Laboratorní úloha č. 8: Polykardiografie

Podobné dokumenty
Polykardiografie. Cíle. Pulsní pletysmografie měří optickou transparentnost/odrazivost, která se mění se změnou pulzního tlaku v cévkách měkkých tkání

diogram III. II. Úvod: Elektrokardiografie elektrod) potenciálu mezi danou a svorkou Amplituda [mv] < 0,25 0,8 1,2 < 0,5 Elektrická

7. PŘEDNÁŠKA 5. dubna fonokardiogram pletysmogram polygrafické metody detekce vln v EKG signálu úvod ke cvičení

Laboratorní úloha č. 8: Elektroencefalogram

7. PŘEDNÁŠKA 6. dubna fonokardiogram pletysmogram polygrafické metody detekce vln v EKG signálu úvod ke cvičení

Úder srdečního hrotu Srdeční ozvy

SRDEČNÍ CYKLUS systola diastola izovolumická kontrakce ejekce

1 Zpracování a analýza tlakové vlny

fluktuace jak dob trvání po sobě jdoucích srdečních cyklů, tak hodnot Heart Rate Variability) je jev, který

Laboratorní úloha č.4: Elektromyogram

2. PŘEDNÁŠKA 13. října 2015

Oběhová soustava člověka srdeční činnost, tep (laboratorní práce)

Krevní tlak/blood Pressure EKG/ECG

Elektronický systém a programové vybavení pro detekci a optimalizaci pulzů kardiostimulátoru

Katedra biomedicínské techniky

6. EKG a periferní oběh.

Rychlost pulzové vlny (XII)

MECHANIKA SRDEČNÍ ČINNOSTI SRDCE JAKO PUMPA SRDEČNÍ CYKLUS SRDEČNÍ SELHÁNÍ

PEDIATRICKÉ EKG ZÁTĚŽOVÁ ELEKTROKARDIOGRAFIE

SPIROERGOMETRIE. probíhá na bicyklovém ergometru, v průběhu zátěže měřena spotřeba kyslíku a množství vydechovaného oxidu uhličitého

Rychlost pulzové vlny

Úvod do medicínské informatiky pro Bc. studium. 6. přednáška

Základy hemodynamiky. Michael Želízko Klinika kardiologie IKEM

MATEMATIKA V MEDICÍNĚ

ø. Laboratorní úloha č.11: Elektrookulogram

(VII.) Palpační vyšetření tepu

ÚČINKY ELEKTRICKÉHO PROUDU NA LIDSKÝ ORGANIZMUS

5. EKG a srdeční ozvy.

Biofyzikální laboratorní úlohy ve výuce budoucích učitelů fyziky

EKG se čte snadno, nebo ne?

Biologie. Pracovní list č. 1 žákovská verze Téma: Tepová frekvence a tlak krve v klidu a po fyzické zátěži. Lektor: Mgr.

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

Základy EKG. Alena Volčíková Interní kardiologická klinika FN Brno Koronární jednotka

Snímání a hodnocení EKG aktivity u člověka

Biofyzikální experimenty se systémem ISES aneb snímání biosignálů lidského organismu.

MUDr. Jozef Jakabčin, Ph.D.

Laboratorní úloha č. 9: Elektrookulogram ø

Hemodynamický efekt komorové tachykardie

Oběhová soustava. Krevní cévy - jsou trubice různého průměru, kterými koluje krev - dělíme je: Tepny (artérie) Žíly (vény)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

31ZZS 9. PŘEDNÁŠKA 24. listopadu 2014

Snímání a hodnocení EKG aktivity u člověka

PROTOKOL O PROVEDENÍ LABORATORNÍ PRÁCE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Jméno Datum Skupina EKG

4. PŘEDNÁŠKA 15. března 2018

Prezentace navazuje na základní znalosti z cytologie a anatomie. AUSKULTACE, srdeční ozvy. Auskultace (srdeční ozvy)

PROTOKOL O PROVEDENÍ LABORATORNÍ PRÁCE

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

QRS DETEKTOR V PROSTŘEDÍ SIMULINK

2. Číslicová filtrace

HOVÁ SOUSTAVA. Oběhová soustava. Srdce a cévy, srdeční činnost. srdce. tepny arterie žíly veny vlásečnice - kapiláry kapaliny krev míza tkáňový mok

Jméno Datum Skupina EKG. Jak můžete zjistit z 12 svodového EKG záznamu, že jste přehodili končetinové svody?

