Deteccion de onda r en ecg

Algoritmo para calcular la frecuencia cardiaca a partir de la deteccion de ondas R de una señal de ECG programado en Matlab

Aparicio Garcia Ramon, Garcia Yescas Sayuri Nayelli, Montellano Allende Emma Cristina
moncho_apa@hotmail.com , sayuri_ngy_90@hotmail.com, ahome_saki@hotmail.com

Abstract

Construimos un algoritmo capaz de encontrar la frecuencia de una señal de ECG dada, obtenidasde las bases de datos almacenadas en el sitio “Physionet.org”, de las cuales se filtran las frecuencias bajas para quitar las oscilaciones correspondientes a las frecuencias menores a 12 Hz. Una vez realizado el filtrado, el algoritmo busca máximos locales en la función contenidos en intervalos de 15 muestras, y una vez terminado esto se procede a encontrar el máximo global con el cual sediscrimina a los máximos locales que están por debajo del 70 % de la amplitud de dicho máximo global. Después de encontrar los puntos correspondientes a los picos de las ondas R, se utilizan los índices de cada pico para obtener el numero de datos entre cada uno y conociendo el valor de la frecuencia de muestreo o la duración del total del tiempo en el que se realizó el muestreo se puede conocer lafrecuencia de la señal.

1. Introducción
El electrocardiograma es el método más antiguo y utilizado con más frecuencia en cardiología. Einthoven[1] introdujo métodos de calibración y corrección de los registros obtenidos de un electrómetro capilar, y finalmente obtuvo una señal de ECG. La notación de Forma de onda ECG[2] sugerido por Einthoven está en uso hasta hoy, es decir, PQRST[2] procedentesprincipalmente de la onda P, complejo QRS y la onda T. El ECG en general, tiene que ser registrado en un largo plazo, porque ciertas anormalidades podrían ocurrir durante el sueño o si existen problemas mentales y cambios emocionales en la función cardíaca. En el ECG, el complejo QRS puede ser la característica más significativa entre todas. La detección del complejo QRS ofrece la informaciónimportante para el cálculo instantáneo de la frecuencia cardíaca porque la precisión de la estimación instantánea del ciclo cardíaco se basa en su desempeño. Sin embargo, es difícil aplicar el algoritmo para determinar el complejo QRS, ya que son variables fisiológicas fácilmente afectados por las distintas fuentes de ruido como los artefactos de movimiento, interferencia 50/60 Hz, cambio de línea debase de la onda T y mucho más.

2. Bases de datos utilizadas
Para probar nuestro programa se utilizaron las bases de datos de Physhionet.org, de las cuales se utilizaron una señal de ECG de un paciente saludable, una señal tomada de un paciente con arritmia, y una señal tomada de un paciente en el momento anterior a su muerte, la cual fue la señal con la que se tomo la ultima prueba para elalgoritmo, puesto que dicha secuencia contiene el suficiente ruido y variaciones en la amplitud de las ondas R.

3. Método para encontrar la onda R
Proporcionando al programa en el que se desarrolló el algoritmo el valor de la frecuencia de muesteo y de la duración del tiempo de muestro, este implementa un filtro pasa-altas, con el que se resaltan las oscilaciones de nuestro interés para elcálculo requerido.

3.1. Filtrado de la señal
Se implementó un filtro pasa-altas de tipo buttherworth de 5° orden, esto debido a que con un mayor orden del filtro, esta mejor definido el rechazo para frecuencias menores a las de corte, pero también con un orden mayor es mas alto el costo computacional. Se utilizó una frecuencia de corte de 12 Hz, debido a pruebas experimentales era la que mejor seajustaba a los diferentes tipos de señales, lo que devolvería una señal en la que se pueden encontrar fácilmente los picos de las ondas R.

3.2. Búsqueda de los máximos locales
Después de haber filtrado la señal se pasó a encontrar los mínimos locales de la señal de ECG correspondiente. Haciendo un barrido en la señal con intervalos de 15 muestras, la longitud del arreglo tomado para encontrar...