تسجيل مخطط كهربية القلب هو وسيلة لدراسة الإشارات الكهربائية المتولدة أثناء نشاط عضلات القلب. لتسجيل بيانات مخطط كهربية القلب، يتم استخدام 10 أقطاب كهربائية: 1 صفر في الساق اليمنى، و3 قياسية من الأطراف، و6 في منطقة القلب.

نتيجة أخذ المؤشرات الكهربائية لعمل أجزاء مختلفة من العضو هي إنشاء مخطط كهربية القلب.

يتم تسجيل معلماتها على ورق لف خاص. تتوفر سرعة نقل الورق في 3 خيارات:

• 25 ملم. ثانية؛
• 50 ملم ثانية؛
• 100 ملم ثانية؛

توجد أجهزة استشعار إلكترونية يمكنها تسجيل معلمات تخطيط القلب على القرص الصلب لوحدة النظام، وإذا لزم الأمر، عرض هذه البيانات على الشاشة أو طباعتها على تنسيقات الورق المطلوبة.

فك تشفير مخطط كهربية القلب المسجل.

يتم إعطاء نتائج تحليل معلمات مخطط كهربية القلب من قبل طبيب القلب. يتم فك تشفير التسجيل من قبل الطبيب من خلال تحديد مدة الفواصل الزمنية بين العناصر المختلفة للمؤشرات المسجلة. شرح مميزات مخطط كهربية القلب يحتوي على العديد من النقاط:

قراءات تخطيط القلب العادية.

يتم تمثيل مخطط القلب القياسي بالمؤشرات التالية:

مخطط كهربية القلب في حالة احتشاء عضلة القلب.

يحدث احتشاء عضلة القلب بسبب التفاقم مرض الشريان التاجيعندما يضيق التجويف الداخلي للشريان التاجي لعضلة القلب بشكل ملحوظ. إذا لم يتم تصحيح هذا الانتهاك خلال 15-20 دقيقة، تحدث الوفاة. خلايا العضلاتالقلب، حيث يتلقى الأكسجين والمواد المغذية من هذا الشريان. يخلق هذا الظرف اضطرابات كبيرة في عمل القلب ويشكل تهديدًا خطيرًا وخطيرًا للحياة. في حالة حدوث نوبة قلبية، سيساعد مخطط كهربية القلب في تحديد موقع النخر. يحتوي مخطط القلب المشار إليه على انحرافات واضحة في الإشارات الكهربائية لعضلة القلب:

اضطراب ضربات القلب.

يتم اكتشاف اضطراب في إيقاع انقباض عضلات القلب عند ظهور تغييرات على مخطط كهربية القلب:

تضخم القلب.

الزيادة في حجم عضلات القلب هي تكيف العضو مع ظروف التشغيل الجديدة. يتم تحديد التغييرات التي تظهر على مخطط كهربية القلب من خلال قوة كهربية حيوية عالية، ومنطقة عضلية مميزة، وتأخر في حركة النبضات الكهربية الحيوية في سمكها، وظهور علامات جوع الأكسجين.

خاتمة.

تتنوع مؤشرات تخطيط كهربية القلب لأمراض القلب. تعتبر قراءتها نشاطًا معقدًا يتطلب تدريبًا خاصًا وتحسين المهارات العملية. يحتاج المتخصص الذي يميز مخطط كهربية القلب إلى معرفة المبادئ الأساسية لفسيولوجيا القلب والإصدارات المختلفة من مخططات القلب. يجب أن يكون لديه مهارات في تحديد التشوهات في نشاط القلب. حساب تأثير الأدوية والعوامل الأخرى على حدوث اختلافات في بنية موجات وفترات تخطيط القلب. لذلك، ينبغي أن يعهد تفسير مخطط كهربية القلب إلى أخصائي واجه في ممارسته أنواعًا مختلفة من أوجه القصور في عمل القلب.

قد تكون مهتمًا أيضًا

تخطيط كهربية القلب (ECG)– إحدى الطرق الفيزيولوجية الكهربية لتسجيل الإمكانات الحيوية للقلب. تنتقل النبضات الكهربائية من أنسجة القلب إلى أقطاب الجلد الموجودة على الذراعين والساقين والصدر. يتم بعد ذلك إخراج هذه البيانات إما بيانياً على الورق أو عرضها على شاشة العرض.

في النسخة الكلاسيكيةاعتمادًا على موقع القطب، يتم تمييز ما يسمى بالخيوط القياسية والمعززة والصدرية. يُظهر كل واحد منهم نبضات كهربائية حيوية مأخوذة من عضلة القلب بزاوية معينة. بفضل هذا النهج، يُظهر مخطط كهربية القلب في النهاية وصفًا كاملاً لعمل كل قسم من أنسجة القلب.

الشكل 1. شريط تخطيط القلب مع البيانات الرسومية

ماذا يظهر مخطط كهربية القلب للقلب؟ باستخدام هذه الطريقة التشخيصية الشائعة، يمكنك تحديد الموقع المحدد الذي تحدث فيه العملية المرضية. بالإضافة إلى أي اضطرابات في عمل عضلة القلب (عضلة القلب)، يُظهر مخطط كهربية القلب الموقع المكاني للقلب في الصدر.

المهام الرئيسية لتخطيط كهربية القلب

1. الكشف في الوقت المناسب عن عدم انتظام ضربات القلب ومعدل ضربات القلب (الكشف عن عدم انتظام ضربات القلب والانقباضات الخارجية).
2. تحديد التغيرات العضوية الحادة (احتشاء عضلة القلب) أو المزمنة (نقص التروية) في عضلة القلب.
3. الكشف عن الاضطرابات في التوصيل داخل القلب للنبضات العصبية (ضعف توصيل النبضات الكهربائية من خلال نظام التوصيل للقلب (الحصار)).
4. تعريف بعض الحالات الحادة (الصمة الرئوية) والمزمنة (التهاب الشعب الهوائية المزمن توقف التنفس) أمراض الرئة.
5. الكشف عن المنحل بالكهرباء (مستويات البوتاسيوم والكالسيوم) والتغيرات الأخرى في عضلة القلب (ضمور، تضخم (زيادة في سمك عضلة القلب)).
6. التسجيل غير المباشر الأمراض الالتهابيةالقلب (التهاب عضلة القلب).

عيوب الطريقة

العيب الرئيسي لتخطيط كهربية القلب هو التسجيل قصير المدى للمؤشرات. أولئك. يُظهر التسجيل عمل القلب فقط في الوقت الذي يتم فيه إجراء مخطط كهربية القلب (ECG) أثناء الراحة. نظرًا لحقيقة أن الاضطرابات المذكورة أعلاه يمكن أن تكون عابرة (تظهر وتختفي في أي وقت)، فغالبًا ما يلجأ المتخصصون إلى المراقبة اليومية وتسجيل مخطط كهربية القلب مع الإجهاد (اختبارات الإجهاد).

مؤشرات لتخطيط القلب

يتم إجراء تخطيط كهربية القلب بشكل روتيني أو كحالة طارئة. يتم إجراء التسجيل الروتيني لتخطيط القلب أثناء الحمل، عندما يتم إدخال المريض إلى المستشفى، في عملية إعداد الشخص للعمليات أو الإجراءات الطبية المعقدة، لتقييم نشاط القلب بعد علاج معين أو تدخلات طبية جراحية.

مع الغرض الوقائييوصف تخطيط القلب:

• الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم.
• مع تصلب الشرايين الوعائية.
• في حالة السمنة.
• مع فرط كوليسترول الدم (زيادة مستويات الكوليسترول في الدم) ؛
• بعد تأجيل بعض أمراض معدية(الذبحة الصدرية، وما إلى ذلك)؛
• لأمراض الغدد الصماء والجهاز العصبي.
• الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 40 عامًا والأشخاص المعرضين للإجهاد؛
• لأمراض الروماتيزم.
• الأشخاص الذين يعانون من مخاطر ومخاطر مهنية لتقييم مدى ملاءمتهم المهنية (الطيارين، البحارة، الرياضيين، السائقين...).

على أساس طارئ، أي. "في هذه اللحظة" يوصف تخطيط القلب:

• للألم أو الانزعاج خلف القص أو في الصدر.
• في حالة ضيق التنفس المفاجئ.
• مع ألم شديد لفترة طويلة في البطن (خاصة في الأجزاء العلوية)؛
• في حالة الزيادة المستمرة في ضغط الدم.
• عند حدوث ضعف غير مبرر.
• في حالة فقدان الوعي.
• في حالة إصابة الصدر (من أجل استبعاد تلف القلب)؛
• في وقت أو بعد اضطراب ضربات القلب.
• للألم في العمود الفقري الصدري والظهر (وخاصة على اليسار)؛
• في ألم حادفي منطقة الرقبة والفك السفلي.

موانع لتخطيط القلب

لا توجد موانع مطلقة لإجراء تخطيط القلب. موانع النسبية لتخطيط كهربية القلب قد تشمل ما يلي: اضطرابات مختلفةسلامة الجلد في الأماكن التي يتم توصيل الأقطاب الكهربائية بها. ومع ذلك، ينبغي أن نتذكر أنه في حالة مؤشرات الطوارئينبغي دائمًا إجراء تخطيط كهربية القلب (ECG) دون استثناء.

التحضير لتخطيط كهربية القلب

لا يوجد أيضًا تحضير خاص لإجراء تخطيط كهربية القلب، ولكن هناك بعض الفروق الدقيقة في الإجراء التي يجب على الطبيب تحذير المريض منها.

1. من الضروري معرفة ما إذا كان المريض يتناول أدوية القلب (يجب تدوين ملاحظة على استمارة التحويل).
2. أثناء الإجراء، لا يمكنك التحدث أو الحركة، ويجب عليك الاستلقاء والاسترخاء والتنفس بهدوء.
3. استمع واتبع الأوامر البسيطة من الطاقم الطبي، إذا لزم الأمر (شهيق واستمر في ذلك لبضع ثوان).
4. من المهم أن تعرف أن الإجراء غير مؤلم وآمن.

من الممكن تشويه تسجيل مخطط كهربية القلب عندما يتحرك المريض أو في حالة التأريض غير الصحيح للجهاز. قد يكون سبب التسجيل غير الصحيح أيضًا هو الاتصال غير الصحيح للأقطاب الكهربائية بالجلد أو الاتصال غير الصحيح. غالبًا ما يحدث التداخل في التسجيل بسبب ارتعاشات العضلات أو التداخل الكهربائي.

إجراء تخطيط كهربية القلب أو كيفية إجراء تخطيط القلب

الشكل 2. تطبيق الأقطاب الكهربائية أثناء تخطيط القلب عند تسجيل مخطط القلب، يستلقي المريض على ظهره على سطح أفقي، وذراعيه ممدودتان على طول الجسم، وساقيه مستقيمتان وغير مثنيتين عند الركبتين، وصدره عاري. يتم توصيل قطب كهربائي واحد بالكاحلين والمعصمين وفقًا للمخطط المقبول عمومًا:

• إلى اليد اليمنى - قطب كهربائي أحمر؛
• إلى اليد اليسرى - أصفر.
• إلى الساق اليسرى - أخضر؛
• إلى الساق اليمنى - أسود.

ثم يتم وضع 6 أقطاب كهربائية أخرى على الصدر.

بعد توصيل المريض بالكامل بجهاز تخطيط القلب، يتم تنفيذ إجراء التسجيل، والذي لا يستمر في أجهزة تخطيط كهربية القلب الحديثة أكثر من دقيقة واحدة. في بعض الحالات، يطلب مقدم الرعاية الصحية من المريض الاستنشاق وعدم التنفس لمدة 10-15 ثانية ويقوم بإجراء تسجيلات إضافية خلال هذه الفترة.

في نهاية الإجراء، يشير شريط تخطيط القلب إلى العمر والاسم الكامل. المريض وسرعة إجراء مخطط القلب. ثم يقوم أحد المتخصصين بفك تشفير التسجيل.