Úloha D - Signál a šum v RFID

Bakalářská práce Analýza EKG signálu

FYZIOLOGIE ŢIVOČICHŮ A ČLOVĚKA

10. PŘEDNÁŠKA 27. dubna 2017 Artefakty v EEG Abnormální EEG abnormality základní aktivity paroxysmální abnormality epileptiformní interiktální

& Systematika arytmií

Elektrokardiografie. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

& Systematika arytmií

ZPRACOVÁNÍ A ANALÝZA BIOSIGNÁLŮ V. Institut biostatistiky a analýz

Zesilovače biologických signálů, PPG. A6M31LET Lékařská technika Zdeněk Horčík, Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Matematický model funkce aorty

FYZIOLOGIE SRDCE A KREVNÍHO OBĚHU

Hemodynamika srdečních vad. Hana Maxová Ústav patologické fyziologie 2. LF UK

NOVÉ MOŽNOSTI HOLTEROVSKÉ DIAGNOSTIKY

Bioelektromagnetismus. Zdeněk Tošner

Komplexní obálka pásmového signálu

Kardiostimulátory. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

CZ.1.07/1.5.00/ Člověk a příroda

Dodatek k uživatelském manuálu Adash 4202 Revize MK

VYUŽITÍ PROSTŘEDÍ LABVIEW PRO ANALÝZU BIOSIGNÁLŮ

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Základ pro poskytování ošetřovatelské péče. Vyšetřovací metody - elektrografické metody

Signál v čase a jeho spektrum

Semestrální projekt. Vyhodnocení přesnosti sebelokalizace VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

8. PŘEDNÁŠKA 20. dubna 2017

MICROSOFT EXCEL - ÚKOLY

Světlo jako elektromagnetické záření

BIOLOGICKÉ SIGNÁLY. léto Biologické signály (2+2) A6M31BSG, B2M31BSG

Synchronní detektor, nazývaný též fázově řízený usměrňovač, je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu.

MĚŘENÍ BIOPOTENCIÁLŮ

Mobilní lékařské přístroje ve škole

Ultrazvuk Principy, základy techniky Petr Nádeníček1, Martin Sedlář2 1 Radiologická klinika, FN Brno 2 Biofyzikální ústav, LF MU Brno Čejkovice 2011

Pedagogická poznámka: Grafy v zadání na tabuli nepromítám, žáci je dostávají na papírku.

Krevní tlak - TK. Krevní tlak Krevní tlak. Lze jej charakterizovat 2 základními hodnotami: a. (minimální hodnota). mmhg (torrů).

Oběhová soustava - cirkulace krve v uzavřeném oběhu cév - pohyb krve zajišťuje srdce

Fyzikální podstata zvuku

Vliv zátěže na tepovou frekvenci

Výstupový test (step-test), Letunovova zkouška. - testy fyzické zdatnosti a reakce oběhového systému na zátěž

- tvořena srdcem a krevními cévami (tepny-krev ze srdce, žíly-krev do srdce, vlásečnice)

Microsoft Excel - tabulky

Oběhová soustava. 1) VYSVĚTLETE POJMY: Systola,diastola: Fonokardiogram: Palpace:.. Auskultace:.. Tachykardie, bradykardie:...

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 8. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základními pojmy a informacemi o stavbě a funkci oběhové soustavy

D C A C. Otázka 1. Kolik z následujících matic je singulární? A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

Primární zpracování radarového signálu dopplerovská filtrace

Porovnání tří metod měření QT intervalu

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

EOG. ERG Polysomnografie. spánkové cykly poruchy spánku. Úvod ke cvičení

Vývoj a výzkum v oblasti biomedicínských a průmyslových aplikací na Elektrotechnické fakultě ZČU v Plzni

Elektronické srdce a plíce CZ.2.17/3.1.00/33276

Transkript:

