мурков (Всё по 1 лабораторной работе)

Цель работы — теоретическое изучение влияния помех и методов борьбы с ними при измерении биоэлектрических сигналов.

I. Разработка математической модели снятия ЭКГ сигнала

Эквивалентные схемы биологических тканей:

z1 и z2 - предплечье правой руки

z3 - икроножная мышца

-пределы изменения частоты входного сигнала

-циклическая частота

Сопротивление биологических тканей:

Система <электрод-кожа>

Входная цепь

input

aktivnoe copr

inductiv kabel

emkost kabel

Эквивалентное сопротивление ветвей

Преобразование <треугольника> в <звезду>.

Расчет токов и напряжений

Зависимости Kд, Kc.д, Kc.c. от частоты

Дифференциальный коэффициент передачи схемы

Синфазный коэффициент передачи схемы

Коэффициент преобразования синфазного сигнала в дифференциальный

Исследование влияния синфазной помехи на тракт измерения ЭКГ

Считываем файл ECG1.PRN, соответствующий одному периоду ЭКГ сигнала с числом точек, равным 256 и осуществляем быстрое преобразование Фурье ЭКГ сигнала:

Находим спектр выходного сигнала:

Исследование влияния различных изменений модели на конечный результат.

1 ветвь

1. Изменение элементов эквивалентной схемы биологических тканей на +-5%, +-10%, +-20%.

(1 ветвь)

Изменение на 5 %

Изменение на 10%

Изменение на 20%

2. Изменение элементов эквивалентной схемы биологических тканей на +-5%, +-10%, +-20% (2 ветвь)

Изменение на 5 %

Изменение на 10%

Изменение на 20%

3. Изменение элементов эквивалентной схемы биологических тканей на +-5%, +-10%, +-20%.(3 ветвь)

На ЭКГ сигнал изменение параметров биоткани 3 ветви не оказывает влияния.

4. Изменение импеданса электрод-кожа на +-5%, +-10%, +-20%.

Изменение на 5 %

Изменение на 10%

Изменение на 20%

На ЭКГ сигнал изменение параметров электрод-кожа не оказывает влияния

5. Изменение параметров соединительного кабеля на +-5%, +-10%, +-20%.

На ЭКГ сигнал изменеия параметров кабеля не оказывает влияния

Вывод: синфазная помеха не влияет на прохождение ЭКГ сигнала по тракту БТС, т. к.

коэффициент преобразования синфазного сигнала в дифференциальный практически равен нулю (не более 6*1016). Равенство нулю коэффициента преобразования синфазного сигнала в дифференциальный объясняется симметрией отведений. Практическое неравенство нулю может быть обяснено вычислительной ошибкой, связанной с округлением (до 3 знака после запятой).

Cущественное влияние на форму сигнала оказывают параметры первой и второй ветви (смотреть рисунок). Это связано с тем, что, влияние на форму сигнала имеет коэффициент преобразования синфазного сигнала в дифференциальный. По условию эквивалентные электрические схемы первой и второй цепи, а также параметры элементов этих схем одинаковые. Следовательно, общее эквивалентное сопротивление этих ветвей равно. Так как условно принято, что │Uss1│=│Uss2│, то и токи в этих ветвях по модулю тоже будут равны. Следовательно, и Ksd в этом случае будет тождественно равен нулю.

Отсутствие синфазной помехи от параметров кабеля и импеданса электрод-кожа связано с тем, что полоса пропускания меньше 100Гц.