تفسير وتفسير تخطيط القلب

يقوم طبيب القلب أو الطبيب بتفسير مخطط كهربية القلب التشخيص الوظيفيأو مسعف (في سيارة إسعاف). تتم مقارنة البيانات مع مخطط كهربية القلب (ECG) المرجعي. يُظهر مخطط القلب عادة خمس موجات رئيسية (P، Q، R، S، T) وموجة U خفية.

الشكل 3. الخصائص الأساسية لمخطط القلب

الجدول 1. تفسير تخطيط القلب عند البالغين أمر طبيعي

تفسير تخطيط القلب عند البالغين، القاعدة في الجدول

تغييرات مختلفةقد تشير الأسنان (عرضها) والفواصل الزمنية إلى تباطؤ في توصيل النبضات العصبية عبر القلب. يشير انعكاس موجة T و/أو الارتفاع أو الانخفاض في الفاصل الزمني ST بالنسبة إلى الخط متساوي القياس الضرر المحتملخلايا عضلة القلب.

عند فك رموز مخطط كهربية القلب، بالإضافة إلى دراسة أشكال وفترات جميع الموجات، يتم إجراء تقييم شامل لمخطط كهربية القلب بأكمله. في هذه الحالة يتم دراسة سعة واتجاه جميع الموجات في الخيوط القياسية والمعززة. وتشمل هذه I، II، III، avR، avL وavF. (انظر الشكل 1) ومن خلال الحصول على صورة ملخصة لعناصر تخطيط القلب هذه، يمكن الحكم على EOS (المحور الكهربائي للقلب)، والذي يوضح وجود الانسدادات ويساعد في تحديد موقع القلب في الصدر.

على سبيل المثال، في الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة، قد ينحرف EOS إلى اليسار والأسفل. وبالتالي، فإن تفسير تخطيط القلب يحتوي على جميع المعلومات حول مصدر إيقاع القلب، والتوصيل، وحجم حجرات القلب (الأذينين والبطينين)، والتغيرات في عضلة القلب واضطرابات الإلكتروليت في عضلة القلب.

تكمن الأهمية السريرية الرئيسية والأكثر أهمية لتخطيط كهربية القلب في احتشاء عضلة القلب واضطرابات التوصيل القلبي. من خلال تحليل مخطط كهربية القلب، يمكنك الحصول على معلومات حول بؤرة النخر (توطين احتشاء عضلة القلب) ومدته. يجب أن نتذكر أنه يجب إجراء تقييم تخطيط كهربية القلب (ECG) بالتزامن مع تخطيط صدى القلب ومراقبة تخطيط كهربية القلب (هولتر) على مدار 24 ساعة واختبارات الإجهاد الوظيفية. في بعض الحالات، قد يكون مخطط كهربية القلب (ECG) غير مفيد من الناحية العملية. ويلاحظ هذا مع الحصار الهائل داخل البطينات. على سبيل المثال، PBLNPG ( الحصار الكاملالحزمة اليسرى من الهسهسة). في هذه الحالة، من الضروري اللجوء إلى طرق التشخيص الأخرى.

فيديو حول موضوع "معيار تخطيط القلب"

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي

أكاديمية بينزا الحكومية التكنولوجية

قسم تكنولوجيا المعلومات والإدارة في النظم الطبية والتقنية الحيوية

مشروع الدورة

حول الموضوع: "معالجة إشارات مخطط كهربية القلب"

تدقيق بواسطة: دكتوراه، أستاذ مشارك

كيريف أ.ف.

طور بواسطة: st-t gr. 11PB1b

خوخلوفا ف.

بينزا - 2013

للعمل بالطبع

في تخصص "طرق معالجة الإشارات الطبية الحيوية في جهاز الكمبيوتر"

للطالبة فيرا ألكساندروفنا خوخلوفا

المجموعة 11PB1b

الموضوع: "معالجة إشارات مخطط كهربية القلب"

البيانات الأولية ( متطلبات تقنيةللتصميم)

1. إثبات أهمية موضوع عمل الدورة

2. النظر في التشريح والفيزيولوجيا الكهربية للقلب

3. النظر في مكونات مخطط كهربية القلب

4. ضع في اعتبارك الضوضاء التي تحدث أثناء تسجيل تخطيط كهربية القلب (ECG).

5. تنفيذ طريقة لإيجاد مجمع QRS

6. تقييم النتائج واستخلاص استنتاجات عامة حول العمل

يتراوح حجم الدورة من 30 إلى 50 صفحة، بما في ذلك صفحة العنوان والملخص وقائمة الاختصارات المقبولة (إذا لزم الأمر) والمحتوى والجزء الرئيسي والخاتمة وقائمة المصادر المستخدمة والتطبيقات.

رئيس أ.ف. كيريف

حصلت على المهمة في عام 2013.

الطالب ف.أ. خوخلوفا

مذكرة توضيحية لعمل الدورة المكونة من 50 صفحة حول موضوع:

يحتوي "معالجة إشارات مخطط كهربية القلب" على 21 شكلاً وجدول واحد و15 مصدرًا مستخدمًا.

الغرض من الدورة: معالجة إشارات تخطيط القلب الكهربائي. تتيح لك المعالجة العثور على مجمع QRS وإزالة الضوضاء الصادرة عن موجات P وT في مخطط كهربية القلب.

موضوع الدراسة: حزمة تطبيق MATLAB.

المتطلبات الأساسية:

1) استخدام بيئة Windows XP.

2) استخدام حزمة تطبيق MATLAB.

الغرض: يتخذ الطبيب "قرارات إدارية" بشأن التشخيص واستراتيجية العلاج وما إلى ذلك.

مجال التطبيق: التشخيص الطبي.

مقدمة

1. بنية القلب

2. نظام التوصيل القلبي

3. الفيزيولوجيا الكهربية للقلب

8. استخراج الميزة

12. تحويل المويجات

14. بيئة البرمجة

15. الجزء العملي

خاتمة

قائمة المصادر المستخدمة

طلب

إزالة استقطاب القلب مخطط فورييه الكهربائي للقلب

مقدمة

اليوم، يعد تخطيط كهربية القلب من أكثر الطرق شيوعًا لتشخيص أمراض القلب والأوعية الدموية والتعرف عليها. تتميز إشارة تخطيط القلب بمجموعة من الموجات، بناءً على معلمات الوقت والسعة التي يتم التشخيص لها. حتى وقت قريب، كان يتم إجراء عملية العثور على خصائص الأسنان من قبل طبيب القلب، باستخدام أدوات الرسم فقط. هذا المخطط بسيط وموثوق للغاية، ولكنه يستغرق وقتًا طويلاً، وقد نجح لفترة طويلة بسبب عدم وجود طرق بديلة لحل هذه المشكلة.

حاليًا، لا يمكن لأي مجال من مجالات الطب التجريبي أو السريري أو الوقائي أن يتطور بنجاح بدونه تطبيق واسعالمعدات الطبية الإلكترونية. كما لا يمكن حل مهام الخبرة الهندسية في تصميم أنظمة التحكم المعقدة المتعلقة بالتشخيص الحالي لحالة جسم الإنسان دون استخدام معدات التشخيص الإلكترونية.

تظهر مقارنة فعالية طرق التشخيص المختلفة أن الأكثر معلومات مفيدةحول عمل الأعضاء الداخلية و الأنظمة الفسيولوجيةيتم احتواء الجسم في إشارات كهربية حيوية مأخوذة من مناطق مختلفة تحت الجلد أو من سطح الجسم. بادئ ذي بدء، ينطبق هذا على النشاط الكهربائي للقلب، والمجال الكهربائي للدماغ، والإمكانات الكهربائية للعضلات.

بشكل عام، تتمثل أي دراسة فيزيولوجية كهربائية بثلاث مراحل متتالية: تسجيل وتسجيل ومعالجة إشارات النشاط الكهربي الحيوي. مواصفات خاصة، المتأصلة في طريقة محددة لتنفيذ كل مرحلة من المراحل، تحديد مجموعة من المتطلبات والقيود على التنفيذ المحتمل للباقي. لعدة عقود، كانت موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها محدودة بسبب القدرات التقنية لوسائل تسجيل المعلومات وعرضها. وقد أعاق هذا تطوير طرق المعالجة التلقائية للإشارات الكهربائية الحيوية. العقد الماضي، الذي تميز بالتطور السريع للإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا الكمبيوتر، جعل من الممكن، من ناحية، القضاء عمليا على التشوهات الآلية، ومن ناحية أخرى، تطبيق أساليب معالجة الإشارات الرقمية، التي كان تنفيذها مستحيلا في السابق .

يحتل قياس ومعالجة الإشارة الكهربائية للقلب مكانًا خاصًا بين طرق التشخيص الكهربية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مخطط كهربية القلب هو المؤشر الرئيسي الذي يسمح حاليًا بالتحكم الوقائي والعلاجي لأمراض القلب والأوعية الدموية. يتم تسهيل فعالية طرق تشخيص تخطيط كهربية القلب من خلال نظام الرصاص المتطور والراسخ والاستخدام الواسع النطاق لمؤشرات تخطيط القلب الكمية.

مع تطور أجهزة الكمبيوتر، بدأت المجمعات المتخصصة في الظهور، مما يجعل من الممكن تحديد أمراض القلب بناءً على التحليل الآلي لمعلمات وقت تخطيط القلب. واليوم، أصبحت التطورات التي شهدتها شركة MedIT وشركة Innomed Medical Co معروفة. المحدودة. و اخرين. تقوم أجهزة تخطيط القلب لهذه الشركات بتنفيذ العمليات الأساسية اللازمة للعمل في ظروف حقيقية. يعد البرنامج أحد أجزاء نظام تخطيط القلب. يوفر تصفية الإشارات وتحليل البيانات والتشخيص بناءً على معلمات توقيت تخطيط القلب. يخصص عمل الدورة لدراسة مسألة تحديد ميزات تخطيط القلب (ECG) كإحدى خطوات تحليل الإشارات المعقدة. وهذه مرحلة مهمة جدًا، حيث أن ارتكاب الخطأ هنا يؤثر بشكل كبير على الاستنتاج الطبي.

1. بنية القلب

القلب عبارة عن عضو عضلي مجوف مخروطي الشكل يتلقى الدم من الجذوع الوريدية المتدفقة إليه ويضخه إلى الشرايين المجاورة للقلب. ينقسم تجويف القلب إلى 2 أذينين وبطينين. يشكل الأذين الأيسر والبطين الأيسر معًا "القلب الشرياني"، الذي سمي على اسم نوع الدم الذي يمر عبره؛ ويتحد البطين الأيمن والأذين الأيمن ليشكلا "القلب الوريدي"، الذي سمي على نفس المبدأ. ويسمى انقباض القلب بالانقباض، ويسمى الاسترخاء بالانبساط (الشكل 1).

الشكل 1. هيكل القلب

شكل القلب ليس هو نفسه من شخص لآخر. يتم تحديده حسب العمر والجنس واللياقة البدنية والصحة وعوامل أخرى. في النماذج المبسطة، يتم وصفه من خلال شكل كروي، وأشكال إهليلجية، وأشكال تقاطع مجسم مكافئ إهليلجي ومجسم إهليلجي ثلاثي المحاور. مقياس استطالة (عامل) الشكل هو نسبة أكبر الأبعاد الخطية الطولية والعرضية للقلب. مع نوع الجسم الوهني، تكون النسبة قريبة من واحد، ومع نوع الجسم الوهني تبلغ حوالي 1.5. يتراوح طول قلب الشخص البالغ من 10 إلى 15 سم (عادة 12-13 سم)، والعرض عند القاعدة 8-11 سم (عادة 9-10 سم)، والحجم الأمامي الخلفي 6-8.5 سم (عادةً). 6.5-7 سم). يبلغ متوسط ​​\u200b\u200bوزن القلب عند الرجال 332 جرامًا (من 274 إلى 385 جرامًا) وعند النساء - 253 جرامًا (من 203 إلى 302 جرامًا).

