Elektronický systém a programové vybavení pro detekci a optimalizaci pulzů kardiostimulátoru



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

Základní kategorie přístrojů pro výběrové řízení

Mikropočítačová vstupně/výstupní jednotka pro řízení tepelných modelů. Zdeněk Oborný

Laboratorní úloha č. 8: Polykardiografie

PROTOKOL O PROVEDENÍ LABORATORNÍ PRÁCE

Krevní tlak/blood Pressure EKG/ECG

Kardiostimulátory. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

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

EKG se čte snadno, nebo ne?

ETC Embedded Technology Club setkání 6, 3B zahájení třetího ročníku

5. Kardiostimulátory. 5.1 Cíl a obsah měření. 5.2 Úkoly měření

Adaptivní model kardiovaskulárního systému

DIGITÁLNÍ KOMUNIKACE S OPTICKÝMI VLÁKNY. Digitální signál bude rekonstruován přijímačem a přiváděn do audio zesilovače.

Technická diagnostika, chyby měření

Katedra biomedicínské techniky

Porovnání tří metod měření QT intervalu

PORUCHY SRDEČNÍHO RYTMU. Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

Ultrazvukový senzor 0 10 V

Ultrazvukový senzor 0 10 V

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

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

13. OSCILOSKOPY, DALŠÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE A SENZORY

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

ETC Embedded Technology Club 10. setkání

BTL zdravotnická technika, a.s. Šantrochova 16, Praha 6 tel./fax: obchod@btl.cz

MĚŘENÍ BIOPOTENCIÁLŮ

Cíle. Teoretický úvod. BDIO - Digitální obvody Ústav mikroelektroniky Sekvenční logika - debouncer, čítače, měření doby stisknutí tlačítka Student

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

PŘÍSTROJOVÁ TECHnIKA PRO VYBAVENÍ VETERINÁRnÍCH AMBULANCÍ A KLINIK

MUDr. Jozef Jakabčin, Ph.D.

Pracovní list žáka (SŠ)

Použití. Výhody. Popis. Certifikace. Převodník vodivosti ZEPACOND 800

1 Elektronika pro zpracování optického signálu

Střední průmyslová škola

Perspektivy využití pulzní oxymetrie k synchronizaci akvizice s činností srdce.

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

Fyzikální principy lékařských terapeutických přístrojů pro intenzivní medicínu.

Přenos signálů, výstupy snímačů

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

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

CW01 - Teorie měření a regulace

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 15. Měření elektrických veličin

KATEDRA ELEKTRICKÝCH MĚŘENÍ

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STROJNÍ TECHNOLOGICKÉ POSTUPY

Polovodičové usměrňovače a zdroje

OKRUHY MODELOVÝCH SITUACÍ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Dodatek k uživatelském manuálu Adash 4202 Revize MK

Universální přenosný potenciostat (nanopot)

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

SRDEČNÍ CYKLUS systola diastola izovolumická kontrakce ejekce

3. MĚŘICÍ A ZÁZNAMOVÉ ZAŘÍZENÍ

Snímání a hodnocení EKG aktivity u člověka

Ultrazvukové diagnostické přístroje. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Základní komunikační řetězec

DAC. DVD Přehrávač. Avarice S/PDIF in. S/PDIF out

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

Zemní ochrana rotoru generátoru ve spojení proudové injektážní jednotky PIZ 50V a ochrany REJ 521

1 Zadání. 2 Teoretický úvod. 7. Využití laboratorních přístrojů v elektrotechnické praxi

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

Poptávka na defibrilátory a monitory

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

Modul GPS přijímače ublox LEA6-T

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Digitalizační rozhraní pro ultrazvukový detektor průtoku krve

(VII.) Palpační vyšetření tepu

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Pozvánka k návštěvě expozice

Diagnostika signálu vlakového zabezpečovače

Modulace a šum signálu

Ústav fyziky a měřicí techniky Laboratoř chemických vodivostních senzorů

Úvod do zpracování signálů

Měřič krevního tlaku. 1 Měření krevního tlaku. 1.1 Princip oscilometrické metody 2007/

Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka

ELEKTRONIKA PRO ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU

Kamera do auta HD DVR černá skříňka K6000. Návod k použití

Signál v čase a jeho spektrum

Zdroje napětí - usměrňovače

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Souborná zkouška z odborných elektrotechnických předmětů (elektronická zařízení, elektronika)

Sono hodnocení pohybu sondy Popis uživatelského rozhraní programu

Název: MĚŘENÍ KREVNÍHO TLAKU, TEPOVÉ FREKVENCE A EKG

MAGNATEST ECM cenově příznivý vířivoproudý přístroj pro nedestruktivní kontrolu materiálu magnetoinduktivní

