diff --git a/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.pdf b/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.pdf new file mode 100644 index 0000000..298371c Binary files /dev/null and b/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.pdf differ diff --git a/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.tex b/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.tex new file mode 100644 index 0000000..3a14800 --- /dev/null +++ b/Praktikum BMT - EKG Signalanalyse.tex @@ -0,0 +1,110 @@ +\documentclass[a4paper,12pt,titlepage]{scrartcl} +\usepackage[sc]{mathpazo} % Schrift - wie Funcky und in PDF zu Fonts beschrieben +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[a-1b]{pdfx} +\usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage[amssymb]{SIunits} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{subfigure} +\usepackage{float} +\usepackage[iso,german]{isodate} %his package provides commands to switch between different date formats +\usepackage{hyperref} +\usepackage{listings} + +\usepackage{fancyhdr} +\renewcommand{\headrulewidth}{0.5pt} +\renewcommand{\footrulewidth}{0.5pt} +%Abstand zwischen Absätzen, Zeilenabstände +\voffset26pt +\parskip6pt +%\parindent1cm %Rückt erste Zeile eines neuen Absatzes ein +\usepackage{setspace} +\onehalfspacing + +\begin{document} +\pagenumbering{roman} +\titlehead +{ + \small + { + Technische Universität Ilmenau\\ + Fakulät IA\\ + Fachgebiet Biosignalverarbeitung\\ + + Praktikum EKG-Signalanalyse\\ + WS 2021/22} +} + +\title {Versuchsprotokoll} +\subtitle{EKG-Signalanalyse} +\author{} +\date{\today\\*[60pt]} +\maketitle %Erstellt das Titelblatt wie oben definiert + +%Einstellungen zur Kopf- und Fußzeile +\pagestyle{fancy} +\fancyhead[R]{Praktikumsbericht: EKG-Signalanalyse} +\pagenumbering{arabic} +\newpage + +\section{Vorbereitungsaufgaben} +\subsection{EKG-Vorverarbeitung} +Entwickeln Sie eine Strategie zur EKG-Vorverarbeitung (Filterung)! Bedenken Sie dabei, dass die EKG-Vorverarbeitung maßgeblichen Einfluss auf die Qualität der QRS-Detektion hat. + +\subsection{QRS-Detektion} +\subsubsection{} +Entwickeln Sie einen Algorithmus zur adaptiven QRS-Detektion, von dem Sie ein möglichst gutes Detektionsergebnis erwarten! Achten Sie dabei besonders auf dessen prinzipielle Online-Fähigkeit. 250 ms Zeitvorlauf sollen dabei nicht überschritten werden, d.h. zur Entscheidungsfindung, ob ein Abtastwert zum Zeitpunkt t eine R-Zacke darstellt oder nicht, können maximal die Abtastwerte der nächsten 250 ms einbezogen werden. Notieren und erklären Sie die verwendeten Operatoren/Formeln und beschreiben Sie den Block der Entscheidungsfindung in einem Programmablaufplan bzw. Entscheidungsbaum! + +\subsubsection{} +Entwickeln Sie zu diesem Algorithmus die zugehörige(n) MATLAB-Funktion(en) und bringen Sie den Quelltext schriftlich zum Praktikum mit! Benutzen Sie folgende Funktionsschnittstelle: +\begin{lstlisting}[basicstyle=\tiny] +function [R_Positionen, Entscheidungssignal, Schwellwertverlauf, Lernphase] = QRS_Detektion (EKG_Signal, fa); +\end{lstlisting} + +\section{Praktikumsaufgaben} +\subsection{EKG-Ableitung mit Hilfe des Biosignalverstärkers ,,g.BSamp'' und ,,g.ECGbox''} +Leiten Sie jeweils ein 5 minütiges EKG eines Studenten innerhalb der folgenden vier Phasen ab. Achten Sie dabei auf die Auswahl der Kanäle! +\begin{itemize} + \item Lagetyp-Phase: Proband liegt und atmet normal (alle Kanäle) + \item Ruhe-Phase: Proband liegt und atmet normal (Kanal mit größter R-Zacke) + \item RESP-Phase: Proband liegt und atmet langsam tief ein und tief aus (Kanal mit größter R- Zacke) + \item STEH-Phase: Proband steht und atmet normal (Kanal mit größter R-Zacke) +\end{itemize} + +\subsection{Bestimmung der elektrischen Herzachse} +Mit Hilfe des Matlab-GUI „Datenanzeigen“ können die abgeleiteten Signale dargestellt und ausgewertet werden. Für die Bestimmung des Lagetyps gehen Sie wie folgt vor: +\begin{itemize} + \item Laden Sie die abgeleiteten Daten und filtern Sie diese, falls nötig + \item Wählen Sie einen Artefakt-freien Signalabschnitt + \item Suchen Sie die höchste der R-Zacke + \item Bestimmen Sie die Amplitude der Zacken zu einem Zeitpunkt in den Ableitungen I, II und III,benutzen Sie dazu den „Data-Cursor“ von Matlab. + \item Tragen Sie die Funktionswerte in das vorgefertigte Protokoll ein und bilden Sie von mindestens zwei Vektoren graphisch den Summenvektor + \item Mit Hilfe des Cabrera-Kreises können Sie nun den Lagetyp bestimmen. +\end{itemize} + +\subsection{EKG-Vorverarbeitung} +Unter dem Menü-Punkt EKG-Vorverarbeitung stehen Ihnen Methoden zur Signal-Vorverarbeitung (Filterung) bereits fertig zur Verfügung. +Überprüfen Sie die Wirksamkeit der von Ihnen vorgeschlagenen Vorverarbeitungsmethoden und deren Parametereinstellungen anhand der EKG-Signale der MIT-Datenbank: 100, 106, 107, 208 und 222 visuell! Überlagern Sie die Signale mit einem Drift und einer 50 Hz-Sinusschwingung! + +\subsection{QRS-Detektion mit Hilfe von MATLAB} +\subsubsection{} +Implementieren Sie Ihren entwickelten Algorithmus zur QRS-Detektion in die Funktion QRS\_Detektion.m + +\subsubsection{} +Evaluieren Sie Ihren QRS-Detektor anhand der folgenden EKG-Signale der MIT-Datenbank: 100, 106, 107, 208 und 222! Notieren Sie die Detektionsquote! Wo liegen die Stärken bzw. die Schwächen Ihres Detektors? + +\subsubsection{} +Versuchen Sie anhand der Ergebnisse dieses ersten Detektionstests den Detektionsalgorithmus bzw. (falls angebracht) auch Ihre EKG-Vorverarbeitung zu optimieren! Wiederholen Sie den Detektionstest! Inwieweit konnten die Detektionseigenschaften verbessert werden? + +\subsection{Analyse der Herzfrequenzvariabilität} +\subsubsection{} +Analysieren Sie die aufgezeichneten EKG-Signale während der drei Phasen (RUHE, RESP und STEH)! + +Interpretieren Sie die Unterschiede in den Ergebnissen der einzelnen Phasen der HRV-Analyse! + +\subsubsection{} +Vergleichen Sie die HRV-Ergebnisse des Praktikumsprobanden mit den Ergebnissen eines Polyneuropathie-Patienten (Datei: zwickau.dat). + +\end{document} +