ينقبض القلب السليم وينطفئ بشكل إيقاعي ودون انقطاع. هناك ثلاث مراحل في الدورة القلبية الواحدة:

ينقبض الأذينان المملوءان بالدم. في هذه الحالة، يتم ضخ الدم عبر الصمامات المفتوحة إلى بطينات القلب (في هذا الوقت يظلون في حالة استرخاء). يبدأ انقباض الأذينين عند النقطة التي تتدفق فيها الأوردة، فتضغط أفواههما ولا يتمكن الدم من العودة إلى الأوردة.

ينقبض البطينان مع استرخاء الأذينين في نفس الوقت. ترتفع الصمامات ثلاثية الشرفات وثنائية الشرفات التي تفصل الأذينين عن البطينين، وتنغلق، وتمنع الدم من العودة إلى الأذينين، بينما ينفتح الصمامان الأبهري والرئوي. يؤدي انقباض البطينين إلى دفع الدم إلى الشريان الأورطي والشريان الرئوي.

الإيقاف المؤقت (الانبساط) هو استرخاء للقلب بأكمله، أو فترة راحة قصيرة لهذا العضو. خلال فترة التوقف، يدخل الدم من الأوردة إلى الأذينين ويتدفق جزئيًا إلى البطينين. عندما تبدأ دورة جديدة، سيتم دفع الدم المتبقي في الأذينين إلى البطينين - وسوف تتكرر الدورة.

تستمر دورة القلب الواحدة حوالي 0.85 ثانية، منها زمن انقباض الأذينين 0.11 ثانية فقط، وزمن انقباض البطينين 0.32 ثانية، وأطولها هي فترة الراحة التي تدوم 0.4 ثانية. يعمل قلب الشخص البالغ أثناء الراحة في النظام بحوالي 70 دورة في الدقيقة.

يصاحب عمل القلب (مثل أي عضلة) ظواهر كهربائية تسبب ظهور الكهرباء حقل مغناطيسيحول عضو العمل. يمكن تسجيل النشاط الكهربائي للقلب باستخدام طرق مختلفة لتخطيط كهربية القلب، والتي تعطي صورة للتغيرات مع مرور الوقت في فرق الجهد على سطح جسم الإنسان، أو الدراسة الفيزيولوجية الكهربية لعضلة القلب، والتي تسمح للمرء بتتبع مسار انتشار موجات الإثارة مباشرة على الشغاف. تلعب هذه الأساليب دور مهمفي تشخيص النوبات القلبية وأمراض القلب والأوعية الدموية الأخرى.

2. نظام التوصيل القلبي

يتكون نظام التوصيل الكهربائي للقلب (الشكل 2) من الهياكل التالية:

1. العقدة الجيبية الأذينية SA.

2. الحزمة بين الأذينين (باخمان).

3. العقدة الأذينية البطينية AB.

4. فرع الحزمة اليمنى، فرع الحزمة اليسرى، اليسار الشعاع الأماميوالفرع الخلفي الأيسر.

5. ألياف بورك

الشكل 2. نظام التوصيل القلبي

العقدة CA عبارة عن حزمة من أنسجة عضلية قلبية محددة يبلغ طولها 10-20 ملم وعرضها 3-5 ملم. يقع في الجزء العلوي من الأذين الأيمن بين فتحات الوريد الأجوف.

يوجد في العقدة SA نوعان من الخلايا: خلايا P (جهاز تنظيم ضربات القلب) - الخلايا التي تشكل نبضات تلقائية والخلايا التائية - الخلايا الموصلة. ترتبط الخلايا P ببعضها البعض وبالخلايا التائية.

يتم إجراء نبضات الإثارة الناشئة في الخلايا P بواسطة الخلايا التائية إلى خلايا بوركينجي القريبة. هذا الأخير ينشط عضلة القلب في الأذين الأيمن.

بالإضافة إلى ذلك، تنتشر النبضات من العقدة الجيبية الأذينية على طول الألياف المتخصصة (المسالك الداخلية) إلى الأذين الأيسر والعقدة الأذينية البطينية بشكل أسرع من خلال عضلة القلب المنقبضة. هناك مسارات داخلية أمامية ووسطى وخلفية.

يغادر الجزء الأمامي العقدة الجيبية الأذينية (SA)، وينحني حول الوريد الأجوف العلوي ويشكل فرعين: فرع واحد يذهب إلى الأذين الأيسر ويسمى حزمة باخمان، والآخر يصل إلى الجزء العلوي من العقدة الأذينية البطينية. يتم تسمية القناة الوسطى بحزمة وينكباخ، والقناة الخلفية بحزمة ثوريل.

تقع العقدة الأذينية البطينية على يمين الحاجز بين الأذينين فوق مرفق الصمام ثلاثي الشرفات. يصل طوله في المتوسط ​​إلى 5 - 6 ملم، وعرضه - 2 - 3 ملم. تحتوي العقدة AV أيضًا على خلايا T وP، ولكن يوجد بها عدد أقل من الخلايا P مقارنةً بالعقدة SA.

تقع حزمة هيس (الحزمة الأذينية البطينية) في الجزء العلوي من الحاجز بين البطينين، وتربط العقدة AB بفرعي هيس. وبمجرد دخول النبضات الكهربائية إلى حزمته، فإنها تتسارع، ويستمر طريقها إلى فروعه من 0.03 إلى 0.05 ثانية.

ينشأ فرع الحزمة الأيمن وفرع الحزمة الأيسر من الحزمة الأذينية البطينية ويقعان بين الحاجز بين البطينين، ويستمران إلى أسفل جانبي الحاجز. ينقسم فرع الحزمة اليسرى أيضًا إلى فرعين: الفرع الأمامي الأيسر والفرع الخلفي الأيسر. وتنقسم الفروع وخصلاتها إلى فروع أصغر وأصغر؛ أصغر اتصال بألياف بوركينجي. يتم توزيع ألياف بركنجي الصغيرة في جميع أنحاء البطينين أسفل الشغاف. تنتهي نهايات ألياف بركنجي في خلايا عضلة القلب. مجموعة شعاع

3. الفيزيولوجيا الكهربية للقلب

تتمتع خلايا القلب بالقدرة على توليد وتوصيل نبضات كهربائية تسبب انقباض واسترخاء خلايا عضلة القلب. هذه النبضات الكهربائية هي نتيجة لتدفق قصير من الأيونات الموجبة الشحنة (في المقام الأول أيونات الصوديوم والبوتاسيوم، وإلى حد أقل، أيونات الكالسيوم) ذهابًا وإيابًا عبر غشاء الخلية. إن الاختلاف في تركيز هذه الأيونات في الفضاء داخل الخلايا وخارجها يخلق جهدًا كهربائيًا يُقاس بالميلي فولت.

4. إزالة الاستقطاب وإعادة الاستقطاب

بعد التحفيز بنبض كهربائي، يصبح غشاء خلية عضلة القلب المستقطبة منفذًا لأيونات الصوديوم المشحونة إيجابيًا، مما يسمح لها بالمرور إلى الخلية. ونتيجة لذلك، تنخفض الشحنة السالبة الموجودة داخل الخلية. عندما تنخفض جهود الغشاء إلى ما يقرب من 60 مللي فولت، تنفتح المسام الكبيرة (قنوات الصوديوم السريعة) مؤقتًا في الغشاء. تسمح هذه القنوات بالتدفق السريع للصوديوم عبر الغشاء، مما يؤدي إلى تدفق مفاجئ لأيونات الصوديوم الموجبة الشحنة إلى داخل الخلية. ونتيجة لذلك، يصبح الجزء الخارجي من الخلية سلبيا، و الجزء الداخلي- إيجابي. عند هذه النقطة، عندما يصبح الداخل موجبًا إلى أقصى حد، والخارج إلى أقصى حد سلبي، تصبح الخلية "منزوعة الاستقطاب". تسمى عملية تركيز الأيونات في الخلية الساكنة بالاستقطاب، أما العملية العكسية فتسمى إزالة الاستقطاب (الشكل 3).

توجد قنوات الصوديوم السريعة في خلايا عضلة القلب والخلايا المتخصصة في نظام التوصيل القلبي، باستثناء خلايا العقد CA والعقد الأذينية البطينية. تحتوي خلايا العقد CA وAB على قنوات كالسيوم-صوديوم بطيئة بدلاً من قنوات الصوديوم السريعة. يتم فتحها عندما تنخفض إمكانات الغشاء لهذه الخلايا إلى حوالي 50 مللي فولت. تسمح هذه القنوات بالمرور البطيء لأيونات الكالسيوم والصوديوم الموجبة الشحنة إلى الخلايا أثناء إزالة الاستقطاب. ونتيجة لذلك فإن معدل إزالة الاستقطاب لهذه الخلايا يكون بطيئا مقارنة بمعدل إزالة الاستقطاب للخلايا القلبية ذات قنوات الصوديوم السريعة.

بمجرد زوال استقطاب خلية القلب، تبدأ أيونات البوتاسيوم الموجبة الشحنة في التدفق خارج الخلية، لتبدأ العملية العكسية التي تعود فيها الخلية إلى حالة الراحة - وهي حالة الاستقطاب. تتضمن هذه العملية، التي تسمى إعادة الاستقطاب (الشكل 3)، التبادل المعقد لأيونات الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم عبر أغشية الخلايا.

الشكل 3. إزالة الاستقطاب وإعادة الاستقطاب لخلايا عضلة القلب

تؤدي عملية إزالة الاستقطاب لخلية قلبية واحدة إلى توليد نبضة كهربائية (أو منبه) تعمل على الخلايا المجاورة، مما يؤدي إلى إزالة الاستقطاب. إن انتشار نبضة كهربائية من خلية إلى أخرى ينتج عنه موجة من إزالة الاستقطاب، والتي يمكن قياسها كتيار كهربائي يتدفق في اتجاه إزالة الاستقطاب. ومع إعادة استقطاب الخلايا، يتدفق تيار كهربائي آخر إليها غير إتجاه. يمكن اكتشاف اتجاه تدفق وحجم التيارات الكهربائية الناتجة عن إزالة الاستقطاب وإعادة الاستقطاب لخلايا عضلة القلب الأذينية والبطينية بواسطة الأقطاب الكهربائية السطحية وتسجيلها في مخطط كهربية القلب (مخطط القلب). إزالة استقطاب خلايا عضلة القلب تنتج الموجة P ومركب QRS، وتنتج إعادة استقطاب الخلايا الموجة T في مخطط كهربية القلب (الشكل 4).

الشكل 4. تشكيل موجات في مخطط كهربية القلب

5. تسجيل مخطط كهربية القلب

مخطط كهربية القلب أو تخطيط كهربية القلب (ECG) هو تسجيل لإجمالي الإمكانات الكهربائية التي تحدث عندما يتم تحفيز العديد من خلايا عضلة القلب.

يتم تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) باستخدام مخطط كهربية القلب، وأجزائه الرئيسية هي الجلفانومتر ونظام التضخيم ومفتاح الرصاص وجهاز التبديل. يتم استشعار الإمكانات الكهربائية الناشئة في القلب بواسطة أقطاب كهربائية، وتضخيمها، وقيادتها بواسطة الجلفانومتر. يتم نقل التغييرات في المجال المغناطيسي إلى جهاز تسجيل وتسجيلها على شريط تخطيط كهربية القلب، الذي يتحرك بسرعة 25-50 ملم/ثانية (من 10 إلى 100 ملم/ثانية).

لتجنب الأخطاء الفنية والتداخلات عند تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG)، من الضروري الانتباه إلى التطبيق الصحيح للأقطاب الكهربائية وملامستها للجلد، وتأريض الجهاز، وسعة التحكم بالميلي فولت (1 تلفزيون يتوافق مع 1) سم) وغيرها من العوامل التي يمكن أن تسبب تغييرا في المنحنى.

