最も一般的な生物医学信号の1つは心電図です。 私たちの教師が従事しているのはその処理です。 この信号は比較的簡単に受信できます。 現在、心電図を見るには、人体に適用された2つの電極だけで十分です。 私たちの作業では、標準のアイントーベン回路に従って3つの電極を使用しました。
作業は、デバイスのハードウェアの構築から始まりました。 回路全体はブレッドボード上で組み立てられました。 この回路には、AD620生体電位増幅器、Atmega16マイクロコントローラー、AD7739シグマデルタADC（8チャネル、24ビット、16が実際に使用）のコンポーネントが含まれています。 作業の最初に、フィルタリングを使用してオーディオファイルエディターのみでADCが出力するデータを確認することができました。
高校では、学生として、ADCの初期化、サンプルの受信、ポートへの転送を行うコントローラーのプログラムを勉強しました。 コマンドシステム、マイクロコントローラーに関する本、LED付きゲーム...その後、リーダーと共に徐々に、このデバイスのミニタスクを設定し始めました。
信号を視覚化し、さらに処理を実行することが決定されたら。 私たちの部門の従業員はLabVIEW環境での経験があるため、それを使用することも試みました。
心拍数分析ソフトウェア
仕事の結果として判明したソフトウェア製品自体に直接渡しましょう。 経験豊富なLabVIEW開発者に、ソフトウェアの平均的な作成にどれだけ費やしたかを尋ねると、2週間から無限にプログラムを作成できると答えました。 実際、最終版では常に何かを修正したいと考えています。完璧に制限はありません！
心拍変動を分析するためのプログラムには、ECG信号の記録とその後の分析という2つの主なモードがあります。 最初のモードでは、ECGとリズムグラムが記録され、データがファイルに並行して書き込まれます。 そのため、フロントパネルに表示されます。
およびブロック図：
リズムグラム処理モードは、登録自体よりもはるかに複雑です。 そして、いくつかのコンポーネントが含まれています。 まず、HR、MxDMn、Mn、Mx、SDNN、CV、D、RRav、RMSSD、PNN50、SIなどのリズモグラムの統計的特性が計算されます。 実際、これらのパラメーターは標準偏差、分散、最大値、最小値であり、統計でよく使用されます。 それらの一部は異なる名前が付けられており、一部は計算がもう少し複雑です。 たとえば、SI（ストレスインデックス）-規制システムの緊張のインデックスは、変分法パルソメトリーの方法によって形成されたヒストグラムに基づいて計算されます。 その式は次のとおりです。
ここで、Amoはヒストグラムモードの振幅、Moはヒストグラムのモード、MxDMnは最大RR間隔と最小RR間隔の差です。
ヒストグラムは、心臓の間隔のグループ化された値をグラフィカルに表現したものです。横軸には時間値が、縦軸にはパーセント値がプロットされます[1]。 ヒストグラムを作成するために、一般的なヒストグラム関数が使用されました。 実際、この多くの異なるパラメーターはすべて、心臓のリズムの統計処理にすぎません。 そして、心臓のリズムまたはリズムグラムは、RR間隔の持続時間の値の配列です。 ECGの2つの最大ピーク間の時間距離。 循環器を決定するには、RRだけでなく、他の歯も使用できます。 これは、心電図から心臓のリズムを強調するためのブロック図がどのように見えるかです。
そして、これは統計分析分析タブのフロントパネルです：
上記の特性とともに、相関リズモグラフィーの方法の実装を表す散布図が同じウィンドウに表示されます。 これは、直交座標系に一連のポイントを構築することにより、「クラウド」の形で心臓間隔のダイナミックレンジをグラフィカルに表現する方法です。 この場合、現在の各RR間隔は縦座標軸に沿ってプロットされ、横座標軸に連続します[2]。 ブロック図は次のとおりです。
心臓のリズムのスペクトル分析の実装に多くの時間が費やされました。 スペクトル解析は、心拍数の変化のダイナミクスに対する特定の周期的成分の寄与を評価します。 この目的のために、特定された各周期に対応する振動のいわゆるスペクトルパワーが推定されます。 スペクトル法は、リズムグラムの短いセクションの分析にほぼ排他的に使用されます（2〜5分）[3]。 国内の医療行為の各期間の境界は、この分野の専門家の最大の会議の1つで最近標準化されました。 各周波数範囲に特定の値があります。 スペクトル分析のフロントパネル：
自己相関関数（ACF）は、後続の各RR間隔と以前のRR間隔の統計的関係をグラフィカルに表し、規制プロセスの制御の集中化の程度を反映します。 ACFの作成時に、確率と統計パレットの相関係数関数が使用されました。
リズムグラム分析のブロック図の一般的なビュー：
PCとハードウェアのペアリングは、VISAライブラリに実装されています。 ポートの最大速度は115200に設定されました。最新の公開データによると、心電図信号の範囲は500 Hzの領域で最大周波数に達する可能性があります。 ただし、デジタルフィルターを設定して、スペクトルの幅を0〜100 Hzに制限します。
デバイスは完全に機能し、データの同時視覚化によりリアルタイムでECG登録を実行し、研究結果と患者データをファイルに記録します。
最近、プログラムに非線形技術を使用したデータ分析を含めました。 また、この治療法のいくつかの要素は、被験者の感情状態を評価するのに役立つことにも注意したいと思います。 デバイスの外観は次のとおりです。
システム操作ビデオ：
サブフレームのソースコード
文学
1. 心拍変動の研究の臨床的意義とその評価方法。
2.デンボA.G.、ゼムツォフスキーE.V. スポーツ心臓学：医師のためのガイド。 ─L .: Medicine、1989。-464 p。
3. Belyaev K.R. 心臓の変動を分析する方法。
4.さまざまな心電図システムを使用する場合の心拍変動の分析（ガイドライン）
5.欧州心臓病学会および北米電気刺激生理学学会のワーキンググループの心拍変動の基準