Design and implementation of an ECG front end circuit
EKG front end devre tasarımı ve gerçeklemesi
- Tez No: 383048
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YEŞİM SERİNAĞAOĞLU DOĞRUSÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
İlk elektrokardiyografi (EKG) 1903 yılında Eindhoven tarafından kaydedildiğinden beri, yüzey elektrotları kullanılarak kalbin elektriksel aktivitesinin incelenmesi büyük klinik önem kazanmıştır. Dünya Sağlık Örgütünün 2013'te yayınlanan yıllık raporuna göre, kardiyovasküler hastalıklar dünyadaki ölümlerin %80'inin dört ana nedenlerinden biri olarak sayılmıştır. Bu nedenle, kalbin elektriksel aktivitesini vücut yüzeyinden yüksek kalite ile ölçebilmek bu hastalıkların teşhisinde son derece yararlı olacaktır. Bu amaç için, invazif ve noninvazif yöntemler kullanılmaktadır. Standart 12-kanallı EKG bir noninvazif yöntem olarak genellikle hastanelerde ve kliniklerde kullanılmaktadır. Buna ek olarak, Vücut Yüzeyi Potansiyel Ölçümleri (VYPÖ) olarak bilinen, kalbin elektriksel aktivitesini vücut yüzeyinden çok sayıda elektrot kullanarak ölçebilen yöntemler geliştirilmiştir. Invazif yöntemler de in-vivo ölçümler yapmak için özel durumlarda kullanılmaktadır. Standart 12-kanallı ve VYPÖ gibi noninvazif yöntemlere kıyasla, invazif yöntemlerde elektrotları istenilen uygun yere sabitlemek için cerrahi operasyon gereklidir. Standart 12-kanallı sistem kullanım sadeliği nedeni ile yaygın olarak teşhis ve izleme için klinik uygulamalarda kullanılmaktadır, ancak elde edilen veriler düşük uzaysal çözünürlüğe sahiptir. Bunun aksine, VYPÖ noninvazif bir yöntem olarak, çok sayıda elektrot kullanarak vücut yüzeyinden veri almaktadır. Sonuç olarak, elde edilen veriler 12-kanallı sistemden daha iyi uzaysal çözünürlüğe sahiptir. VYPÖ'den elde edilen veriler, kalpteki elektriksel kaynakların lokalizasyonu gibi uygulamalar için çok önem taşımaktadır. Bu çalışmada, vücudun yüzeyine bağlı 10 elektrot kullanılarak kalbin elektriksel aktivitesini tespit etmek için bir analog front end birimi tasarladık. Bu on elektrot, sağ kol (RA), sol kol (LA), sol bacak (LL) elektrotları, altı göğüs elektrodu (V1 - V6) ve RLD'den oluşmaktadır. Göğüs elektrotları kullanılarak unipolar ölçümler yapılmaktadır. Ayrıca, Lead I ve Lead II bipolar kanalları sırasıyla (LA RA) ve (LL, RA) çiftleri arasında ölçülmektedir. Bu tezde önerilen analog front end 24-bit Sigma Delta analog - dijital dönüştürücü ile uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu yüzden devre ADC'nin önerdiği özellikleri kullanmak için mümkün olduğunca basit tasarlanmıştır. Bu ünite, herhangi bir EKG kayıt cihazı için analog front end olarak kullanılabilir; bir 12- kanallı ECG sistemi ilk birim olabilceği gibi bir BSPM sistemi için de kullanılabilir. Uygulama gereklerine göre, bipolar veya unipolar ölçümler kaydedilebilir.
Özet (Çeviri)
Since the first electrocardiogram (ECG) was recorded by Eindhoven in 1903, examination of the electrical activity of the heart using surface electrodes obtained great clinical significance over the years. According to annual report of World Health Organization in 2013, cardiovascular diseases are counted as one of the four major reasons of 80% of deaths in the world. Therefore, the ability to acquire high quality recordings of electrical activity of the heart from surface of the body would be highly beneficial for diagnosis. For this purpose, invasive and noninvasive methods are used. Standard 12-lead ECG as one of the noninvasive methods is commonly used in the world at hospitals and clinics. In addition, more sophisticated methods are developed to measure the electrical activity of the heart from the surface of the body, using larger numbers of electrodes known as Body Surface Potential Measurement (BSPM). Invasive methods are also used in special cases to make in vivo measurements. In comparison to non-invasive methods, such as conventional 12-lead system and BSPM, invasive methods require surgical operation to implement the proper electrode network in the desired location. Standard 12-lead system is commonly used in clinical applications for diagnosing and monitoring because of its simplicity in use but it suffers from low spatial resolution of the acquired data. In contrast, BSPM as non-invasive technique, acquires data using large number of electrodes attached to the surface of the body. As a result, the acquired data has better spatial resolution than the 12-lead system. Data obtained from BSPM have significant importance in applications such as localization of the electrical sources in the heart. In this study, we aim to build an analog front end unit to detect the electrical activity of the heart using 10 electrodes connected to the surface of the body. These ten electrodes are recording measurements from the right arm (RA), left arm (LA), and left leg (LL) electrodes, six chest electrodes (V1~V6), and one RLD electrode. Unipolar measurements are used for chest channels (V1~V6). Also, lead I and lead II are constructed via bipolar measurements between (LA, RA) and (LL, RA) pairs, respectively. The analog front end proposed in this thesis is designed to be compatible with 24-bit Sigma Delta analog to digital converter (ADC), so we kept the channels as simple as possible to use the features recommended by the ADC. This unit can be used as the front end of any ECG recording device; it can be the first stage for a 12-lead ECG system, as well as for a BSPM system. Depending on the application requirements, either bipolar or unipolar measurements can be recorded.
Benzer Tezler
- 8031 Mikrodenetleyici konrolünün biyomedikalde uygulamaları EKG aritmi detektörü
Applications of 8031 microcontroller in biomedical engineering-ECG arrhythmia detector
SELİM DİLMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. MEHMET KÖRÜREK
- USB arayüzlü bir EKG tasarım ve uygulaması
Design and implementation of an ECG with usb interface
HİLAL BAŞAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNAN GÜLER
YRD. DOÇ. DR. AYDIN ÇETİN
- Design and implementation of an ECG based emergency telediagnostic system
ECG tabanlı acil uzaktan tanı sisteminin tasarımı ve uygulaması
BARAN DİLBER
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ADEMOĞLU
- Design and implementation of a 12/15 channel stress ECG testing system on an IBM AT personal computer
IBM AT kişisel bilgisayar içine 12/15 kanal efor EKG testi tasarımı ve uygulaması
KÜRŞAD TARKAN TÜZER
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜRAN
- Simple, low-cost biosignal amplifier design for ECG and EEG
EKG ve EEG biyolojik işaretleri için basit, düşük maliyetli sinyal kuvvetlendirici dizaynı
ABDULAZİZ AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. TURGUT İKİZ