Técnicas de procesamiento de la señal ECGAR aplicadas en el prototipo DIGICARDIAC / Techniques HRECG signal processing applied at DIGICARDIAC prototype

Este artículo reporta el desarrollo de la etapa de procesamiento de la señal electrocardiográfica implementada en el prototipo DIGICARDIAC. El prototipo DIGICARDIAC es un instrumento de uso médico que permite la adquisición simultánea de las doce derivaciones del electrocardiograma (ECG) estándar, con características de alta resolución (ECGAR). El software desarrollado, pretende agrupar algunos de los criterios expuestos por los investigadores e implementar algunas técnicas novedosas, en la detección del latido cardiaco y la medición de los intervalos QT y ST en la señal ECGAR adquirida con el sistema. En las pruebas de funcionamiento se comprobó la eficiencia del algoritmo. Los errores obtenidos en la detección del complejo QRS son inferiores al 0,1 % y en la medición del intervalo QT se obtuvo un error promedio del 1,89 % en las señales ECG de los pacientes control.

This paper reports the development stage of the electrocardiographic signal processing implemented at the prototype DIGICARDIAC. The DIGICARDIAC prototype is a medical instrument that allows the simultaneous acquisition of the twelve-lead electrocardiogram (ECG) standard, which features high resolution (HRECG). The software developed, aims to bring together some of the criteria set up by the researchers and implement some new techniques, in heartbeat detection and measurement of QT and ST intervals in the HRECG signal acquired with the system. The algorithm efficient was proved through tests of perfomance. The errors obtained in QRS complex detection are lower than 0,1% and measuring QT interval averaging 1.89% error in the ECG signals of the control patients was obtained.

Bioamplificador multicanal para la adquisición de la señal ECGAR, del prototipo DIGICARDIAC / Multichannel bioamplifier for ECGAR signal acquisition, DIGICARDIAC prototype

El prototipo DIGICARDIAC es un instrumento de uso médico que permite la adquisición simultánea de las doce derivaciones del electrocardiograma (ECG) estándar, con características de alta resolución (ECGAR). El presente trabajo reporta el desarrollo de la etapa de amplificación multicanal implementada en el hardware de este prototipo. Esta etapa consta de 8 amplificadores diferenciales en configuraciones especiales, con un elevado rechazo al ruido en modo común (CMRR). Los filtros utilizados permiten la corrección automática de la línea de base y la eliminación de señales de ruido por encima de los 300Hz. Adicionalmente se incorporaron los circuitos de protección correspondientes a un equipo médico. En las pruebas de funcionamiento se comprobó la eficiencia del dispositivo. Los resultados demostraron la superioridad del instrumento desarrollado en comparación con los electrocardiógrafos comerciales.

The prototype DIGICARDIAC is a medical instrument that allows the simultaneous acquisition the twelve lead of standard electrocardiogram (ECG), with high resolution features (ECGAR ). This paper reports the development the multichannel amplifier implemented in the hardware of this prototype. This section consists of 8 differential amplifiers in special configurations, with a high common mode rejection ratio (CMRR). The filters used allow automatic correction of baseline and eliminating noise signals above 300Hz. Additionally were incorporated protective circuits corresponding to a medical team. In the device operation testing efficiency was checked. The results demonstrated the superiority of the instrument developed in comparison with commercial electrocardiographs.

Sistema para digitalización del electrocardiograma e historia médica computarizada aplicada a cardiología

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema formado por dos partes. La primera parte consiste en un módulo hardware diseñado para digitalizar el electrocardiograma (ECG) de cualquier electrocardiógrafo con salida analógica, y transmitir los datos a un computador personal (PC). La segunda parte del sistema consiste en un software programado en el computador, que tiene por finalidad manipular y almacenar los datos del paciente y el registro del ECG obtenido, en un formato de historia médica computarizada aplicada a cardiología. Entre las tareas que realiza el sistema se pueden nombrar: adquisición y muestreo de la señal ECG proveniente del electrocardiógrafo analógico, transmisión en forma serial al computador, visualización de la señal en tiempo real, almacenamiento digital de la historia médica de cada paciente, así como de cada una de las consultas y registros de ECG realizados, y generación de reporte para la impresión en papel de las 12 derivaciones electrocardiográficas. Como resultado de este trabajo se construyó un prototipo, el cual se encuentra actualmente en validación clínica en el Hospital Universitario de Los Andes. Este sistema ayuda a modernizar los antiguos electrocardiógrafos analógicos, transformándolos en electrocardiógrafos digitales de bajo costo, con todas las ventajas de los equipos de última generación. Además, permite el almacenamiento ordenado de las historias médicas de los pacientes, con fácil acceso a cada una de las consultas y los registros de ECG realizados con anterioridad.

This work presents the development of a system formed by two parts. The first part consists on a module hardware designed to digitize the electrocardiogram (ECG) of any electrocardiograph with analog exit and to transmit the data to a personal computer (PC). The second part of the system consists on a software programmed in the computer that has the purpose of manipulate and store the patient’s data and also perform the registration of the obtained ECG, this data is taken in a format of on-line medical history applied to cardiology. Among the tasks that carries the system can be named: Acquisition and sampling of the sign ECG coming from the analog electrocardiograph, transmission in serial form to the computer, visualization of the sign in real time, digital storage of each patient’s medical history, as well as of each one of the consultations and registrations of carried ECG, and report generation for the impression in paper of the 12 derivations of ECG. As result of this work, a prototype was built, which is at the moment in clinical validation in the University Hospital of The Andes. This system helps to modernize the old analogical electrocardiographs, transforming them in digital electrocardiographs of low cost, with all the advantages of the teams of last generation. It also allows the orderly storage of the medical histories of the patients with easy access to each one of the consultations and the registrations of ECG carried out previously.