بخشی از مقاله
چکیده- با توجه به اینکه بیماري هاي قلبی و عروقی در دنیا افزایش یافته است براي هشدار و پیشگیري از این بیماري ها نیاز به ارائه و تفسیر به موقع سیگنال ECG می باشد. از آنجا که در عصر حاضر، گوشی هوشمند در دسترس اکثریت مردم می باشد ؛ لذا در این مقاله سعی شده است با استفاده از گوشی هاي هوشمند، پردازش و تجزیه تحلیل سیگنال ECG انجام شود .
سیگنال از طریق ورودي میکروفن استاندارد به دست آمده و پردازش توسط نرم افزار اندروید است . علاوه بر دریافت و پردازش سیگنالECG سیستم پیشنهادي، انجام تشخیص QRS و محاسبه ي ضربان قلب، فشار خون همه به صورتonline با به کارگیري کمی از سیستم عامل می باشد . پس از توضیح اصل کار، یک پیکربندي تجربی شرح داده شده و نتایج اولیه ارائه شده است.
-1مقدمه
در بیشتر کشورها بیماريهاي قلبی علت اصلی مرگ ومیر یا حداقل یکی از علت هاي اصلی آن به شمار می رود. وقتی بیماري دچار ایست قلبی می شود. ثانیه ها بر اي نجات وي ارزش پیدا می کنند. و زودتر رساندنبیمار به یک مرکز درمانی هم می تواند شانس حیات او رابه میزانقابل توجهی بالا ببرد. اما حتی در کشورهاي پیشرفته وبا سیستم اورژانس مجهز هم بسیاري از بیماران این امکان را پیدا نمی کنند که در فرصت طلایی بعد از حمله ي قلبی به امکانات درمانی دسترسی پبدا کنند .[1]
افزایش تعداد هلیکوپترهاي آمبولانس یا ساختن تعداد بیشتر و بیشتري از مراکز اورژانس یا ساختن مجتمع مسکونی براي بیمارن قلبی در داخل بیمارستان ها ، به نظر نمی رسد این راهها عملی و مقرونبه صرفه باشد اما بده نظر برسد استفاده از گوشی هوشمند ECG راه کاري مناسب باشد چرا که گوشی ابزاري است که هم اکنون در دسترس اکثریت مردم قرار دارد .[2,3]
در مقاله اي که تاجش پتل در سال 2016 با عنوان " تجزیه و تحلیل سیگنال ECG با استفاده از گوشی هاي هوشمند آندروید نقد و بررسی " ارایه کرده سیستم هشدار داراي یک سنسور براي نظارت بر وضعیت قلب کاربر دارد ECG بهترین روش براي نظارت و دانستن وضعیت قلب است و این سنسور اطلاعات را به تلفن همراه از طریق ارتباط بی سیم بلوتوث ارسال می کند. تلفن همراه سیگنال ECGو تجزیه و تحلیل سیگنال را با سیگنال مرجع که در پایگاه داده هستند دریافت می کند. اگر هر گونه اختلال قلب در بیمار و یا کاربران بهداشت یافت شود سپس آن را به بیمار هشدار وپاسخ آن را به دکتر در شرایط ناخودآگاه بگوید.[4]
-2بررسی کارهاي گذشته
سوگوندو هدیوسو در مقاله اي تحت عنوان " تشخیص آریتمی بر اساس سیگنال ECG با استفاده ازموبایل آندروید براي ورزشکاران و بیماران " در سال 2014 از یک دستگاه ECG قابل پوشش در زمان واقعی تشخیص زمان واقعی آریتمی نرم افزار تلفن همراه است5]و.[6 سیگنال ECG توسط لید ها دریافت شده و بعد از تقویت توسط مدار آپ امپ از طریق یک ماژول بلوتوث به دستگاه هاي تلفن همراه ارسال می شود.
در نرم افزار آندروید تجزیه و تحلیل داده هاي پردازش شده بر اساس الگوریتم پ ن تامپکینز براي تشخیص سیگنال ECG مربوط به QRSپیچیده وضربان قلب است. از تعداد ضربان قلب اختلالات را می توان شناسایی کرد. سه دسته از اطلاعات مورد مطالعه وجود دارد : برادي کاردي، تاکی کاردي، و آریتمی سینوسی. سیگنال قلب در آزمون طبیعی است.