pletys. dech FKG EKG-II. [mv] Laboratorní úloha č. 8: Polykardiografie Úvod: Polykardiografie je současný záznam několika metod sledujících různé projevy srdečního cyklu. Základem jsou elektrokardiografie, pletysmografie, fonokardiografie (FKG), případně apexokardiografie, které umožňují zjistit trvání jednotlivých fází srdečního cyklu, například systolické a diastolické intervaly. Metodou polygrafie lze někdy rozpoznat počínající slabost srdečního svalu, resp. hrozící srdeční selhání.. Pletysmografie je metoda, která umožňuje získat záznam tlakového pulzu.. Fonokardiografie je metoda, která umožňuje grafické zobrazení zvuků vznikajících v srdci (ozvy, šelesty). 3. Apexokardiografie je metoda graficky znázorňující údery srdečního hrotu. Srdeční cyklus je fyziologicky propojen i s činností jiných orgánů. Například při řízeném nádechu se srdeční rytmus zrychluje, naopak při výdechu zpomaluje. Jednou z příčin může být efektivnější výměna plynů v plicích při nádechu a šetření energie při výdechu. Pletysmogram poskytuje informaci o aktuální hodnotě tlaku v krevním řečišti. Vrcholy průběhu odpovídají systolickému tlaku, těsně nasedající vlny oddělené dikrotickým zářezem korespondují s diastolickým tlakem. Maximální krevní tlak je při stahu srdečních komor a v EKG signálu se projevuje R-špičkou. Pulzní tlaková vlna se šíří od srdce dále krevním řečištěm, proto při měření pletysmogramu na prstech ruky shledáváme zpoždění systolického maxima od R-špičky. Srdeční ozvy jsou způsobeny vibracemi částic krve, chlopní a stěn komor. Nejvýraznějšími jsou I. a II. srdeční ozva. Zejména uzavírání cípatých chlopní, vibrace krve a stěn komor při zvýšeném nitrokomorového tlaku v průběhu kontrakce způsobuje první srdeční ozvu. Trvá přibližně 5 ms a v EKG se objevuje těsně za QRS komplexem. Druhá srdeční ozva vzniká vibracemi aortální a pulmonální chlopně při jejich zavírání na konci ejekční fáze. Je kratší než předešlá ozva, začíná na konci či po skončení T-vlny. Obrázek. Zobrazení signálu získaných měřením EKG - II. svod, pletysmografie, dechu a fonokardiografie..8.6.4. -. -.4 4 6 8 4 6 8 -. -. -.4-4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8

Cíle úlohy:. Analyzujte vlastní nebo jeden Vámi zvolený signál za (I.) klidový a za (II.) s vlivem hlubokého dýchání a) nastudujte přiložený algoritmus a s jeho pomocí detekujte pozici R-špiček b) zobrazte variabilitu srdečního rytmu v závislosti na dýchání c) zhodnoťte vliv dýchání na variabilitu srdečního rytmu. Analyzujte vlastní nebo jeden Vámi zvolený signál a) detekujte maxima v pletysmografu b) spočtěte okamžitou a průměrnou rychlost pulzní vlny v krevním řečišti 3. Analyzujte vlastní nebo jeden Vámi zvolený signál a) detekujte maxima T-vln b) detekujte konce T-vln 4. Analyzujte vlastní nebo jeden Vámi zvolený signál a) detekujte I. a II. srdeční ozvu: vykreslete spektra ozev spočtěte průměrovaná spektra ozev vyhodnoťte spektra ozev dle momentových charakteristik Data potřebná k vypracování úlohy: http://sami.fel.cvut.cz/bsg/cv8/data_lab8.zip Pořízení biologických signálů:. Snímání EKG signálu standardní bipolární II. EKG svod (elektroda umístěna na pravém zápěstí a levé noze; zemnící elektroda na pravé noze). Pletysmograf snímání z ukazováčku pravé ruky 3. Fonokardiograf je přidržován na hrudníku prsty levé ruky 4. Snímání dechu hrudník je obepnut pásem se snímačem pohybu měření probíhá nejprve v klidu po dobu sekund a poté se měření zopakuje při současném hlubokém dýchání po dobu sekund Struktura dat: Př.: PolyEKG.txt fs=5 Hz. sloupec EKG [mv]. sloupec dech 3. sloupec FKG 4. sloupec pletysmogram Nápověda k některým úkolům:. Detekce R-špiček a variabilita srdečního rytmu ekg=ekg-mean(ekg); % odstranění stejnosměrné složky [b,a]= butter(5,*[5 4]./fs); % pásmová propust -> potlačení izolinie, P a T vlny, vf rušení ekg_r=filtfilt(b,a,ekg); % filtrace EKG bez posunu fáze! ekg_r=[diff(ekg_r);]; % zvýraznění rychlých změn! ekg_r=ekg_r.^; % usměrnění a zvýraznění extrémů! obalka=filtfilt(ones(,3)/3,,ekg_r); % vyhlazení!