يتم وضع أقطاب كهربائية لتسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) على أجزاء مختلفة من الجسم. يتم توصيل أحد الأقطاب الكهربائية بالقطب الموجب للجلفانومتر والآخر بالسالب. يُطلق على نظام وضع القطب الكهربائي اسم خيوط تخطيط كهربية القلب.

لتسجيل مخطط كهربية القلب (ECG)، اعتمدت العيادة نظامًا يتضمن 12 سلكًا: ثلاثة خيوط قياسية من الأطراف (I، II، III)، وثلاثة خيوط معززة أحادية القطب (وفقًا لـGolderberg) من الأطراف (aVR، aVL، avf) وستة أسلاك صدرية أحادية القطب (V1، V2، V3، V4، V5، V6) (بحسب ويلسون).

لتسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) في الخيوط القياسية، يتم وضع مناديل شاش مبللة على الثلث السفلي من كلا الساعدين والساق اليسرى، حيث يتم وضع لوحات قطب كهربائي معدنية.

يتم توصيل الأقطاب الكهربائية بالجهاز بواسطة أسلاك أو خراطيم خاصة متعددة الألوان لها حلقات مرتفعة في الأطراف.

6. يؤدي مخطط كهربية القلب

إن أسلاك تخطيط كهربية القلب (ECG) هي سجل (عينة مكانية) للنشاط الكهربائي الذي ينتجه القلب، والذي يتم بإحدى طريقتين: (1) قطبين منفصلين لهما قطبية معاكسة أو (2) قطب موجب منفصل وقطب "محايد"، نقطة مرجعية فارغة. يسمى الرصاص المكون من قطبين منفصلين لهما قطبية متعاكسة بالرصاص ثنائي القطب؛ الرصاص الذي يتكون من قطب موجب واحد منفصل ونقطة مرجعية فارغة هو سلك أحادي القطب.

اعتمادًا على سلك تخطيط القلب المسجل، يمكن توصيل القطب الموجب بالذراع الأيمن أو الأيسر، أو الساق اليسرى، أو الصدر. عادةً ما يتم توصيل القطب السالب بالذراع أو الساق المقابلة أو بنقطة اختبار.

للحصول على تحليل مفصل للنشاط الكهربائي للقلب، عادة في المستشفى، يتم تسجيل مخطط كهربية القلب باستخدام 12 سلكًا منفصلاً (مخطط كهربية القلب ذو 12 سلكًا). يتكون مخطط القلب المكون من 12 سلكًا من ثلاثة خيوط قياسية (ثنائية القطب) (I وII وIII) (الشكل 5)، وثلاثة خيوط معززة (AVR، وAVL، وAVF) (الشكل 6)، وستة خيوط صدرية (الشكل 7). :

V1 - في الفضاء الوربي الرابع على الحافة اليمنى للقص؛

V2 - في الفضاء الوربي الرابع على الحافة اليسرى من القص؛

V3 - في المنتصف بين النقطتين V2 و V4؛

V4 - في الفضاء الوربي الخامس على طول خط الترقوة الأيسر؛

V5 - عند مستوى الرصاص V4 على طول الخط الإبطي الأمامي الأيسر؛

V6 - على نفس المستوى على طول الخط الإبطي الأوسط الأيسر.

الشكل 5. الخيوط القياسية

الشكل 6. يؤدي تعزيز aVR، aVL، وaVF

الشكل 7. الخيوط الأذينية

7. مكونات مخطط كهربية القلب

يتم تمثيل مخطط كهربية القلب الطبيعي بسلسلة من الموجات والفواصل بينها (الشكل 8). يتم تمييز موجات وفترات تخطيط القلب التالية:

الجزء الأولي

الجزء الأوسط

تشكل موجات Q وR وS مركب QRS

نهاية الجزء

موجات T وU

فترات

سعة الإشارة ومدتها

لتوصيف اتساع مجمع QRS، يتم استخدام الحروف الكبيرة (Q وR وS) و أحرف صغيرة(ف، ص، ق). في هذه الحالة، تشير الأحرف الكبيرة إلى الأسنان السائدة (> 5 مم)، وتشير الأحرف الصغيرة إلى أسنان صغيرة السعة (<5 مم).

يتم قياس سعة الموجات بالميلي فولت (mV). عادة، يتم تكوين مخطط كهربية القلب بحيث تتوافق الإشارة البالغة 1 مللي فولت مع انحراف قدره 1 سم عن خط الجهد الكهربي.

يتم قياس عرض الأسنان ومدة الفترات بالثواني.

الشكل 8. مكونات تخطيط القلب الكهربائي

تسمى أقسام مخطط القلب بين الموجات والمجمعات المقاطع والفواصل: مقطع PR، مقطع ST، مقطع TP، فاصل PR، فاصل QT، وفاصل RR. تتضمن الفترات موجات ومجمعات، في حين لا تتضمن الأجزاء ذلك. عندما لا يتم تسجيل النشاط الكهربائي للقلب، يكون مخطط القلب خطًا مستقيمًا ومسطحًا - خط أو قاعدة تساوي الجهد الكهربي.

8. استخراج الميزة

هناك العديد من الخوارزميات لاستخراج ميزات PQRST، وخاصة خوارزميات البحث QRS (هاميلتون وتومبكينز، 1986). يصف هذا القسم خوارزمية استخراج الميزات المستخدمة فقط في هذا العمل.

المشكلة الرئيسية في استخراج ميزات PQRST هي العثور على الموقع الدقيق للموجات (الشكل 9 يوضح موجة PQRST ونقاطها الأساسية). بمجرد تحديد مواقع الموجات، يتم تبسيط تحديد اتساع الموجة وأشكالها إلى حد كبير. تتمثل استراتيجية العثور على موقع الموجات في التعرف أولاً على مركب QRS الذي يحتوي على أعلى مكونات التردد. ثم يتم التعرف على الموجة T، وأخيراً الموجة P، والتي عادة ما تكون أصغر موجة. من السهل نسبيًا تقييم علامات خط الأساس وST لاحقًا.

الشكل 9. مجمع PQRST

9. التداخل أثناء تسجيل مخطط كهربية القلب

مخطط كهربية القلب هو مكون من الإمكانات السطحية الناتجة عن النشاط الكهربائي للقلب. تعتبر المكونات المتبقية من الإمكانات بمثابة تداخل.

يمكن أن يكون سبب التداخل هو النشاط الكهربائي للأنسجة التي يتم من خلالها إجراء النبض، ومقاومة الأنسجة، وخاصة الجلد، وكذلك المقاومة عند مدخل مكبر الصوت. مثال على هذا النوع من التداخل هو النشاط الكهربائي للعضلات، لذلك عند تسجيل مخطط كهربية القلب من الضروري نصح المريض بإرخاء العضلات قدر الإمكان. يصعب أحيانًا تمييز التقلبات الناجمة عن التيارات العضلية عن الرفرفة الأذينية. يمكن للقطع الأثرية التي تظهر على المنحنى بسبب الضغط العرضي للجهاز أو الأريكة أن تحاكي الانقباض البطيني الخارجي. ومع ذلك، عند الفحص الدقيق، يمكن التعرف بسهولة على القطع الأثرية. عند مقارنة التغييرات الديناميكية، لا يمكنك إرفاقها القيمة التشخيصيةالتغيرات في سعة الموجة إذا تم تسجيل مخطط كهربية القلب التسلسلي لنفس المريض عند حساسية مختلفة لمخطط كهربية القلب.

من الأهمية بمكان ثبات خط الصفر (أو خط الأساس) الذي يتم من خلاله قياس سعة الموجات. يعتمد استقرار خط الصفر على وجود مقاومة دخل عالية بدرجة كافية لنظام مكبر الصوت والحد الأدنى من مقاومة الجلد.

غالبًا ما يتقلب الخط الرئيسي لمخطط القلب الكهربائي مع عناصر المنحنى. لا ينبغي اعتبار مخطط كهربية القلب هذا مرضيًا، لأن السبب قد يكون اضطرابات في إمداد الجهاز بالطاقة، والتنفس القسري للمريض، والسعال، والفواق، والعطس، وحركية الأمعاء. في الخيوط الصدرية، غالبًا ما تظهر مثل هذه التغييرات عندما يحتك القطب الكهربائي بالأضلاع البارزة.

يحدث انخفاض سعة الموجات أحيانًا بسبب ضعف اتصال الأقطاب الكهربائية بالجلد. يحدث التداخل الكبير بسبب تيارات التداخل من شبكة الإضاءة، والتي يتم التعرف عليها من خلال تردد التذبذب البالغ 50 هرتز. يمكن أن يحدث مثل هذا التداخل إذا كان هناك اتصال ضعيف بين الأقطاب الكهربائية والجلد. ليس من الصعب التعرف على موقع التداخل. على سبيل المثال، إذا كان "الحديث المتبادل" مرئيًا في الاتجاهين II وIII، ولكن ليس في الاتجاه I، فإن السلك من الساق اليسرى لديه اتصال ضعيف مع القطب الكهربائي، أو أن الأخير لا يلتصق بإحكام بالجلد. إذا كان "الحديث المتبادل" مرئيًا في الاتجاهين الأول والثاني، فهذا يعني أن الاتصال ضعيف في اليد اليمنى. للقضاء على التداخل، غالبا ما تستخدم المرشحات المختلفة.

لتقييم العلاقة بين الإشارة المفيدة والتداخل، يوضح الجدول 1 قيم معلمات وقت السعة لتخطيط القلب التي تتوافق مع القاعدة.

الجدول 1 - معلمات عناصر تخطيط القلب العادية

تم تطوير نظرية اكتشاف ميزات الإشارة وتقدير معلماتها بشكل جيد، ولكن التطبيق المباشر لعدد من الحلول الكلاسيكية لدراسة الإشارات الكهربية الحيوية أمر صعب وغالبًا ما يكون مستحيلًا. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى وجود درجة كبيرة من عدم اليقين المسبق في خصائص الإشارات والضوضاء، والتي يتم تحديدها الخصائص الفرديةمرضى.

10. طرق تحليل الإشارات

معظم الإشارات الطبية لها خصائص معقدة من حيث التردد الزمني. كقاعدة عامة، تتكون هذه الإشارات من مكونات قصيرة العمر وعالية التردد متقاربة في الوقت ومكونات طويلة العمر ومنخفضة التردد متقاربة في التردد.

لتحليل مثل هذه الإشارات، تحتاج إلى طريقة يمكنها توفير دقة جيدة من حيث التردد والوقت. الأول مطلوب لتوطين المكونات ذات التردد المنخفض، والثاني مطلوب لحل المكونات عالية التردد.

يعد تحويل المويجات إحدى هذه الطرق التي اكتسبت شعبية في مجالات متنوعة مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ورسومات الكمبيوتر وعلم الأحياء والفيزياء الفلكية والطب. نظرًا لقدرته الجيدة على التكيف مع تحليل الإشارات غير الثابتة، فقد أصبح بديلاً قويًا لتحويل فورييه في عدد من التطبيقات الطبية. نظرًا لأن العديد من الإشارات الطبية غير ثابتة، يتم استخدام طرق تحليل المويجات للتعرف على ميزات التشخيص الرئيسية واكتشافها.

يمثل تحويل فورييه إشارة معطاة في مجال زمني معين في شكل توسع في وظائف الأساس المتعامد (الجيب وجيب التمام)، وبالتالي تسليط الضوء على مكونات التردد. عيب تحويل فورييه هو أنه لا يمكن تحديد موقع مكونات التردد في الوقت المناسب، مما يفرض قيودًا على إمكانية تطبيق هذه الطريقة على عدد من المشاكل (على سبيل المثال، في حالة دراسة ديناميكيات التغيرات في معلمات التردد لـ إشارة خلال فترة زمنية).