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii

TENZOMETRICKÉ PŘEVODNÍKY

GEOTECHNICKÝ MONITORING

Digitální telefonní signály

Quantization of acoustic low level signals. David Bursík, Miroslav Lukeš

Oběhová soustava člověka srdeční činnost, tep (laboratorní práce)

Teorie úlohy: Operační zesilovač je elektronický obvod, který se využívá v měřící, výpočetní a regulační technice. Má napěťové zesílení alespoň A u

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Rychlost pulzové vlny (XII)

Maturitní témata. 1. Elektronické obvody napájecích zdrojů. konstrukce transformátoru. konstrukce usměrňovačů. konstrukce filtrů v napájecích zdrojích

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis

elektrické filtry Jiří Petržela filtry se spínanými kapacitory

Inteligentní koberec ( )

NOVÉ MOŽNOSTI HOLTEROVSKÉ DIAGNOSTIKY

DUM 19 téma: Digitální regulátor výklad

QRS DETEKTOR V PROSTŘEDÍ SIMULINK

Transkript:

Elektronický systém a programové vybavení pro detekci a optimalizaci pulzů kardiostimulátoru Milan Štork Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací & Regionálním inovační centrum pro elektrotechniku (RICE) Západočeská univerzita v Plzni & MUDr. Vlastimil Vančura Kardiologické oddělení, FN Plzeň

Elektronický systém a programové vybavení pro detekci a optimalizaci pulzů kardiostimulátoru Tato práce vznikla ve spolupráci s FN v Plzni a MUDr. Vlastimilem Vančurou Úvod Elektronické systémy pro sběr dat Methody vyhodnocení Výsledky Závěr

Kardiostimulátor - úvod Elektroda Kard. stim Elektroda Schématické znázornění umístění dvoukomorového kardiostimulátoru v těle pacienta. Do srdce jsou zavedeny 2 elektrody

Kardiostimulátor - úvod Znázornění dvoukomorového kardiostimulátoru s vývody vedenými do horní síně a dolní srdeční komory. 1- kardiostimulátor, 2- izolované kabely k elektrodám, 3- levá síň, 4- levá komora, 5- pravá síň, 6- pravá komora

Kardiostimulátor - úvod Zjednodušené blokové schéma dvoukomorového kardiostimulátoru. Z- zesilovač, F- analogový filtr, P- analogově/číslicový převodník, VP- vysílač/přijímač, S- senzory, µc- mikrokontrolér, B- baterie, Vvýstupní zesilovač, El elektrody

Kardiostimulátor - úvod Pulz (pulzy) kardiostimulátoru Kardiostimulátory mohou zlepšit např.: Bradykardie TF<60 [tepů/min] Sinus pause Vynechání pulzů Bradycardie/tachycardie - the srdce střídá velmi pomalé a rychlé režimy Srdeční blokace Lékař může parametry kardiostimulátoru telemetricky nastavit

Systém pro sběr dat Blokové schéma elektronického vyhodnocovacího systému s návazností na vyšetřovanou osobu s kardiostimulátorem a přístroje EKG a Finapres. AO1 a AO2 obvody pro zpracování analogového signálu. A/D1 a A/D2 analogově/číslicové převodníky, µc mikrokontrolér

Systém pro sběr dat Fotografie elektronického vyhodnocovacího systému 17x10x4 cm

Systém pro sběr dat Blokové schéma Finapresu pro snímání kontinuální tlakové křivky z prstu pacienta. M manžeta, D LED dioda, S světlo citlivý senzor, Z rozdílový zesilovač, k1, k2 konstanty, R regulátor, V výkonový zesilovač, k2 konstanta, VENT proporcionální ventil, KO kompresor, ST senzor tlaku, PT pletysmografický signál

Systém pro sběr dat Příklad kontinuální tlakové křivky na výstupu Finapresu. Dikrotický zářez a následné zvlnění na sestupném rameni sfygmografického záznamu vzniká odrazem primární tepové vlny. U osob s nepružnými tepnami (obvykle starší osoby) se toto zvlnění vytrácí.

