Как длина окна задаёт шаг частотной сетки спектра ЭКГ

Частотная сетка преобразования Фурье задаёт координаты, в которых представлен спектр конечного отрезка записи. Длительное окно даёт более близкие соседние координаты, но хуже локализует изменения во времени. Выбор длины зависит от того, какую особенность сигнала ищут.

Три масштаба электрокардиографической записи

На тестовой ЭКГ можно отдельно характеризовать амплитуду, время и количество отсчётов. Единицы этих величин различны. Амплитуду связывают с милливольтами входа, время — с частотой отсчётов или скоростью протяжки, изображение — с физическим размером вывода. Калибровочная ступенька помогает разобрать вертикальную шкалу, а точный временной маркер — горизонтальную.

Расчётная модель

Запись разбита на окна без добавления нулей. При стандартном дискретном преобразовании Фурье шаг между частотными отсчётами обратен длительности окна. Изменяем время наблюдения.

Входная величина x — Длительность окна, с.

y = 1 / x

Результат y — Шаг частотной сетки, Гц.

Подстановка для одного случая

Возьмём второе условие таблицы. При x = 1 выражение принимает вид 1 / 1. После вычисления получаем y ≈ 1. В соседних строках меняется только входная величина.

Длительность окна, с	Шаг частотной сетки, Гц	Изменение y к первой строке
0,5	2	0
1	1	−1
2	0,5	−1,5
4	0,25	−1,75

График. Шаг частотной сетки, Гц в зависимости от Длительность окна, с. Значения приведены в таблице. — Точки соответствуют строкам таблицы. Пунктир соединяет рассмотренные условия.

Как проверить вывод

При удлинении окна следите за тем, сохраняет ли учебный генератор одну и ту же частоту. Рост временной неоднородности может свести на нет выигрыш от более мелкой частотной сетки.

Граница применимости

Шаг сетки не полностью описывает способность разделить два близких пика. Важны выбор окна, утечка спектра и устойчивость самого сигнала.

Для сопоставления двух приборов сохраняют исходный тестовый сигнал, сведения о фильтрах, частоту и параметры экспорта. У записи на бумаге дополнительно указывают масштаб печати. Если доступен только снимок экрана, вывод об исходном сигнале ограничивается теми параметрами, которые можно подтвердить по разметке и метаданным.

Проверьте себя

При каком из приведённых входных значений получится 0,25 по столбцу «Шаг частотной сетки, Гц»?

Показать разбор

Подстановка в выражение даёт 1 / 4 ≈ 0,25. Входное значение — 4.

Оборудование и характеристики

Электрокардиографы и системы ЭКГ в каталоге ИНФОМЕД. Ниже приведены примеры исполнений и сведения из их карточек. Значения учебного опыта заданы отдельно.

Оборудование	Параметр карточки	Описание исполнения
Электрокардиограф Welch Allyn CP50	ЭКГ покоя	12 отведений
Электрокардиограф Welch Allyn CP50	Частотная характеристика	0,3–150 Гц
Электрокардиограф Philips PageWriter TC50	Предыстория ЭКГ	До 12 минут, до 10 отметок
Электрокардиограф Philips PageWriter TC50	Внутренний архив	До 200 ЭКГ
Система анализа холтеровской ЭКГ GE CardioDay	Длительные исследования	Для описанного в CardioDay 2.6 многосуточного режима — обзор до 7 дней и выбор участка до 48 часов для анализа
Система анализа холтеровской ЭКГ GE CardioDay	Тип системы	Программное рабочее место анализа амбулаторной ЭКГ; не носимый регистратор

Электрокардиограф Philips PageWriter TC50

Измерительный тракт использует первичную частоту восемь тысяч отсчетов в секунду на отведение, тогда как обработанные данные представлены с частотой пятьсот отсчетов в секунду. Это разные уровни цифрового процесса, и они должны быть раздельно указаны при техническом сравнении. Частота выборки не определяет одна все качество системы: имеют значение полоса пропускания, разрешение, условия измерения и алгоритмы обработки. В итоговом отчете врач работает с электрокардиографической информацией, прошедшей предусмотренные преобразования, поэтому настройки и характеристики сохраняемого формата остаются существенными.

Карточка оборудования ИНФОМЕД

Система анализа холтеровской ЭКГ GE CardioDay

При работе с многосуточным материалом CardioDay предусматривает общий обзор длительной записи и выбор интервалов для анализа; в соответствующих версиях используется семисуточный обзор с выбором сорокавосьмичасового участка. Это не означает идентичной обработки любого файла за семь суток всеми имеющимися алгоритмами. Порядок работы зависит от версии и модуля. Для учреждения, переходящего от суточных регистраторов к более длительным, необходимо проверить весь маршрут: считывание, разделение временных участков, навигацию, сохранение результатов и форму итогового отчёта. Такой подход предотвращает несоответствие между возможностями носимого регистратора и аналитической станции.

Карточка оборудования ИНФОМЕД