dech tep/min EKG [mv] prah=max(obalka)/5; % práh! r_p=find(diff(obalka>prah)>); % indexy počátku oblasti QRS r_n=find(diff(obalka>prah)<); % indexy konce oblasti QRS % ošetření, kdyby byl detekován nejprve index konce --------- if r_p()>r_n() r_n()=[]; end % stejný počet počátků a konců r_p=r_p(:min([length(r_p) length(r_n)])); r_n=r_n(:min([length(r_p) length(r_n)])); % ------------------------------------------------------------ for i=:length(r_p) % všechny oblasti QRS seg=ekg(r_p(i):r_n(i)); % nefiltrovaný segment EKG [~,poz]=max(seg); % maximum R(i)=r_p(i)+poz-; % index R-špičky end % v dalším kroku vykreslete graf zobrazující variabilitu srdečního rytmu (HVR) v závislosti na dýchání (viz. Obrázek.), poz: na ose x je zobrazena délka R-R intervalů, na ose y počet tepů za minutu... pro vykreslení použijte funkci stairs(x,y) Obrázek : Zobrazení detekce R-špiček a variability srdečního rytmu.8.6.4. -. -.4 4 6 8 4 6 8 8 6 4 6 8 4 6 8. -. -.4 4 6 8 4 6 8. Detekce maxim v pletysmografu: Amplituda signálu se může velmi měnit, konstantní práh nemusí fungovat, proto v prvním kroku nejprve vytvořte obálku signálu, tu poté normujte k původnímu signálu a zmenšenou obálku použijte jako práh pro detekci maxima (Obrázek 3.). plet_f=filtfilt(,[ -.995],abs(plet)); % energetická obálka signálu prah=max(plet)* plet_f /max(plet_f); % normování obálky k signálu prah=prah*.7; % 7 % obálky 3

FKG EKG [mv] pletys. [mv] Obrázek 3: Detekce maxima v pletysmografu - 4 6 8 4 6 8 Z intervalů R-špičky a následujícího maxima v pletysmogramu spočtěte rychlost pulzní vlny. Dráhu od srdce k měřenému prstu odhadněte (vzrostlý muž - cca m). Rychlost pulzní vlny vykreslete v závislosti na čase a spočtěte průměrnou rychlost. 3. Detekce maxima a konce T-vlny (Obrázek 4.) Filtrujte EKG signál tak, abyste odstranily frekvenční složky, které netvoří T vlnu (nad cca 3 Hz). Segmentujte EKG od R-špičky do poloviny R-R intervalu. V segmentu nalezněte S- špičku (minimum), v úseku od S-špičky do poloviny R-R intervalu nalezněte maximum T- vlny. K detekci konce T-vlny využijte např. trojúhelníkové metody (viz. Lab_3). Inflexní bod určete za maximem T-vlny, druhý fixní vrchol trojúhelníku určete v lokálním minimu (první nulová derivace za maximem T-vlny). Obrázek 4: Detekce maxima a konce T-vln zobrazení v EKG a FKG signálu.5 EKG R T T end -.5 6 6. 6.4 6.6 6.8 7 7. 7.4 7.6 7.8 8 - - FKG I. ozva II. ozva 6 6. 6.4 6.6 6.8 7 7. 7.4 7.6 7.8 8 4. Detekce maxima a konce T-vlny (Obrázek 4.) Spočtěte výkonovou obálku FKG, prahováním nalezněte ozvy. I. srdeční ozva se nachází těsně za R-špičkou, II. srdeční ozva za koncem T-vlny. Vypočtěte výkonová spektra jednotlivých ozev, dále zprůměrujte. Vypočtěte spektrální momenty I. a II. ozvy. Segmenty FKG doporučuji přenásobit Hammingovým oknem. Poznámka: Nalezené ozvy nemusejí mít stejnou délku trvání, proto při výpočtu spektra doplňte signál nulami na jednotný počet vzorků. Spektrum normujte podílem délky ozvy před doplněním nulami. % o úsek FKG I. ozvy S=abs(fft([o;zeros(fs-length(o),)])/length(o)).^; % výkonové spektrum 4

S [db] S [db] S [db] S [db] Výpočet spektrálních momentů (viz. Lab_4): Obrázek 4: Spektra I. srdečních ozev, spektra II. srdečních ozev a jejich průměr (vše v db) I. ozva -5 - -5 - II. ozva -5 - -5-5 5 5 5-5 5 5 mean;. moment = 5Hz mean;. moment = 63Hz -3-3 -4-4 -5-5 -6-6 -7 5 5 5 f [Hz] 5 5 5 f [Hz] Užitečné funkce: stairs, filtfilt, fft 5