Układ detekcji zespołów QRS w sygnale EKG do synchronizacji sztucznej komory wspomagania pracy serca

• Autorzy: Malcher, A. , Pietraszek, S. , Komorowski, D.

Warianty tytułu

EN

QRS complexes detector for artificial heart chamber synchronization

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (12 ; 10-13.06.2013 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Urządzenia do sztucznego wspomagania pracy serca wymagają synchronizacji z odpowiednią fazą cyklu pracy serca pacjenta. W artykule przedstawiono opis konstrukcji wzmacniacza sygnału EKG i detektora zespołów QRS przeznaczonego do współpracy z takim systemem. Układ detektora zrealizowano wykorzystując programowalną matrycę analogową typu AN231E04, natomiast wzmacniacz sygnału EKG z przetwornikiem A/C oparto na programowalnym układzie ADS 1298. Dzięki użyciu elementów programowalnych i wykorzystaniu możliwości dynamicznej rekonfigurowalności matrycy analogowej, uzyskano pożądane cechy detektora takie jak: małe opóźnienie detekcji zespołów QRS, automatyczną regulację wzmocnienia i możliwość zmiany stałej czasowej na drodze programowej. Badania układu prototypowego potwierdziły wysoką skuteczność detekcji zespołów QRS dla przebiegów EKG zarejestrowanych z elektrod nasercowych.

EN

Cardiac assist devices require synchronization with the proper phase of the heart cycle. This paper presents an ECG amplifier and QRS complexes detector designed for application in a ventricular assist device. The ECG amplifier with the A/D converter was built using ADS 1298 - low-power, 8-channel, 24-bit analog front-end for biopotential measurements. The analog path of the QRS complexes detector was implemented in a Field Programmable Analog Array (FPAA) AN231E04. The dynamic reconfigurability of the FPAA makes it possible to obtain desired features such as: the automatic gain control, low time delay of the QRS detection and automatic time constant correction function. The research works on the prototype circuit proved high detection efficiency for the real ECG signals registered from the epicardial electrodes.

Słowa kluczowe

PL

sygnał EKG; detektor zespołu QRS; komora wspomagająca pracę serca

EN

ECG signal; QRS complex detector; ventricular assist device

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 9
• Strony: 58-61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Malcher, A.

• Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Gliwice

autor

Pietraszek, S.

• Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Gliwice

autor

Komorowski, D.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Zabrze

Bibliografia

• [1 ] http://www.frk.pl/index.php?ldLang=0&ldKat=1093261517&ldStr=1093431685[dost%C4%99p.
• [2] Norma IEC 60601-2-27 Ed.3: Medical electrical equipment, Part 2- 27: Particular requirements for the basic safety and essential performance of electrocardiographic monitoring equipment IEC, 2007.
• [3] Low-Power, 8-Channel, 24-Bit Analog Front-End for Biopotential Measurements, SBAS459F, Texas Instruments, http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1298.pdf, 2010.
• [4] RM0038 Reference manual STM32L 151xx, STM32L 152xx and STM 32L 162xx advanced ARM-based 32-bit MCUs, Doc ID 15965 Rev 6 1/822, July 2012.
• [5] AN231E04 Datasheet Rev 1.1, 3rd Generation Dynamically Reconfigurable dpASP http://anadigm.com/_doc/DS231000-U001.pdf, 2008.
• [6] D. Komorowski, S. Pietraszek, „Zastosowanie wielokanałowego przetwornika A/C do bezpośredniej rejestracji sygnałów biomedycznych", Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 11, pp. 118-121, 2011.
• [7] G. M. Freisen, T. C. Jannet, M. A. Jadallach, S. L. Yates, S. R. Quint, H. T. Nagle, “A Comparisonof the Noise Sensitivity of Nine QRS Detection Algorithms”, IEEE Trans. on BME, Vol 17, No 1, pp. 85-98, 1990.
• [8] A. Malcher, S. Pietraszek, T. Przybyła, Z. Kidoń, „Real Time QRS Detector Based on Field Programmable Analog Array”, Journal of Medical Informatics & Technologies Vol. 13/2009, ISSN 1642-6037 pp. 183-188, 2009.
• [9] A. Malcher, S. Pietraszek, T. Przybyła, „Hybrydowy detektor zespołu QRS wykorzystujący dynamicznie rekonfigurowalną matrycę analogową”. Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 57 nr 1, pp. 22-24, 2011.
• [10] J. Mocha, A. Sobotnicki, M. Czerw, P. Gibiński, „QRS complexes detector for synchronization of ventricular assist device”, Journal of Medical Informatics & Technologies Vol. 16/2010, pp. 35-41, 2010.