Konzeptionierung eines drahtlosen EKG-Monitors - Signalaufbereitung, Kompression und Codierung von EKG-Signalen

Inhaltsangabe:Einleitung: Die Überwachung der Herzfunktion mittels Elektrokardiogramm (EKG) ist eine wichtige und unter Umständen lebensrettende Massnahme. Im stationären bzw. ambulanten Umfeld gilt sie schon lang als ein Standard-Diagnose-Verfahren. Patienten, bei denen die Herzbeschwerden nicht permanent auftreten sondern eher sporadischer Natur sind, müssen über einen längeren Zeitraum überwacht werden. Herzbeschwerden dieser Art treten oft als Herzrhythmusstörungen in Erscheinung. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird ein drahtloser EKG-Monitor konzipiert, der die EKG-Signale des Patienten aufzeichnet und diese gegebenenfalls einem Arzt zur Diagnose übermitteln kann. Im Fokus der Arbeit steht die Signalaufbereitung und die Datenübertragung des EKGSignals. Die Arbeit beginnt mit der Vorstellung des Systemkontextes der Monitoranwendung. Nach der Beschreibung des internen Aufbaus des Monitors, folgt eine Darstellung der Herzfunktion und der damit verbundenen Entstehung des EKG-Signals samt Erläuterung der EKG-Abschnitte. Zur Aufbereitung des Signals werden verschiedene Filterkonzepte vorgestellt und in Matlab simuliert. Um das nun aufbereitete Signal effektiv übertragen zu können, folgt eine Abhandlung von Techniken zur Datenreduktion und Codierung. Die Simulation von Übertragungsfehlern zusammen mit der Codierung erfolgt mittels eines dafür entwickelten Qt-Programms unter Windows. Die Beschreibung zur Detektion des EKG-Signals rundet die Arbeit ab. Die Algorithmen zur Signalaufbereitung, Teile der Datenreduktion und der Signaldetektion werden in einem Simulationsmodell unter Matlab realisiert.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: Formelzeichen und AbkürzungenIV AbbildungsverzeichnisVIII TabellenverzeichnisXI Verzeichnis der ListingsXII 1.Einleitung1 1.1Ziel der Arbeit1 1.2Aufbau der Arbeit1 1.3Voraussetzungen zum Verständnis der Arbeit2 1.4Motivation3 2.Systemkontext4 2.1Verteilung4 2.2Nahfeldkommunikation5 2.2.1Bluetooth5 2.2.2Simple Serial Wireless Connection7 2.3Fernfeldkommunikation9 2.4Resümee10 3.Aufbau12 3.1Übersicht12 3.2Signalquelle14 3.3.Signalaufbereitung16 3.4Datenkompression17 3.5Kanalcodierung19 3.6Detektion21 3.7Domain-Modell21 4.Elektrokardiogramm23 4.1Entstehung23 4.2EKG-Abschnitte24 4.3Frequenzspektrum26 4.4EKG-Generator28 4.5Resümee30 5.Filterkonzepte31 5.1Anforderungen31 5.2Mittelwertschwankungen33 5.3Schätzung von [...]