این آزمایش دقت 98,4٪ سیگنال هاي تولید شده را نشان داد و 99,6٪ براي سیگنال واقعی است. نرم افزار خود شامل 2,09 مگابایت حافظه استکه می تواند زیر نظر گوشی هاي اندروید اجرا شود.[7] وون جایی و جعفر سنیعی در سال 2013 در تحقیقی تحت عنوان " معماري و طراحی جریان سیستم حسگر موبایل هوشمند " معماري و طراحی جریان سیستم هاي سنجش از تلفن همراه هوشمند است که انتقال داده هاي حسگر بی سیم ، تجزیه و تحلیل داده ها و نمایش در زمان واقعی است.
پروتکل هاي بی سیم متعدد براي انتقال داده هاي سنسور از جمله بلوتوث، شبکه داده سلولی و Wi-Fi براي دسترسی به اینترنت، و ارتباطات میدان نزدیک - NFC - استفادهمی شود. براي نشان دادن مفهوم طراحی یک گره ارتباطات شخصی هوشمند - iPCN - و براي انجام در زمان واقعی کسب داده هاي حسگر، پردازش، تجزیه و تحلیل، نمایش و انتقال است.[8]
سنسور تست شده شامل شتاب، دما، نوار قلب و فُنو - کاردیوگرافی - قابلیت محاسباتی آزمایش، ما عملکرد پردازش سیگنال از گوشی هاي هوشمند با اجراي تبدیل فوریه سریع مشاهده کرده اند - FFT - از سیگنال ECG دریافت کرد، و QRSالگوریتم تشخیص براي خود به خود ضربان قلب - HBR - برآورد.
این سیستم همچنین براي چند ارتباط گره حسگر و بر روي تقاضا اکتساب داده سنسور تست شده است. سیستم گوشی هوشمند می تواند براي هر محیطی که نیاز به سنجش زمان واقعی نظارت از راه دور بی سیم اعمال شود در پردازش و آنالیز سیگنال ECG سیگنال از ورودي استاندارد میکروفون به دست آمده و به وسیله ي اپلیکیشن اندرویید پردازش می شود.[9]
-3روش کار انجام شده
نمودار الکتروکادیوگرام با اندازه گیري پتانسیل الکتریکی بین نقاطمختلف بدن با استفاده ازیک تقویت کننده يبیو مدیکال به دستمی آید.هر لید سیگنال الکتریکیقلب راکه ازیک ترکیب خاص قرار گیري الکترودهاي ثبت کننده که در نقاط مختلف بدن بیمار قراردارند . ثبتمی کند . در اینطرح از 3لید استفاده شده که سیگنال هاي قلبی را دریافت می کند.
الکترودهاي تجاري که به ضخامت 5، 1 میلی متر از لاستیک سیلیکون رسانا تهیهمی شوند و بستهبه کاربردشان در اشکال مختلفی تولید میشوند ازجمله ي این اشکالمی توان به نوع دیسکی شکل آناشاره نمودکه درقطر 8میلی متري طراحی می شوند این نوع الکترودها بیش از آن که به عنوان الکترودهاي ثبت مورد استفاده قرار گیرند؛ به عنوان الکترود هاي تحریک در چند دهه ياخیر کاربرد داشتهاند چرا که این الکترودها ذاتا مقاومت بالایی دارند.
در این روش ازBurnBrown - 116NA به عنوان تقویت کننده سیستم مورد استفاده قرار گرفت . چرا که در حال حاضر داراي بیشترین امپدانس ورودي در دسترس است و همچنین ماکزیمم جریان بایاس 3FAو همچنین مقدار نویز را بررسی کرده ایم. در انتخاب آپ امپ علاوه بر نویز گیر نبودن به گین حلقه باز آپ امپ در فرکانس 20 کیلوهرتز نیز باید توجه کرد . مدار فوق تقریبا داراي 27dB گین می باشد و مطلوب است تا آپ امپ مورد استفاده بیشتر از 47dB گین داشته باشد . علت این مسئله نیز آن است که مدارات آپ امپی حلقه باز گین نامحدود در حالت ایده آل دارند اما در عمل چیزي در حدود 10 برابر بیشتر 20dB از گین حلقه بسته در حالتی که بیشترین فرکانس مورد علاقه قابل قبول است.
