ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ, РЕАЛИЗОВАННЫЙ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Аннотация: Изучена конструкция и процесс разработки генератора сигналов ЭКГ с программируемой электрокардиограммой для тестирования, калибровки электрокардиограммного оборудования, систем обработки сигналов ЭКГ и являющегося инструментом для обучения студентов, связанного с лабораторными исследованиями ЭКГ. Он может выводить направляющий сигнал, выбранный пользователем. Это может быть болезнь, либо показания ЭКГ здорового человека. P, T амплитуда волны может быть скорректирована от 1-100%  до 1% от общей амплитуды QRS комплексного разрешения. Для проверки выходного сигнала генератор сигналов ЭКГ нуждается в цифровом осциллографе.

Ключевые слова: электрокардиография, генератор ЭКГ-сигнала.

Первая запись электрокардиограммы (ЭКГ) была зафиксирована в 1904 году. Тогда еще не предполагали, что электрокардиограмма станет одним из самых ценных диагностических инструментов в медицинской практике. С прошествием времени технологии визуализации ЭКГ развились и используются в ангиографии, такая технология так же применяется в диагностике и лечении заболеваний коронарных артерий. Поэтому вести запись форм волны электрокардиограммы через записывающее оборудование очень важно.

Анализ электрокардиографического сигнала человека имеет огромное значение для исследований, которые проводятся в таких важных областях медицины, как кардиология, неврология, спортивная медицина. С развитием компьютерных технологий и появлением специальных программ для анализа ЭКГ эта тема становится все более актуальной не только для ее применения в специализированных учреждениях, а также в медицинских учебных заведениях. Это позволяет использовать метод анализа ЭКГ при выполнении медико-биологических исследований, а также в ежедневной клинической практике.

В настоящее время есть несколько способов получения ЭКГ, для дальнейшего изучения и работы с ней. Кардиограмму можно формировать записывая пульсовую волну пациента. Для создания подобных ЭКГ-записей требуются определенные условия и продолжительное количество времени. После чего мониторные ЭКГ-записи сохраняются только в одном состоянии  .

В настоящее время многие используют либо проектируют все опубликованные проверочные электрокардиограммы в качестве имитатора пациента. Многие из этих генераторов сигналов не обеспечивают всех Р и Т амплитудных диапазонов, комплекс QRS составляет не менее 100 мкВ , . Другие генераторы, основанные на компонентной модели  не воспроизводят электрокардиограмму точно.

Предпочтительнее в данном случае использовать программные средства для  генерирования ЭКГ-сигнала, который можно задать кусочно. В таком случае каждый зубец ЭКГ описывается полиномиальной функцией первого или второго порядка. Данный  подход удобен для генерации ЭКГ-сигнала, который будет имитировать различные отклонения или заболевания, для дальнейших исследований. Но при этом данные реальных пациентов не будут необходимы. Устройство можно использовать для тестирования и настройки электрокардиографов. На генерируемый сигнал можно наложить шум необходимого уровня, что позволит оценить влияние шума на работу электрокардиографа.

Его так же можно применить для точного определения положения начала, окончания, угла и продолжительности отдельных компонентов в ЭКГ. Генераторные средства разработаны, так что пользователь программно может регулировать амплитуду сигнала, частоту сердечных сокращений, наклоны комплекса QRS, а также настройки P- и T-волн. Частоту сердечных сокращений можно регулировать, в то время как амплитуда ЭКГ-сигнала может быть установлена от 0,1 до 400 мВ. Экспериментальные результаты показывают, что предлагаемая концепция и результирующая система являются выполнимыми.

Для реализации данного устройства используется отладочная плата производства АО «ПКК Миландр» на основе микропроцессора Cortex-M3. Данная отладочная плата отлично подходит для выполнения поставленной задачи, потому что на ней имеется ЖК-дисплей, на который будет выводиться изображение генерируемого сигнала. Так же данный комплект обладает встроенными ЦАП и АЦП, что упрощает разработку.

На рынке медицинских товаров уже существуют подобные генераторы, но большинство из них даже не имеет дисплея. Электрокардиограмма считается ценным помощником в диагностике заболеваний, а также  клиническим инструментом в современной медицине. Это связано с тем, что визуальный контроль записанных форм волны ЭКГ имеет решающее значение для правильной диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.