Петербургский Политех разработал усилитель для улучшения качества ЭКГ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 2 июля. /ТАСС/. Усилитель, фильтрующий помехи от электрических приборов, а также респираторные и электромиографические шумы, и улучшающий качество сигнала при электрокардиограмме предложил студент Высшей школы электроники и микросистемной техники Института электроники и телекоммуникаций СПбПУ Тянь Синьжань. Как сообщила ТАСС пресс-служба университета, предложенная в Политехе конструкция может более эффективно отфильтровывать помехи от источника питания 60 Гц и сохранять основные характеристики сигналов ЭКГ в низкочастотном диапазоне.

"Мы использовали программное обеспечение LTspice для цифрового моделирования и симуляции схемы. В ходе моделирования мы сосредоточились на анализе ключевых параметров, таких как коэффициент усиления усилителя, уровень шума, полоса пропускания и линейный отклик. Для эффективного подавления шумов от источника питания разработали двойной Т-образный сетевой фильтр. Схема цифровой обработки позволяет снизить помехи путем точной настройки значений резистора и конденсатора, одновременно оптимизируя настройку усиления операционного усилителя, чтобы гарантировать, что усиленный сигнал будет достаточно чистым", - привели в пресс-службе слова Тянь Синьжаня.

В основе подхода - использование алгоритмов цифровой обработки сигналов для калибровки высоколинейного инструментального усилителя на основе трех операционных усилителей. По задумке автора, устройство может эффективно усиливать низкочастотные сигналы и обеспечивать линейность сигнала, чтобы избежать искажений. В работе используются решения на основе печатных плат и готовых элементов, в будущем планируется использовать интегральные схемы.

"Главная цель работы в определении перспектив внедрения цифровой обработки в блок инструментального усилителя для ЭКГ как замены более сложных интегральных схем с аналоговой обработкой. На уровне функциональных схем концепция показала результаты, не уступающие известным аналоговым схемам, однако впереди у студента большая работа по улучшению предложенного концепта. В случае получения успешных результатов данный подход может быть внедрен не только в рамках конкретной задачи усиления сигнала ЭКГ, но и во всех аналогичных системах, где сигнал с аналогового датчика обрабатывается инструментальным усилителем", - отметил научный руководитель, доцент Высшей школы электроники и микросистемной техники Института электроники и телекоммуникаций СПбПУ Никита Иванов.

О методе диагностики

Инструментальные неинвазивные методы диагностики состояния здоровья человека традиционно пользуются популярностью у медицинских работников. Исходящие от человеческого тела сигналы характеризуются низкой интенсивностью, низкой частотой и узкой полосой пропускания. ЭКГ может регистрировать эти поверхностные потенциалы, которые напрямую отражают электрическую активность сердца. Их отличает слабая амплитуда, менее 5 мВ, и низкая частота, которая обычно варьируется от 0,1 до 150 Гц. Инженеры работают над улучшением технических средств для регистрации и обработки подобных сигналов: это позволит врачам получать более точную информацию о состоянии здоровья пациентов.