – 0.1) s

R-R=0.932 s R-R=(0.8 – 0.88) s

QT== 0.296 s QT== (0.36 - 0.44) s

HR=64 per min HR=72 per min (~0.833 s)

Zero crossing=4 Zero crossing=23

توجه حسن از تشکر باشما