هناك طريقتان لتحليل الإشارات غير الثابتة من هذا النوع. الأول هو تحويل فورييه المحلي. باتباع هذا المسار، نعمل مع إشارة غير ثابتة كما هو الحال مع الإشارة الثابتة، بعد أن قمنا بتقسيمها مسبقًا إلى أجزاء. النهج الثاني هو تحويل المويجات. في هذه الحالة، يتم تحليل الإشارة غير الثابتة من خلال التوسع في الوظائف الأساسية التي تم الحصول عليها من بعض النماذج الأولية عن طريق الضغط والتمدد والتحويل. تسمى وظيفة النموذج الأولي بالأم، أو تحليل المويجات.

11. لمحة موجزة عن تحويل فورييه

الطريقة الكلاسيكية لتحليل تردد الإشارات هي تحويل فورييه، والذي يمكن التعبير عن جوهره بالصيغة (1)

نتيجة تحويل فورييه هي طيف التردد والسعة، والذي يمكن من خلاله تحديد وجود تردد معين في الإشارة قيد الدراسة.

في حالة عدم ظهور مسألة تحديد الموقع الزمني للترددات، فإن طريقة فورييه تعطي نتائج جيدة. ولكن إذا كان من الضروري تحديد الفاصل الزمني لوجود التردد، فيجب استخدام طرق أخرى.

12. تحويل المويجات

تحويل المويجات للإشارات هو تعميم للتحليل الطيفي، وممثله النموذجي هو تحويل فورييه الكلاسيكي. مصطلح "المويجات" المترجم من الإنجليزية يعني "موجة صغيرة (قصيرة)". المويجات اسم عام لعائلات الدوال الرياضية ذات الشكل المعين، والمحلية في الزمن والتردد، والتي يتم فيها الحصول على جميع الدوال من قاعدة واحدة (توليد) عن طريق إزاحاتها وامتداداتها على طول محور الزمن. تأخذ تحويلات المويجات في الاعتبار وظائف الوقت التي تم تحليلها من حيث التذبذبات المحلية في الوقت والتردد. عادة، يتم تقسيم تحويلات المويجات (WT) إلى منفصلة (DWT) ومستمرة (CWT).

يستخدم DWT لتحويل الإشارة والتشفير، ويستخدم CWT لتحليل الإشارة. يتم الآن اعتماد تحويلات المويجات لمجموعة كبيرة ومتنوعة من التطبيقات، وغالبًا ما تحل محل تحويل فورييه التقليدي. ويلاحظ ذلك في العديد من المجالات، بما في ذلك الديناميكا الجزيئية، وميكانيكا الكم، والفيزياء الفلكية، والجيوفيزياء، والبصريات، ورسومات الكمبيوتر ومعالجة الصور، وتحليل الحمض النووي، وأبحاث البروتين، وأبحاث المناخ، المعالجة العامةالإشارات والتعرف على الكلام.

تحليل المويجات هو نوع خاص من التحويل الخطي للإشارات والبيانات المادية حول العمليات والعمليات التي تعرضها هذه الإشارات. الخصائص الفيزيائية البيئات الطبيعيةوالأشياء. أساس الوظائف الذاتية، التي يتم من خلالها تحليل المويجات للإشارات، له العديد من الخصائص والقدرات المحددة. تتيح وظائف أساس المويجات تركيز الاهتمام على بعض السمات المحلية للعمليات التي تم تحليلها والتي لا يمكن تحديدها باستخدام تحويلات فورييه ولابلاس التقليدية. من الأمور ذات الأهمية الأساسية قدرة المويجات على تحليل الإشارات غير الثابتة مع التغيرات في محتوى المكونات في الزمان أو المكان.

المويجات لها شكل حزم موجة قصيرة ذات قيمة متكاملة صفرية، موضعية على طول محور الوسائط (متغيرات مستقلة)، ثابتة في الإزاحة وخطية لعملية القياس (الضغط/التمدد). من حيث التوطين في تمثيل الوقت والتردد، تحتل المويجات موقعًا متوسطًا بين الدوال التوافقية (الجيبية) المترجمة في التردد ودالة ديراك المترجمة في الوقت المناسب.

المجال الرئيسي لتطبيق تحويلات المويجات هو تحليل ومعالجة الإشارات والوظائف غير الثابتة في الزمن أو غير المنتظمة في المكان، عندما يجب أن تحتوي نتائج التحليل ليس فقط على الاستجابة الترددية العامة للإشارة (توزيع طاقة الإشارة على مكونات التردد)، ولكن أيضًا معلومات حول إحداثيات محلية معينة تظهر فيها مجموعات معينة من مكونات التردد، أو تحدث فيها تغيرات سريعة في مكونات التردد للإشارة. بالمقارنة مع تحليل الإشارات إلى سلسلة فورييه، فإن المويجات قادرة على تمثيل السمات المحلية للإشارات بدقة أعلى بكثير، حتى الانقطاعات من النوع الأول (القفزات). على عكس تحويلات فورييه، يوفر تحويل المويجات للإشارات أحادية البعد اكتساحًا ثنائي الأبعاد، بينما يعتبر التردد والإحداثيات متغيرين مستقلين، مما يجعل من الممكن تحليل الإشارات في فراغين في وقت واحد.

إحدى الأفكار الرئيسية والمثمرة بشكل خاص لتمثيل المويجات للإشارات على مستويات مختلفة من التحلل (التحلل) هي تقسيم وظائف التقريب للإشارة إلى مجموعتين: تقريب - تقريبي، مع ديناميكيات زمنية بطيئة إلى حد ما للتغيرات، و التفصيل - مع الديناميكيات المحلية والسريعة للتغيرات في الخلفية، تكون الديناميكيات سلسة، تليها تجزئتها وتفصيلها على مستويات أخرى من تحلل الإشارة. وهذا ممكن في مجالات الوقت والتردد لتمثيل المويجات للإشارات.

13. أساسيات تحويل المويجات

تعتمد تحويلات المويجات بشكل عام على استخدام وظيفتين متواصلتين ومترابطتين وقابلتين للتكامل على متغير مستقل:

تعمل المويجات كوظائف psi للوقت بقيمة متكاملة صفرية وتردد تحويل فورييه f(ω). تقوم هذه الوظيفة، والتي تسمى عادة المويجات، بتسليط الضوء على تفاصيل الإشارة وخصائصها المحلية. عادةً ما يتم اختيار الوظائف المترجمة بشكل جيد في كل من مجالات الوقت والتردد لتحليل المويجات. يظهر الشكل 10 مثالاً لصورة الوقت والتردد لوظيفة ما.

وظيفة القياس μ(t)، كوظيفة قياس الوقت phi ذات قيمة متكاملة للوحدة، والتي يتم من خلالها إجراء تقريب تقريبي (تقريبي) للإشارة.

الشكل 10. وظائف المويجات على مقياسين

وظائف Phi ليست متأصلة في الجميع، ولكن، كقاعدة عامة، فقط للمويجات المتعامدة. وهي ضرورية لتحويل الإشارات غير المتمركزة والممتدة إلى حد ما مع تحليل منفصل للمكونات المنخفضة التردد والعالية التردد. سيتم مناقشة دور وظيفة phi واستخدامها بعد قليل.

تحويل المويجات المستمر (CWT، تحويل المويجات المستمر). لنفترض أن لدينا وظائف s(t) ذات طاقة محدودة (قاعدة) في الفضاء L2(R)، محددة على طول المحور الحقيقي بأكمله R(-?, ?). بالنسبة للإشارات المحدودة ذات الطاقة المحدودة، يجب أن يميل متوسط ​​قيم الإشارات، مثل أي وظائف أخرى من الفضاء L2(R)، إلى الصفر بمقدار ±؟.

يمكن أن تكون وظائف التوليد مجموعة متنوعة من الوظائف ذات حامل مدمج - محدود في الوقت والموقع على محور الوقت، وله صورة طيفية، إلى حد ما مترجمة على محور التردد. أما بالنسبة لمتسلسلة فورييه، فمن المستحسن بناء أساس الفضاء L2(R) من دالة توليد واحدة، يجب أن يكون معيارها مساويًا لـ 1. ولتغطية المحور الزمني للفضاء بأكمله بوظيفة المويجات المحلية، فإن الإزاحة يتم استخدام العملية (الإزاحة على طول محور الوقت): w(b,t ) = w(t-b)، حيث تكون قيمة b لـ NVP أيضًا قيمة مستمرة. لتغطية كامل نطاق التردد للفضاء L2(R)، تُستخدم عملية القياس الزمني المويجات مع تغيير مستمر في المتغير المستقل: w(a,t) = |a|-1/2w(t/a). في التين. في الشكل 11، يمكن ملاحظة أنه إذا توسعت الصورة الزمنية للمويجة (بتغيير قيمة المعلمة "a")، فإن "متوسط ​​ترددها" سينخفض، وستنتقل صورة التردد (تعريب التردد) إلى ترددات أقل. وبالتالي، من خلال التحول على طول المتغير المستقل (t-b)، تتمتع المويجات بالقدرة على التحرك على طول المحور العددي بأكمله لإشارة عشوائية، وعن طريق تغيير متغير المقياس "a" (عند نقطة ثابتة (t-b) لمحور الوقت ) "عرض" الطيف الترددي للإشارة خلال فترة زمنية معينة من أحياء هذه النقطة.

إن مفهوم مقياس VP له تشابه مع مقياس الخرائط الجغرافية. تتوافق القيم واسعة النطاق مع التمثيل العالمي للإشارة، و قيم منخفضةالمقياس يسمح لك بتمييز التفاصيل. من حيث التردد، تتوافق الترددات المنخفضة مع المعلومات العالمية حول الإشارة (الموزعة على كامل طولها)، وتتوافق الترددات العالية مع معلومات تفصيلية ومميزات صغيرة الحجم، أي. مقياس المويجات، كوحدة لمقياس تمثيل التردد الزمني للإشارات، هو معكوس التردد. التحجيم مثل عملية حسابية، يوسع أو يضغط الإشارة. تتوافق القيم الكبيرة مع توسعات الإشارة، والقيم الصغيرة تتوافق مع الإصدارات المضغوطة. في تعريف المويجات، يوجد عامل المقياس a في المقام. وبناء على ذلك، فإن a> 1 يوسع الإشارة، و< 1 сжимает его.

يبدأ إجراء التحويل بمقياس a=1 ويستمر بقيم متزايدة لـ a، أي. يبدأ التحليل من الترددات العالية ويتجه نحو الترددات المنخفضة. القيمة الأولى "a" تتوافق مع المويجات الأكثر ضغطًا. كلما زادت قيمة "a"، تتوسع المويجات. يتم وضع المويجات في بداية الإشارة (t=0)، مضروبة في الإشارة ومتكاملة خلال الفاصل الزمني المحدد ومطبيعتها بـ 1/. عند تحديد دوال المويجات الزوجية أو الفردية، يتم وضع نتيجة الحساب C(a,b) عند النقطة (a=1, b=0) من طيف المقياس الزمني للتحويل. يمكن اعتبار التحول b بمثابة الوقت منذ t = 0، مع تكرار محور الإحداثيات b بشكل أساسي لمحور الوقت للإشارة. لتضمين جميع نقاط إشارة الدخل بشكل كامل في المعالجة، من الضروري ضبط شروط التحويل الأولية (والنهائية) (قيم معينة لإشارة الدخل عند t<0 и t>tmax بنصف عرض نافذة المويجات). عند تحديد المويجات في اتجاه واحد، تشير النتيجة عادةً إلى الموضع الزمني لنقطة المنتصف لنافذة المويجات.

ثم يتم إزاحة المويجات ذات المقياس a=1 إلى اليمين بالقيمة b ويتم تكرار الإجراء. نحصل على القيمة المقابلة لـ t=b في السطر a=1 في خطة التردد الزمني. يتم تكرار الإجراء حتى تصل المويجات إلى نهاية الإشارة. وهكذا نحصل على خط من النقاط على المخطط الزمني للمقياس a=1.

