Detekce komplexů QRS s využitím vlnkové transformace

Abstract

Tato práce se zabývá problematikou konstrukce detektoru QRS komplexů s využitím vlnkové transformace. Detekce QRS komplexů je velice významná, protože z ní lze automatizovaně získat tepovou frekvenci, popřípadě se využívá pro kompresi dat EKG signálu. Návrh detektoru lze provést mnoha způsoby, v tomto projektu byly zmíněny a následně odzkoušeny jen některé varianty. Princip navrženého detektoru počítá s rozložením signálu pomocí vlnkové transformace na jednotlivá pásma, tyto poté převádí do absolutní hodnoty, aby bylo možno účinně stanovit nadprahové výchylky signálu – předpokládané pozice QRS komplexů. Předpokládané pozice QRS ze všech pásem jsou následně mezi sebou porovnány a pokud se daná pozice vyskytne nejméně ve dvou sousedních pásmech, je uznána za právoplatný QRS komplex. K tomuto navrženému detektoru byly zmíněny ještě dvě modifikace, jejichž cíl byl zvýšit celkovou účinnost detekčního algoritmu. První z nich, využivající obálky signálu, neměla příliš pozitivní vliv na detekční účinnost. Druhá metoda, využívající kombinovaný signál ze tří pseudoortogonálních svodů, naopak vedla k navýšení detekční účinnosti. Samotný detektor a jeho případné modifikace byly nakonec odzkoušeny na signálech z knihovny CSE (na svodech II, V2 a V6).

This project investigates methods of construction the wavelet-based QRS-complex detector. QRS-complex detection is very important, because it helps automatically calculate heart rate and in some cases it is used for compression ECG signal. The design of QRS detector can be made with many methods, in this project were mentioned and consequently tested only a few variants. The principle of designed detector used a wavelet-based decomposition of the original ECG signal to several frequency-coded bands. These bands are consequently transformed to absolute values and with the help of the threshold value are marked positions of assumed QRS complexes. Then are these assumed positions from all bands compared between themselves. If the position is confirmed at least at one nearby band, then is this position marked as true QRS complex. To increase efficiency of designed detector, two modifications were additionally mentioned. The first one, using the envelope of the signal, had rather negative effect on detectors efficiency. The second modification, using combined signal from three pseudoorthogonal leads, had reversely very good effect on detectors efficiency. In the end, the designed detector and all its modifications were tested on signals from CSE library (exactly on leads II, V2 and V6).