روشی برای استخراج ضربان قلب، نرخ تنفس و فعالیت تنفسی

یک روش مبتنی بر EEMD -PCA برای استخراج ضربان قلب، نرخ تنفس و فعالیت تنفسی از سیگنال PPG  در فایل تب 

سیگنال تنفس یکی از مهم ترین سیگنال های بیولوژیکی می باشد که آشکار سازی و ثبت آن در حوزه های گوناگون پژوهشی و پزشکی بالینی از جمله مانیتورینگ علائم حیاتی و سیستم های مراقبت همراه کاربرد دارد. از آنجایی که ثبت مستقیم این سنگنال در بسیاری از موارد دشوار و پرهزینه است، ارائه روشهایی که بتوان به طور غیر مستقیم سیگنال و نرخ تنفس را استخراج نمود مفید می باشد. در این مقاله، روشی جهت استخراج سیگنال تنفس بر اساس سیگنال ا لکتروکاردیوگرام ارائه شده است. سیگنال تنفس بدست آمده از ECG دارای مزایایی نظیر هزینه پائین، سادگی و عدم نیاز به مدارات جداگانه برای استخراج تنفس می باشد. ا لگوریتم اصلی پردازش سیگنال در این مقاله، ا لگوریتم Pan- Tomphins می باشد. این روش بر اساس استخراج، آشکار سازی و تأکید بر پیک های موج R عمل کرده و فقط وابسته به موج R است. این ویژگی باعث می شود که روش مذکور در مقابل نویز مقاوم تر باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که سیگنال تنفس ا ستخراج ده صحت بالایی داشته و از آن می توان جهت محاسبه نرخ تنفس نیز بهره برد.

فتوپلتیسموگرافی (PPG) یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری تغییرات حجم خون در رگ و با استفاده از آن می توان تغییرات نرخ ضربان قلب HRV را به دست آورد. حالات روانی مختلف از جمله استرس، باعث تحریک سیستم اعصاب خودکار و به دنبال آن تغییر دینامیک سیستم قلبی – عروقی می شود. سیستم اعصاب خودکار، به وسیله دو بخش سمپاتیک و پاراسمپاتیک، عملکرد قلب را کنترل می کند. از این رو با استفاده از تحلیل سیگنال های PPG و HRV می توان تغییرات آن را آشکار کرد. در این تحقیق، طبق آزمایش تنظیم شده، حین ثبت سیگنال فتوپلتیسموگراف، سوژه در وضعیت استرس روحی قرار داده شد.