يمكن أن تكون القيمة الأولية لعامل القياس أقل من 1. من حيث المبدأ، لتفصيل أعلى ترددات الإشارة الحد الأدنى لحجميجب ألا تتجاوز نافذة المويجات فترة أعلى تردد توافقي. إذا كانت الإشارة تحتوي على مكونات طيفية تتوافق مع القيمة الحالية لـ a، فإن تكامل منتج المويجات مع الإشارة في الفاصل الزمني الذي يوجد فيه هذا المكون الطيفي يعطي قيمة كبيرة نسبيًا. وإلا فإن الناتج صغير أو يساوي الصفر، لأن متوسط ​​قيمة دالة المويجات هو صفر. ومع زيادة حجم (عرض النافذة) للمويجة، يؤكد التحويل على الترددات المنخفضة بشكل متزايد.

بشكل عام، قيم المعلمات "أ" و"ب" مستمرة، ومجموعة الوظائف الأساسية زائدة عن الحاجة. ولهذا السبب، يحتوي التحويل المستمر للإشارة على كمية كبيرة جدًا من المعلومات. تتوافق الإشارة المحددة على R مع طيف المويجات على R × R. ومن وجهة نظر الحفاظ على كمية المعلومات أثناء تحويلات الإشارة، يترتب على ذلك أن طيف المويجات في معاهدة عدم الانتشار لديه تكرار هائل.

عكس التحويل. نظرًا لأن شكل الوظائف الأساسية w(a,b,t) ثابت، يتم نقل جميع المعلومات المتعلقة بالإشارة إلى قيم الوظيفة C(a,b). تعتمد دقة تحويل المويجات التكاملية العكسية على اختيار المويجات الأساسية وطريقة بناء الأساس، أي. على قيم المعلمات الأساسية أ، ب. من الناحية النظرية بدقة، يمكن اعتبار المويجات دالة أساسية للدالة L2(R) فقط إذا كانت متعامدة. لأغراض عملية للتحويل المستمر، غالبًا ما يكون الاستقرار والتعامد "التقريبي" لنظام توسيع الوظيفة كافيًا تمامًا. الاستقرار يعني إعادة بناء دقيقة إلى حد ما للإشارات التعسفية. بالنسبة للمويجات المتعامدة، تتم كتابة تحويل المويجات العكسية باستخدام نفس الأساس كالتحويل المباشر:

حيث Csh هو معامل التطبيع:

شرط النهاية Csh يحد من فئة الوظائف التي يمكن استخدامها كمويجات. على وجه الخصوص، عندما u = 0، لضمان تقارب التكامل (1.2.4) عند الصفر، يجب أن تكون قيمة u(u) مساوية للصفر. وهذا يوفر الشرط لضغط صورة فورييه للمويجة في المنطقة الطيفية مع التوطين حول تردد معين ω - التردد المتوسط ​​لوظيفة المويجات. لذلك، يجب أن يكون للدالة w(t) قيمة متوسطة صفرية على مجال تعريفها (تكامل الدالة على الوسيطة يجب أن يكون صفرًا):

ومع ذلك، هذا يعني أنه لا يمكن إعادة بناء جميع الإشارات بدقة باستخدام المويجات w(t)، منذ ذلك الحين عند صفر اللحظة الأولى للمويجة، يكون معامل الإرسال للمكون الثابت للإشارة في التحويل (3) يساوي الصفر. سيتم أخذ شروط إعادة البناء الدقيق للإشارات في الاعتبار عند وصف التحليل متعدد النطاق.

بالإضافة إلى ذلك، حتى لو تم استيفاء الشرط (4)، لا يمكن لجميع أنواع المويجات ضمان إعادة بناء الإشارة على هذا النحو. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه المويجات مفيدة أيضًا لتحليل ميزات الإشارات، كطريقة إضافية للطرق الأخرى لتحليل البيانات ومعالجتها. في الحالة العامة، في غياب التعامد الصارم لدالة المويجات (2)، يتم استخدام التعبير للتحويل العكسي:

حيث يشير الفهرس w#(a,b,t) إلى "التوأم" المتعامد للأساس w(a,b,t)، والذي سيتم مناقشته أدناه.

الشكل 11.

وبالتالي، فإن تحويل المويجات المستمر هو تحليل للإشارة إلى جميع التحولات والضغطات/الامتدادات المحتملة لبعض الوظائف المحدودة المحلية - المويجات. في هذه الحالة يحدد المتغير "a" مقياس المويجات ويعادل التردد في تحويل فورييه، والمتغير "b" هو انزياح المويجات على طول الإشارة من نقطة البداية في منطقة انتشارها. التعريف، الذي يكرر مقياسه تمامًا النطاق الزمني للإشارة التي تم تحليلها. ويترتب على ذلك أن تحليل المويجات هو تحليل التردد المكاني للإشارات.

على سبيل المثال، النظر في تحويل المويجات للإشارة التوافقية النقية s(t)، كما هو موضح في الشكل 11. ويبين نفس الشكل أدناه مويجات من النوع المتماثل sha(t) بمقاييس مختلفة.

14. بيئة البرمجة

لحل المشكلة المخصصة لي، اخترت منتج برنامج MATLAB.

MATLAB عبارة عن حزمة من البرامج التطبيقية لحل مشكلات الحوسبة التقنية ولغة البرمجة التي تحمل الاسم نفسه المستخدمة في هذه الحزمة. يتم استخدام MATLAB من قبل أكثر من مليون مهندس وعالم ويعمل على معظم أنظمة التشغيل الحديثة، بما في ذلك Linux وMac OS وSolaris (لم يعد Solaris مدعومًا اعتبارًا من R2010b) وMicrosoft Windows. ينعكس اسم النظام - MAtrix LABoratory - مختبر المصفوفة.

لغة MATLAB هي لغة برمجة مفسرة عالية المستوى تتضمن هياكل بيانات قائمة على المصفوفة، ومجموعة واسعة من الوظائف، وبيئة تطوير متكاملة، وقدرات موجهة للكائنات، وواجهات للبرامج المكتوبة بلغات برمجة أخرى.

البرامج المكتوبة بلغة MATLAB تأتي في نوعين: الوظائف والبرامج النصية. تحتوي الوظائف على وسيطات الإدخال والإخراج، بالإضافة إلى مساحة العمل الخاصة بها لتخزين نتائج ومتغيرات العمليات الحسابية المتوسطة. تستخدم البرامج النصية مساحة عمل مشتركة. لا يتم تجميع كل من البرامج النصية والوظائف في كود الجهاز ويتم حفظها كملفات نصية. من الممكن أيضًا حفظ ما يسمى بالبرامج التي تم تحليلها مسبقًا - الوظائف والبرامج النصية التي تتم معالجتها في نموذج مناسب للتنفيذ الآلي. بشكل عام، تعمل هذه البرامج بشكل أسرع من البرامج العادية، خاصة إذا كانت الوظيفة تحتوي على أوامر رسومية.

السمة الأساسية للغة MATLAB هي إمكانياتها الواسعة في العمل مع المصفوفات، وهو ما عبر عنه مبدعو اللغة بشعار “فكر بشكل اتجاهي”

تم تطوير MATLAB كلغة برمجة على يد كليف مولر في أواخر السبعينيات، عندما كان عميد قسم علوم الكمبيوتر في جامعة نيو مكسيكو. كان الهدف من التطوير هو منح طلاب الكلية الفرصة لاستخدام مكتبات برمجيات Linpack وEISPACK دون الحاجة إلى دراسة Fortran. وسرعان ما انتشرت اللغة الجديدة بين الجامعات الأخرى واستقبلت باهتمام كبير من قبل العلماء العاملين في مجال الرياضيات التطبيقية. ولا يزال من الممكن العثور على نسخة مكتوبة بلغة فورتران عام 1982، وموزعة كمصدر مفتوح، على الإنترنت. تعرف المهندس جون ن. (جاك) ليتل على اللغة أثناء زيارة كليف مولر لجامعة ستانفورد في عام 1983. وإدراكًا منه أن اللغة الجديدة تتمتع بإمكانات تجارية كبيرة، تعاون مع كليف مولر وستيف بانجرت. قاموا معًا بإعادة كتابة MATLAB بلغة C وأسسوا شركة MathWorks في عام 1984 لمواصلة تطويرها. هذه المكتبات، المعاد كتابتها بلغة C، كانت معروفة لفترة طويلة تحت اسم JACKPAC. كان MATLAB في الأصل مخصصًا لتصميم أنظمة التحكم (اختصاص جون ليتل)، ولكنه سرعان ما اكتسب شعبية في العديد من المجالات العلمية والهندسية الأخرى. كما تم استخدامه على نطاق واسع في التعليم، وخاصة لتدريس الجبر الخطي والأساليب العددية.

إمكانيات MATLAB واسعة جدًا، وغالبًا ما يتفوق النظام على منافسيه في سرعة إنجاز المهام. ينطبق هذا على العمليات الحسابية في أي مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا تقريبًا. على سبيل المثال، يتم استخدامه على نطاق واسع جدًا في النمذجة الرياضية للأجهزة والأنظمة الميكانيكية: في الديناميكيات، والديناميكا المائية، والديناميكا الهوائية، والصوتيات، والطاقة، وما إلى ذلك. ويتم تسهيل ذلك ليس فقط من خلال مجموعة موسعة من المصفوفة والعمليات والوظائف الأخرى، ولكن أيضًا من خلال وجود حزمة ملحق Simulink (صندوق الأدوات) المصممة خصيصًا لحل مشكلات نمذجة الكتل الأنظمة الديناميكيةوالأجهزة، بالإضافة إلى العشرات من حزم التوسعة الأخرى. تحتوي المجموعة الشاملة والمتوسعة باستمرار من الأوامر والوظائف وبرامج التطبيقات (حزم الامتداد، وصناديق الأدوات، (صندوق الأدوات)) لنظام MATLAB على أدوات خاصة لحسابات الهندسة الكهربائية والراديو (العمليات ذات ارقام مركبة، المصفوفات، المتجهات ومتعددة الحدود، المعالجة

البيانات، وتحليل الإشارات والتصفية الرقمية)، ومعالجة الصور، وتنفيذ الشبكات العصبية، بالإضافة إلى الأدوات المتعلقة بمجالات العلوم والتكنولوجيا الجديدة الأخرى.

المزايا المهمة للنظام هي انفتاحه وقابليته للتوسعة. يتم تنفيذ معظم أوامر ووظائف النظام على شكل ملفات نصية m (بامتداد .m) وملفات بلغة C، وجميع الملفات متاحة للتعديل. يتم منح المستخدم الفرصة لإنشاء ليس فقط ملفات فردية، ولكن أيضًا مكتبات ملفات لتنفيذ مهام محددة.

15. الجزء العملي

المراحل الرئيسية للعمل هي:

تنفيذ طريقة لإيجاد مجمع QRS.

تمرير إشارة تخطيط القلب من خلال:

1. مرشح "التمرير المنخفض"؛

2. مرشح الفرق.

3. مرشح التكامل.

4. تصفية العتبة.

البيانات الأولية:

1. يعتمد تحليل مخطط القلب على إيجاد مركب QRS. أولاً، للتخلص من الضوضاء الصادرة عن موجات P وT، تمر إشارة تخطيط القلب الرقمية عبر مرشح "lowpass". لزيادة موجة R، تتم معالجة الإشارة المستقبلة عن طريق تحويل غير خطي يتكون من مرشح فرق ومرشح تكامل.

2. علاوة على ذلك، ندرس خوارزمية يتم فيها إجراء الكشف الأولي عن موجة R في كل دورة، بالإضافة إلى مقاطع P وQRS وقسم T. لتحليل جودة العثور على مجمع QRS، يتم إجراء مقارنة مصنوع من إشارة تخطيط القلب الأصلية والمعاد بناؤها.

