izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-18Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTSАдаптивный обнаружитель QRS-комплексов электрокардиосигнала на основе преобразования ГилбертаФедотовА. А.fedoaleks@yandex.ruАкуловаА. С.noemail@neicon.ruСамарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. КоролеваRussian Federation201707022023026771Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/18

Рассмотрена методика детектирования QRS -комплексов электрокардиосигнала для систем длительного мониторинга состояния пациента. Методика основанна на последовательном применении полосовой частотной фильтрации, преобразования Гилберта и адаптивного порогового алгоритма. Исследована эффективность различных методик детектирования QRS -комплексов для модельных электрокардиосигналов в условиях действия помех различной природы и интенсивности. Эффективность предложенной методики протестирована для различных клинических записей электрокардиосигналов из базы данных MIT Physionet.

A QRS -wave detector based on the consecutive application of a band-pass filtering, the Hilbert transform, and an adaptive thresholding algorithm is developed. The detector is compared with existent QRS -wave detectors using a model of ECG signal contaminated by interferences of various types and intensity. Developed method of QRS -wave detecting is verified using the MIT Physionet database of clinical ECG recordings.

электрокардиосигналQRS-комплексдетектированиепреобразование ГилбертаECG signalQRS-wavedetectingHilbert transforminaccuracyReferencesФедотов А. А., Акулов С. А. Математическое моделирование и анализ погрешностей измерительных преобразователей биомедицинских сигналов. М.: Физматлит, 2013.Федотов А. А., Акулов С. А. Математическое моделирование и анализ погрешностей измерительных преобразователей биомедицинских сигналов. М.: Физматлит, 2013.Task Force of the European Society of Cardiology and North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use // Circulation. 1996. V. 93 (5) P. 1043-1065.Task Force of the European Society of Cardiology and North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use // Circulation. 1996. V. 93 (5) P. 1043-1065.Friesen G. M., Jannett T.C., Jadallah M.A., Yates S.L., Quint S.R., Nagle H.T. A comparison of the noise sensitivity of nine QRS detection algorithms // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1990. V. 27, N. 1. P. 85-98.Friesen G. M., Jannett T.C., Jadallah M.A., Yates S.L., Quint S.R., Nagle H.T. A comparison of the noise sensitivity of nine QRS detection algorithms // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1990. V. 27, N. 1. P. 85-98.Biomedical Digital Signal Processing: C Language Examples and Laboratory Experiments for the IBM PC / ed. by Willis J. Tompkins. New Jersey: Prentice Hall, 1993.Biomedical Digital Signal Processing: C Language Examples and Laboratory Experiments for the IBM PC / ed. by Willis J. Tompkins. New Jersey: Prentice Hall, 1993.Theis F. J., Meyer-Base А. Biomedical signal analysis: Contemporary methods and applications. MA: MIT Press, 2010.Theis F. J., Meyer-Base А. Biomedical signal analysis: Contemporary methods and applications. MA: MIT Press, 2010.Elgendi M., Jonkman M., De Boer F. Frequency Bands Effects on QRS Detection // Proc. 3Th Intern. Conf. on Bioinspired Systems and Signal Processing. Germany: Springer-Verlag, 2010. P. 428-431.Elgendi M., Jonkman M., De Boer F. Frequency Bands Effects on QRS Detection // Proc. 3Th Intern. Conf. on Bioinspired Systems and Signal Processing. Germany: Springer-Verlag, 2010. P. 428-431.Федотов А. А., Акулова А. С., Акулов С. А. Анализ параметров частотной фильтрации электрокардиографического сигнала // Измерительная техника. 2014. № 11. С. 65-68.Федотов А. А., Акулова А. С., Акулов С. А. Анализ параметров частотной фильтрации электрокардиографического сигнала // Измерительная техника. 2014. № 11. С. 65-68.Benitez D., Gaydecki P.A., Zaidi A., Fitzpatrick A.P. The use of the Hilbert transform in ECG signal analysis // Computers in Biology and Medicine. 2001. V. 31. P. 399-406.Benitez D., Gaydecki P.A., Zaidi A., Fitzpatrick A.P. The use of the Hilbert transform in ECG signal analysis // Computers in Biology and Medicine. 2001. V. 31. P. 399-406.Рангайян Р. М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход. М.: Физматлит, 2007.Рангайян Р. М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход. М.: Физматлит, 2007.Mc Sharry P. E., Clifford G., Tarassenko L., Smith L.A. A dynamical model for generating synthetic electrocardiogram signals // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2003. V. 50. N. 3. P. 289-295.Mc Sharry P. E., Clifford G., Tarassenko L., Smith L.A. A dynamical model for generating synthetic electrocardiogram signals // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2003. V. 50. N. 3. P. 289-295.Han H. Development of real-time motion artifact reduction algorithm for a wearable photoplethysmography // Proc. the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS. 2007. P. 1539-1541.Han H. Development of real-time motion artifact reduction algorithm for a wearable photoplethysmography // Proc. the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS. 2007. P. 1539-1541.Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991.Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991.Pan J., Tompkins W. J. A real time QRS detection algorithm // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1985. V. 32. P. 230-236.Pan J., Tompkins W. J. A real time QRS detection algorithm // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1985. V. 32. P. 230-236.Ruha A., Sallinen S., Nissila S. A Real-Time Microprocessor QRS Detector System with a 1-ms Timing Accuracy for the Measurement of Ambulatory HRV // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1997. V. 44. N. 3. P. 159-167.Ruha A., Sallinen S., Nissila S. A Real-Time Microprocessor QRS Detector System with a 1-ms Timing Accuracy for the Measurement of Ambulatory HRV // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1997. V. 44. N. 3. P. 159-167.Kadambe S., Murray R. Boudreaux-Bartels G.F. Wavelet transform based QRS complex Detector // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1999. V. 46. N. 7. P. 838-848.Kadambe S., Murray R. Boudreaux-Bartels G.F. Wavelet transform based QRS complex Detector // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1999. V. 46. N. 7. P. 838-848.Physionet the resourse for complex physiologic signals [Электрон. ресурс] http://physionet.org (дата обращения 16.07.2016 г.)Physionet the resourse for complex physiologic signals [Электрон. ресурс] http://physionet.org (дата обращения 16.07.2016 г.)MIT-BIH Arrhythmia Database [Электрон. ресурс] http://www.physionet.org/physiobank/database/mitdb (дата обращения 16.07.2016 г.)MIT-BIH Arrhythmia Database [Электрон. ресурс] http://www.physionet.org/physiobank/database/mitdb (дата обращения 16.07.2016 г.)Moody G. B., Mark R. G. The impact of the MIT-BIH Arrhythmia Database // IEEE Engineering in Medicine and Biology. 2001. V. 20. N. 3. P. 45-50.Moody G. B., Mark R. G. The impact of the MIT-BIH Arrhythmia Database // IEEE Engineering in Medicine and Biology. 2001. V. 20. N. 3. P. 45-50.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.