سیگنال قلب نگاره (Electrocardiogram / ECG Signal)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع سیگنال ها (Signal) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سیگنال قلب نگاره (Electrocardiogram / ECG Signal) :
تعریف: سیگنال الکتروکاردیوگرام (ECG) یک سیگنال زیستی است که فعالیت الکتریکی قلب را در طول زمان نشان می دهد. این سیگنال توسط الکترودهایی که روی پوست قرار می گیرند، ثبت می شود و برای تشخیص بیماری های قلبی استفاده می گردد.
شکل موج طبیعی: یک سیگنال ECG طبیعی شامل چند موج مشخص است: موج P (دهلیزها منقبض می شوند)، کمپلکس QRS (بطن ها منقبض می شوند)، و موج T (بطن ها استراحت می کنند). فاصله های بین این امواج (مثل PR interval, QT interval) اطلاعات مهمی دارند.
\[ \text{ECG Signal} = P(t) + QRS(t) + T(t) \]دامنه و فرکانس: دامنه سیگنال ECG معمولا بین ۰.۵ تا ۵ میلی ولت است. محدوده فرکانسی مفید آن حدود ۰.۰۵ تا ۱۰۰ هرتز است (بیشتر انرژی در ۰-۴۰ هرتز).
کاربردها: تشخیص آریتمی ها (نامنظمی ضربان قلب)، تشخیص سکته قلبی (MI)، تشخیص هیپرتروفی بطنی، پایش بیماران در ICU، تست ورزش، و مانیتورینگ هولتر (۲۴ ساعته).
نویزها و آرتیفکت ها: سیگنال ECG معمولا با نویزهای مختلفی همراه است: نویز برق شهر (۵۰/۶۰ هرتز)، نویز عضله (EMG)، حرکت الکترود، و پایه لاین وندریفت (تغییر آهسته خط پایه).
پردازش سیگنال ECG: مراحل معمول: پیش پردازش (حذف نویز با فیلتر)، تشخیص QRS (مثلا با الگوریتم پان-تامپکینز)، استخراج ویژگی ها (فواصل، ارتفاع امواج)، و طبقه بندی.
لیدهای ECG: در یک ECG استاندارد ۱۲ لید، ۱۰ الکترود روی بدن قرار می گیرند و ۱۲ نمای مختلف از فعالیت قلب را نشان می دهند (۳ لید اندام، ۶ لید قفسه سینه، و ۳ لید تقویتی).
الگوریتم پان-تامپکینز: یک الگوریتم معروف برای تشخیص QRS که شامل مراحل: فیلتر بالاگذر، مشتق گیری، مربع سازی، و پنجره گذاری است.
مثال عملی: در اورژانس، پزشک با دیدن ECG بیمار می تواند تشخیص دهد که آیا بیمار سکته قلبی کرده است (بالا رفتن قطعه ST) یا آریتمی دارد.
جمع بندی: سیگنال ECG یکی از مهم ترین سیگنال های زیستی است و پردازش آن نقش حیاتی در تشخیص و پایش بیماری های قلبی دارد.