العثور على مجمع QRS

يعد الكشف عن مجمعات QRS أحد المهام الرئيسية في تحليل مخطط القلب. يساعد عزل مجمع QRS في حل المشكلات مثل التحليل إيقاع تخطيط القلب، التعرف على ميزات P، QRS، T، ضغط مخطط القلب. لتنفيذ عملية متوسط ​​الإشارة، يجب تحديد النقاط المرجعية في كل دورة. يتم استخدام مواقع الذروة لموجات R كنقاط مرجعية.

نحن هنا نعتبر خوارزمية ل التسجيل الالكترونيإيقاع إشارة تخطيط القلب. في بعض الأحيان، لتطوير مثل هذه الخوارزمية، يتم استخدام اثنين من خيوط مخطط القلب في وقت واحد. على الرغم من أن هذه الطريقة توفر بعض المزايا، إلا أن أوقات الإيقاع التي يقدمها هؤلاء العملاء المتوقعون ليست هي نفسها في كثير من الأحيان. تعد الخوارزمية المستندة إلى استخدام قناة ECG واحدة ملائمة بشكل خاص للشاشات المستقلة، وفي القياس عن بعد للأجهزة ذات النطاق الترددي المحدود، وأجهزة الاستخدام المنزلي، وأجهزة تنظيم ضربات القلب، وما إلى ذلك.

تنشأ المشاكل الرئيسية في اكتشاف QRS في مخططات كهربية القلب ذات الإيقاع المتغير وموجات P وT الكبيرة وأنواع مختلفة من الإشارات الكاذبة والضوضاء. تتكون الدائرة العامة لجهاز كشف QRS من مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم تصفية بيانات تخطيط القلب الرقمية لإزالة الضوضاء وموجات P، T. بعد ذلك، لزيادة موجات R، تتم معالجة إشارة الخرج عن طريق التحويلات غير الخطية مثل الدالة التربيعية.

ثانياً، للحصول على النقاط الحدودية لمجمع QRS، يتم استخدام خوارزمية ذات دالة عتبة (خوارزمية تومبكينز).

بدلاً من خوارزمية تومبكينز، يمكنك استخدام خوارزمية Zigel مع بعض التعديلات. وتتكون أيضًا من مرحلتين، ولكنها تختلف في تحديد فترة الانكسار (فترة عدم الاستثارة) في الإشارة. في المرحلة الأولى يتم تحديد فترات عدم الاستثارة التي لا يوجد فيها QRS، وبالتالي يتم تحديد مجمعات QRS بشكل تقريبي. يتم تحديد مرشحي QRS باستخدام مرشح التردد المنخفض، وتصفية الفرق، وتصفية المتوسط، وتطبيق وظيفة العتبة. يتيح لك هذا الإجراء الحصول على نطاق تقريبي لقيم QRS المعقدة. يرفض هذا الترشيح أيضًا الإشارات الكاذبة الناتجة عن موجات T والتحف. عند استخدام وظيفة عتبة ثابتة، خاصة عندما تحتوي الإشارة على كمية كبيرة من ضوضاء EMG أو آثار الحركة، تنخفض دقة الإجراء.

تستخدم المرحلة الثانية وظيفة العتبة. لكن الخوارزمية تفشل عندما تحتوي الإشارة على الكثير من الضوضاء عالية التردد. وذلك لأن العتبة تعتمد على القيم المشتقة للإشارة. لقد جعلنا هذه العتبة بمثابة دالة تتغير خلال كل عصر، وتصل إلى معلمة محددة من قبل المستخدم.

الشكل 12. جزء من مخطط القلب مع إيقاع قلب طبيعي

مرشح تمرير منخفض

أولاً، يتم تمرير إشارة تخطيط القلب من خلال مرشح التردد المنخفض. تتراوح معظم طاقة مخطط القلب من 1 هرتز إلى 45 هرتز. ولذلك، فإن تردد القطع لهذا المرشح هو 45 هرتز. تحتفظ الإشارة المفلترة بمعظم طاقة الإشارة الأصلية مع قمع الضوضاء عالية التردد، بما في ذلك تداخل خط الطاقة بتردد 50 هرتز. في بعض الحالات، من الممكن تطبيق تصفية أكثر شمولاً لتحسين النتيجة. لكن الغرض من هذه المرحلة هو تحديد فترات QRS التقريبية. تتأثر هذه العملية بشكل ضعيف بالإشارة الخاطئة الناتجة عن تصفية التردد المنخفض. يوضح الشكلان 13 و14 تفاصيل مرشح التردد المنخفض. تكون إشارة الخرج المفلترة أكثر سلاسة وتحتوي على ضوضاء أقل من الإشارة الأصلية.

الشكل 13. خاصية السعة

الشكل 14. مرحلة الاستجابة

الشكل 15. مقارنة الإشارة الأولية والإشارة التي تمت تصفيتها

يقارن الشكل 15 إشارة تخطيط القلب الأولية مع مخرجاتها المفلترة ذات التمرير المنخفض. بعد التصفية، أصبحت الفواصل الزمنية أكثر خشونة.

يعمل مرشح الفرق على تحسين موجات R ويقلل من موجات P وT وضوضاء الأرض. معادلة مرشح الفرق هي d[n]=(x-x)/2، حيث x[n] هي إشارة الخرج لمرشح التردد المنخفض. يوضح الشكلان 16 و17 خصائص هذا المرشح.

الشكل 16. خاصية السعة

الشكل 17. مرحلة الاستجابة

التحول غير الخطي

يعمل مرشح الفرق على تقليل الميزات غير QRS. ولكنه يزيد أيضًا من الضوضاء عالية التردد المتبقية بعد مرشح التردد المنخفض. ولتقليل التداخل قصير المدى، من الضروري تطبيق مرشح التكامل (14). يتم اختيار حجم الفلتر ليتوافق مع العرض التقريبي لمجمع QRS.

وظيفة العتبة

يمكننا تحديد الفترات التقريبية لمجمع QRS باستخدام قيمة المتوسط ​​المتحرك لمرشح الإخراج:

من الممكن أيضًا استخدام وظيفة العتبة التكيفية عند فشل الكشف عن الفاصل الزمني التقريبي، وهو ما يحدث عندما يكون هناك الكثير من الضوضاء عالية التردد أو تشويه الإشارة عندما يتحرك المريض:

الشكل 18. النتيجة النهائية لعملية ترسيم الحدود

تم اختبار الخوارزمية الخاصة بنا للعثور على QRS باستخدام ثلاث إشارات لتخطيط القلب (ECG3.dat، ECG4.dat، ECG5.dat).

الشكل 19. نتيجة الكشف عن QRS لإشارة ECG3.dat.

تحتوي إشارة ECG3.dat على قدر معتدل من الضوضاء المتجولة في الخط الأساسي والتي قد تكون ناجمة عن تنفس المريض. كان اكتشاف QRS ناجحًا كما هو موضح في الشكل 19.

الشكل 20. نتيجة الكشف عن QRS لإشارة ECG4.dat.

تتأثر إشارة ECG4.dat بتغيير القاعدة في النهاية. قد يكون سبب ذلك حركة المريض والضوضاء عالية التردد، مما يجعل الفواصل الزمنية أوسع.

الشكل 21. نتيجة الكشف عن QRS لإشارة ECG5.dat.

إشارة ECG5.dat مشوهة بشكل خطير. أيضًا خلال 7 ثوانٍ، تظهر إشارة الحركة الذروة، لمحاكاة مركب QRS. تجعل إشارة الحركة الكاذبة هذه اكتشاف QRS أمرًا صعبًا.

...

وثائق مماثلة

تطبيق تحويل المويجات لضغط ومعالجة الإشارات والصور الطبية. تطوير خوارزمية للاستخراج الآلي لميزات PQRST في إشارات مخطط كهربية القلب باستخدام أدوات المويجات الخاصة بحزمة Matlab الرياضية.

أطروحة، أضيفت في 16/07/2013


تطوير دالة لحساب تحويل فورييه المنفصل من متجه الإدخال. دراسة خصائص التناظر لـ DFT لإشارات الدخل التخيلية والزوجية والفردية. تطبيق تحويل فورييه العكسي للتوليد وظيفة دوريةجيب التمام.

تمت إضافة العمل المخبري في 13/11/2010


الإشارة هي وسيلة لنقل المعلومات. مقدمة إلى الخوارزميات المتوازية لتحويل فورييه السريع ثنائي الأبعاد، وتحليل طرق الحساب. الخصائص العامةمعالج Power5 64 بت RISC. النظر في وظائف مكتبة MPI.

أطروحة، أضيفت في 10/09/2013


الخصائص العامة لنظم المعلومات المصممة لنقل المعلومات وتحويلها وتخزينها. دراسة أشكال تمثيل الإشارات الحتمية. إنتروبيا الرسائل المعقدة النظر في العناصر الأساسية لأجهزة الكمبيوتر.

محاضرة، أضيفت في 13/04/2014


تحليل المشكلات التي تنشأ عند دمج الصور في أنظمة الملاحة ذات الارتباط الأقصى. باستخدام تحويل فورييه المنفصل ثنائي الأبعاد. إيجاد وظيفة الارتباط للرادار والصور المحاكاة.

أطروحة، أضيفت في 07/07/2012


الدعم الفني، حساب قناة قياس المعلومات لنظام التحكم الآلي. الدعم المنهجي: وصف نموذج ADC، والتحليل الطيفي المعتمد على تحويل فورييه. تطوير البرمجيات التطبيقية.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 21/05/2010


التعرف على ميزات التنفيذ البرمجي للخوارزميات لتحويل المصفوفات أحادية البعد. دراسة تطور تكنولوجيا الحوسبة، والتي تنطوي على استخدام الكمبيوتر و تقنيات المعلومات. دراسة واجهة البرنامج.

تمت إضافة أعمال الدورة في 06/02/2017


تصميم نظام معلومات(IS) تحويل البيانات باستخدام الأساليب الرياضية والخوارزمية. IS الآلي لتحويل القيم المقاسة للقوى والعزوم إلى حالات تصميم لنموذج افتراضي للسيارة لـ OMM&R.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 25/12/2011


تحليل جداول الطوارئ ومعامل الطوارئ لكرامر. الكشف عن بنية البيانات غير الرقمية. تحديد المتوسط ​​التجريبي باستخدام متوسط ​​كيميني. تنظيف إشارة الاختبار من الضوضاء باستخدام تحويل المويجات المنفصلة.

تمت إضافة الاختبار في 23/12/2016


اشتقاق مويجات جابور من تمثيل عن طريق تدويرها وتمديدها لعدد معروف من المقاييس والاتجاهات. وصف إجراء الانسحاب. كاشف الحواف، تنفيذ الخوارزمية. توليد تمثيلات الصور باستخدام مويجات غابور.

تحليل مخطط كهربية القلب

عند تحليل مخطط كهربية القلب، من الضروري أولاً التحقق من الصحة الفنية لتسجيله، ولا سيما سعة جهاز التحكم بالميلي فولت (هل يتوافق مع 1 سم). يمكن أن تؤدي المعايرة غير الصحيحة للجهاز إلى تغيير كبير في سعة الموجات وتؤدي إلى أخطاء في التشخيص. يمكن أن يكون سبب الصعوبات الكبيرة في تحليل تخطيط القلب هو التداخل الناجم عن ضعف اتصال الأقطاب الكهربائية بالجلد، أو سوء تأريض الجهاز، أو ارتعاشات العضلات، أو التيارات التحريضية، وما إلى ذلك. في حالة وجود هذه العيوب، يجب إعادة تسجيل تخطيط القلب.

تحديد سرعة الحزام

لتحليل مخطط كهربية القلب (ECG) بشكل صحيح، من الضروري معرفة سرعة الشريط أثناء التسجيل بالضبط. ويجب الإشارة إلى هذه القيمة في البروتوكول مع اسم المريض وتاريخ الفحص والتشخيص والبيانات الأخرى. إذا لم يتم ذلك، فيجب على الطبيب الذي يقوم بتفسير مخطط كهربية القلب (ECG) أولاً تحديد سرعة شريط التسجيل.