Metody vyhodnocení 200 a) 150 100 50 0 b) -50-100 27 28 29 30 31 čas [s] 32 33 34 35 a) Příklad signálu EKG a tlakové křivky b) se skrytými pulzy od kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení 200 a) 150 100 50 2 pulzy 0 b) -50-100 -150 7 8 9 10 čas [s] 11 12 a) Příklad signálu EKG a tlakové křivky b) nejdříve s jedním pulzem, později se 2 stimulačními pulzy od kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení Signál EKG a tlaková křivka bez pulzů kardiostimulátoru Frekvenční spektrumekg signálu bez pulzů kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení Signál bez pulzů kardiostimulátoru Wavelets saclogram typu obrysy bez pulzů kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení Signál se skrytými pulzy kardiostimulátoru EKG křivka a krevní tlak Diskrétní Hilbertova transformace EKG signálu Frekvenční spektrum EKG signálu

Metody vyhodnocení Signál se skrytými pulzy kardiostimulátoru Wavelets saclogram typu obrysy se skrytými pulzy kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení Signál s jedním pulzem od kardiostimulátoru EKG křivka a krevní tlak Diskrétní Hilbertova transformace EKG signálu Frekvenční spektrum EKG signálu

Metody vyhodnocení Signál s jedním pulzem od kardiostimulátoru Wavelets saclogram typu obrysy s jedním pulzem kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení Signál se 2 pulzy od kardiostimulátoru EKG křivka a krevní tlak Diskrétní Hilbertova transformace EKG signálu Frekvenční spektrum EKG signálu

Metody vyhodnocení - výsledky Signál se 2 pulzy od kardiostimulátoru 0-1 2 3 4 0 Scalogram 115 109 103 97 91 85 79 73 67 61 55 49 43 37 31 25 19 13 7 1-4 x 10 7 6 5 4 3 2 1 1 2 Vzorky 3 4 Wavelets saclogram typu obrysy se 2 pulzy kardiostimulátoru 0

Metody vyhodnocení - výsledky Signál s jedním a pak se 2 pulzy od kardiostimulátoru 0-1 2 3 4 0 Scalogram 115 109 103 97 91 85 79 73 67 61 55 49 43 37 31 25 19 13 7 1-4 x 10 7 6 5 4 3 2 1 1 2 Vzorky 3 4 Wavelets saclogram typu obraz se 2 pulzy kardiostimulátoru 0

Metody vyhodnocení - výsledky Variabilita srdeční frekvence může být také použita pro detekci dostatečné energie pulzů kardiostimulátoru. V případě nedostatečné energie pulzů kardiostimulátoru, nebo u osoby bez kardiostimulátoru se perioda QRS komplexů obvykle trochu mění, naopak v případě správné funkce je tepová frekvence synchronizována pulzy kardiostimulátoru. Odvození pulzů na odcházející hraně R (QRS komplexu). Je požito adaptivního prahování.

Metody vyhodnocení - výsledky Variabilita tepové frekvence bez pulzů kardiostimulátoru, střední hodnota = 75.3; směrodatná odchylka =10.2. Variabilita tepové frekvence s pulzy od kardiostimulátoru, střední hodnota = 70.4; směrodatná odchylka = 0.45.

Metody vyhodnocení - výsledky 200 A 0-200 200 100 B 0-100 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 200 100 C 0-100 100 D 0-100 -200 50 E 0-50 -100 Vzorky Wavelet transformace EKG signálu nejdříve s jedním pulzem a pak se 2 pulzy od kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení - výsledky 100 0 A -100-200 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 100 B 0-100 -200 5 C 0-5 2 D 0-2 E 2 0-2 Vzorky Wavelet transformace EKG signálu bez pulzů kardiostimulátoru

Metody vyhodnocení - výsledky 200 A 100 0-100 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 200 B 100 0-100 5 C 0-5 5 D 0-5 2 E 0-2 Vzorky Wavelet transformace EKG signálu se skrytými pulzy

Měřící systém další vývoj Přístroj pro měření síly stisku ruky s návazností na počítač

Závěr V tomto příspěvku byly prezentovány přístroje pro měření EKG a tlakové křivky, byly zobrazeny příklady těchto signálů a jejich vyhodnocení několika způsoby. Hlavním cílem byla detekce synchronizace srdce i v případě, že pulzy kardiostimulátoru nebyly v signálu pozorovatelné a možnost nalezení těchto pulzů. Z uvedených metod se zdá být nejlepší wavelet transformace, která umožnila zobrazit přesnou polohu pulzů a jejich amplitudu. Přístroj a vyhodnocovací postup by měl v budoucnu přispět k optimalizaci energie pulzů kardiostimulátoru a optimálnímu umístění elektrod v srdci. To vše by mělo vést k menší zátěži pro pacienta, delší provoz baterie kardiostimulátoru atd. Děkuji za Vaši pozornost