Procesamiento de señales de ondas electrocardiográficas mediante técnicas de filtrado en MATLAB
Enviado por motne1234 • 1 de Junio de 2023 • Trabajos • 1.945 Palabras (8 Páginas) • 27 Visitas
UNIVERSIDADNACIONALTECNOLÓGICADELIMASUR
INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
[pic 1]
Procesamiento Digital de Señales
“Procesamiento de Señales de Ondas Electrocardiográficas Mediante
Técnicas de Filtrado en MATLAB”
GRUPO N°8
Profesor: Dr. Cristian Castro Vargas
Villa el Salvador, 2023
- Introducción:
El sistema nervioso humano produce una gran cantidad de señales eléctricas diariamente, las cuales son generadas por los nervios. Estas señales son transmitidas al corazón a través de señales nerviosas que pueden incrementar la frecuencia cardíaca o comunicar estados de ánimo. Uno de los efectos bioeléctricos resultantes es un electrocardiograma (ECG), el cual es valioso para detectar enfermedades cardíacas.
Para digitalizar una señal ECG, se deben seguir una serie de etapas como la de Muestreo, Cuantificación y Codificación. Con el fin de que la etapa de Muestreo sea efectiva y evitar pérdida de bits en la codificación de la señal, se debe filtrar la señal mediante un filtro analógico para reducir el ruido. Este estudio compara diversos tipos de filtros usados en señales analógicas y se determinará, con la ayuda de una plataforma de programación y cálculo numérico, el filtro más efectivo para eliminar el ruido en una señal ECG.
- Problema de estudio
El problema estudiado es el ruido en las señales ECG, se estudia este problema porque para la correcta digitalización de una señal ECG es necesario un buen filtro analógico que evite las pérdidas de bits en la etapa de codificación.
- Propósito de estudio
El propósito de este trabajo es comprobar mediante una plataforma de programación y cálculo numérico cuál es el filtro más efectivo para la correcta eliminación del ruido de una señal ECG, su importancia radica en que si se logra demostrar cuál filtro es el más apto para este tipo de señal, entonces su digitalización será más confiable ya que presentará menos perdidas de dato en la etapa de cuantificación y codificación.
- Objetivos:
- Simular una señal ECG tomando como referencia un conjunto de coordenadas Presentar el filtrado mediante filtro pasa bajo de Butterworth en el software
MATLAB.
- Presentar el filtrado mediante Wavelet en el software MATLAB. Comparar las diferentes técnicas de filtrado.
- Marco teórico:
- El corazón y sus partes
El corazón es un músculo hueco, el cual está localizado entre los pulmones. Es una bomba muy fuerte, capacitada para hacer circular la sangre para su distribución a las otras partes del cuerpo. [1]
El corazón se divide en dos lados, cuatro cavidades y cuatro válvulas, a saber: - Lado derecho: hace parte del circuito pulmonar, es el encargado de bombear sangre pobre en oxígeno hacia los pulmones para ser oxigenada
- Lado izquierdo: hace parte del circuito sistémico, el cual se encarga de llevar la
sangre oxigenada hacia todas las partes del cuerpo.
- Dos aurículas: son las cámaras localizadas en la parte superior del corazón. - Dos ventrículos: localizados debajo de las aurículas, son los encargados de bombear la sangre fuera del corazón.
- Válvulas atrio ventriculares: están la tricúspide (AV derecha) y la mitral (AV izquierda). Su función es evitar que la sangre recién bombeada al ventrículo se regrese a la aurícula.
- Válvulas semilunares: están la pulmonar (permite en paso de la sangre del ventrículo derecho hacia los pulmones) y la aórtica (permite el paso de la sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta). Su función es evitar que la sangre bombeada hacia la arteria pulmonar y la aorta se regrese al ventrículo. [2]
Las válvulas sólo se abren cuando la sangre es bombeada a través de ellas.
- Generación de la señal ECG
La naturaleza eléctrica de las señales que maneja el corazón para coordinar sus movimientos permite estudiar su comportamiento midiendo estas diferencias de potencial. Estos voltajes pueden registrarse desde distintos puntos de la superficie del cuerpo. Los electrocardiogramas son registros gráficos de las corrientes que circulan en el corazón. Éstos son útiles por que proveen información acerca de:
- Orientación anatómica del corazón
- Tamaño relativo de las cámaras
- Trastornos del ritmo y de la conducción
- Existencia y evolución de isquemias - Alteración de los electrolitos.
La siguiente ilustración muestra sucesos que ocurren en el corazón y su
correspondiente variación de voltaje:
[pic 2]
Imagen: “Proceso de generación de una señal ECG” [3]
Así se obtiene el trazado de una onda electrocardiográfica.
[pic 3]
Imagen: “Trazado de una onda electrocardiográfica” [4]
Se definen las ondas y segmentos más llamativos de la figura.
- Onda P: El nodo SA genera el impulso y se da la despolarización de las aurículas, primero la aurícula derecha, luego la izquierda (evento eléctrico). Se produce la sístole auricular (evento mecánico). Dura entre 0.09 seg. y 0.11 seg.
- Intervalo P-Q: Es el espacio comprendido entre el fin de la onda P y el inicio del complejo QRS. Dura entre 0.11 seg. y 0.20 seg. Muestra el tiempo de conducción auriculoventricular, incluyendo el retardo fisiológico a través del nodo AV.
- Complejo QRS: El nodo AV reenvía el estímulo eléctrico y se da la despolarización de los ventrículos (evento eléctrico) y por esto, se da la sístole ventricular (evento mecánico). La aurícula se repolariza (evento eléctrico) y se genera la diástole auricular (evento mecánico) Dura entre 0.07 seg. y 0.11 seg.
- Segmento ST: Comprendida entre el fin del complejo QRS y el inicio de la onda T. Suele ser isoeléctrico en los ECG normales.
- Onda T: repolarización de ventrículos (evento eléctrico) y se genera una diástole ventricular (evento mecánico). Tiene igual polaridad al complejo QRS. [6]
5.3 Filtros
Dispositivo que:
- Elimina
- Atenúa
- Amplifica
- Dejar pasar con la misma amplitud
- Desfasa la amplitud de cada componente de una señal según la frecuencia de cada
una de ellas.
El filtro afecta tanto la amplitud como la fase de cada componente de la señal aplicada.
El trabajo con filtros se entiende muy bien en el dominio de la frecuencia. Por ello, es fundamental conocer los aspectos básicos sobre la frecuencia:
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