كما سبقت الإشارة إليه، في الممارسة السريرية، عادةً ما يتم تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) بسرعة شريط تبلغ 50 أو 25 مم/ثانية. المنحنيات المسجلة بسرعات مختلفة لا تبدو متشابهة. عند سرعة حزام تبلغ 50 مم/ثانية، يكون عرض مركب QRS عادةً مساويًا لخلية شبكية كبيرة واحدة (0.5 سم) أو أقل قليلاً؛ وبسرعة معينة، تقابل هذه الخلية 0.1 ثانية.

يكون الفاصل الزمني Q-T دائمًا أكبر من 2، وفي كثير من الأحيان حتى 3 خلايا كبيرة، أي 1.5 سم أو 0.3 ثانية. عند التسجيل بسرعة 25 ملم/ثانية، فإن عرض مجمع QRS، كقاعدة عامة، لا يتجاوز نصف الخلية نفسها، والتي تتوافق بالفعل مع 0.2 ثانية. يتجاوز مجمع QRS القيمة المحددة فقط عندما يتم توسيعه بشكل كبير، على سبيل المثال، عندما يتم حظر أحد فروع الحزمة بالكامل.

عرض الفاصل الزمني Q - T عند التسجيل بسرعة 25 مم/ثانية لا يصل أبدًا إلى 3، وفي أغلب الأحيان حتى أقل من خليتين، أي 1 سم أو 0.4 ثانية. وبالتالي، استنادًا إلى عرض الفاصل الزمني Q-T، يمكن عادةً تحديد سرعة الشريط التي تم تسجيل تخطيط كهربية القلب (ECG) عندها.

"تخطيط كهربية القلب العملي" لـ V.L

مخطط كهربية القلب (ECG) هو تسجيل لإجمالي الإمكانات الكهربائية التي تحدث عندما يتم تحفيز العديد من خلايا عضلة القلب. يتم تسجيل تخطيط كهربية القلب (ECG) باستخدام مخطط كهربية القلب. أجزائه الرئيسية هي الجلفانومتر ونظام التضخيم ومفتاح الرصاص وجهاز التسجيل. يتم استشعار الإمكانات الكهربائية الناشئة في القلب بواسطة أقطاب كهربائية، وتضخيمها، وقيادتها بواسطة الجلفانومتر. يتم نقل التغيرات في المجال المغناطيسي إلى جهاز تسجيل وتسجيلها على جهاز تخطيط كهربية القلب.

يعكس هذا المجمع عملية إزالة الاستقطاب البطيني. يتم قياس عرض مجمع QRS من بداية الموجة Q إلى نهاية الموجة S، وعادةً لا يتجاوز العرض 0.1 ثانية. تعتمد نسبة سعة الموجات R وS على موضع المحور الكهربائي للقلب، والذي سيتم مناقشته بمزيد من التفصيل أدناه. عادةً لا يتجاوز السعة القصوى لمركب QRS في الخيوط السابقة 26...

في الممارسة السريرية، تأتي الخيوط الأكثر شيوعًا من أجزاء مختلفة من سطح الجسم. وتسمى هذه الخيوط سطحية. عند تسجيل مخطط كهربية القلب، عادةً ما يتم استخدام 12 سلكًا مقبولًا بشكل عام: 6 من الأطراف و6 من الصدر. تم اقتراح أول 3 خيوط قياسية بواسطة أينتهوفن. يتم تطبيق الأقطاب الكهربائية على النحو التالي: الرصاص الأول: اليد اليسرى (+) واليد اليمنى (-)؛ الرصاص الثاني : يسار ...

يعكس مخطط كهربية القلب العمليات الكهربائية فقطفي عضلة القلب: إزالة الاستقطاب (الإثارة) وإعادة الاستقطاب (ترميم) خلايا عضلة القلب.

نسبة فترات تخطيط القلبمع مراحل الدورة القلبية(الانقباض البطيني والانبساط).

عادة، يؤدي إزالة الاستقطاب إلى تقلص الخلية العضلية، وتؤدي عودة الاستقطاب إلى الاسترخاء. للتبسيط أكثر، بدلًا من "إزالة الاستقطاب-إعادة الاستقطاب" سأستخدم أحيانًا "الانكماش-الاسترخاء"، على الرغم من أن هذا ليس دقيقًا تمامًا: هناك مفهوم " التفكك الكهروميكانيكية"، حيث لا يؤدي إزالة الاستقطاب وإعادة استقطاب عضلة القلب إلى تقلصها واسترخائها بشكل واضح. لقد كتبت المزيد عن هذه الظاهرة سابقًا .

عناصر تخطيط القلب الطبيعي

قبل الانتقال إلى فك رموز مخطط كهربية القلب، عليك أن تفهم العناصر التي يتكون منها.

الموجات والفترات على تخطيط القلب. من الغريب أن يُطلق عادةً على الفاصل الزمني P-Q في الخارج ب-ر.

يتكون أي تخطيط القلب من أسنان, شرائحو فترات.

أسنان- هذه هي التحدبات والتجاويف على مخطط كهربية القلب. يتم تمييز الموجات التالية على تخطيط القلب:

ص(الانقباض الأذيني)

س, ر, س(جميع الأسنان الثلاثة تميز تقلص البطينين)،

ت(استرخاء البطين)

ش(الأسنان غير الدائمة، ونادرا ما يتم تسجيلها).

القطاعاتيتم استدعاء الجزء الموجود على مخطط كهربية القلب (ECG). قطعة خط مستقيم(العزلات) بين اثنين من الأسنان المتجاورة. أهم القطاعات هي P-Q وS-T. على سبيل المثال، يتم تشكيل مقطع P-Q بسبب التأخير في توصيل الإثارة في العقدة الأذينية البطينية (AV-).

فتراتتتكون الفترة من السن (مجمع الأسنان) والقطعة. وبالتالي فإن الفترة = السن + القطعة. والأكثر أهمية هي فترات P-Q وQ-T.

الموجات والقطاعات والفواصل الزمنية على تخطيط القلب. انتبه إلى الخلايا الكبيرة والصغيرة (المزيد عنها أدناه).

موجات QRS المعقدة

نظرًا لأن عضلة القلب البطينية أكبر من عضلة القلب الأذينية ولا تحتوي على جدران فحسب، بل تحتوي أيضًا على حاجز ضخم بين البطينات، فإن انتشار الإثارة فيها يتميز بظهور مجمع معقد QRSعلى تخطيط القلب. كيف اقوم به بشكل صحيح تسليط الضوء على الأسنان فيه?

أولا وقبل كل شيء يقومون بتقييم سعة (أحجام) الأسنان الفرديةمجمع QRS. إذا تجاوزت السعة 5 ملم، يشير السن الحرف الكبيرس، ص أو س؛ إذا كانت السعة أقل من 5 ملم، ثم حرف صغير (صغير): ف، ص أو ق.

تسمى الموجة R (r). أي إيجابيةالموجة (الصاعدة) هي جزء من مجمع QRS. إذا كان هناك عدة أسنان، تشير الأسنان اللاحقة حدود: R، R'، R"، إلخ. الموجة السلبية (الهابطة) لمجمع QRS موجودة قبل موجة R، ويشار إليه كـ Q(q)، و بعد - مثل س(س). إذا كان في مجمع QRSلا توجد موجات إيجابية على الإطلاق، ثم يتم تعيين المجمع البطيني على أنه كيو إس.

خيارات لمجمع QRS.

أسنان عادية سيعكس استقطاب الحاجز بين البطينين والأسنان ر- الجزء الأكبر من عضلة القلب البطيني، الأسنان س- الأجزاء القاعدية (أي القريبة من الأذينين) من الحاجز بين البطينين. تعكس موجة R V1، V2 إثارة الحاجز بين البطينين، و R V4، V5، V6 - إثارة عضلات البطينين الأيسر والأيمن. نخر مناطق عضلة القلب (على سبيل المثال، مع احتشاء عضلة القلب ) يتسبب في اتساع وتعميق موجة Q، لذلك يتم دائمًا إيلاء اهتمام وثيق لهذه الموجة.

تحليل تخطيط القلب

عام مخطط فك تشفير ECG

التحقق من صحة تسجيل تخطيط القلب.

تحليل معدل ضربات القلب والتوصيل:

تقييم انتظام معدل ضربات القلب،

عد معدل ضربات القلب (HR) ،

تحديد مصدر الإثارة،

تقييم الموصلية.

تحديد المحور الكهربائي للقلب.

تحليل الموجة الأذينية P والفاصل الزمني PQ.

تحليل مجمع QRST البطيني:

• تحليل QRS المعقد،

  تحليل قطاع RS-T،

  تحليل موجة T,

  تحليل الفاصل الزمني QT.

تقرير تخطيط القلب الكهربائي.

مخطط كهربية القلب الطبيعي.

1) التحقق من تسجيل تخطيط القلب الصحيح

في بداية كل شريط تخطيط القلب يجب أن يكون هناك إشارة المعايرة- ما يسمى الميلي فولت المرجعي. للقيام بذلك، في بداية التسجيل، يتم تطبيق جهد قياسي قدره 1 ميلي فولت، والذي يجب أن يظهر انحرافًا قدره 10 ملم. بدون إشارة المعايرة، يعتبر تسجيل تخطيط القلب غير صحيح. عادة، في واحد على الأقل من أطراف الأطراف القياسية أو المعززة، يجب أن تتجاوز السعة 5 ملموفي الصدر يؤدي - 8 ملم. إذا كانت السعة أقل، يتم استدعاؤه انخفاض الجهد تخطيط القلبوالذي يحدث في بعض الحالات المرضية.

الميلي فولت المرجعيعلى تخطيط القلب (في بداية التسجيل).

2) تحليل معدل ضربات القلب والتوصيل:

1. تقييم انتظام معدل ضربات القلب

يتم تقييم انتظام الإيقاع بواسطة فترات R-R. وإذا كانت الأسنان على مسافة متساوية من بعضها البعض، فإن الإيقاع يسمى منتظمًا، أو صحيحًا. لا يُسمح بالتغيير في مدة فترات R-R الفردية أكثر من ± 10%من متوسط ​​مدتها. إذا كان الإيقاع الجيوب الأنفية، فإنه عادة ما يكون منتظما.

عد معدل ضربات القلب(معدل ضربات القلب)

يحتوي فيلم تخطيط القلب (ECG) على مربعات كبيرة مطبوعة عليه، يحتوي كل منها على 25 مربعًا صغيرًا (5 رأسيًا × 5 أفقيًا). لحساب معدل ضربات القلب بسرعة مع الإيقاع الصحيح، قم بحساب عدد المربعات الكبيرة بين أسنانين متجاورتين R - R.

عند سرعة الحزام 50 مم/ثانية: HR = 600 / (عدد المربعات الكبيرة). عند سرعة الحزام 25 مم/ثانية: HR = 300 / (عدد المربعات الكبيرة).

في مخطط كهربية القلب (ECG) العلوي، يبلغ الفاصل الزمني R-R حوالي 4.8 خلية كبيرة، مما يعطي سرعة 25 مم/ثانية 300 / 4.8 = 62.5 نبضة / دقيقة.

بسرعة 25 ملم/ثانية لكل منهما خلية صغيرةيساوي 0.04 ثانيةوبسرعة 50 ملم/ثانية - 0.02 ثانية. يستخدم هذا لتحديد مدة الأسنان والفواصل الزمنية.

إذا كان الإيقاع غير صحيح، وعادة ما يؤخذ في الاعتبار الحد الأقصى والحد الأدنى لمعدل ضربات القلبحسب مدة الأصغر والأكبر الفاصل الزمني R-Rعلى التوالى.