Трансформация спектра последовательности отсчетов ТР-сегмента

Можно обеспечить существенное снижение требований к фильтрам и расширение верхней границы полосы частот выделяемого сигнала дрейфа изолинии до частоты сердечных сокращений за счет преобразования каждого отсчета ТР-сегмента в группу отсчетов, построенную по определенным правилам.

Обеспечить трансформацию спектра последовательности отсчетов сигнала можно путем добавления к исходному отсчету, взятому на ТР-сегменте, (U ₀ на рисунке 12.1) n пар отсчетов, в которых один отсчет расположен слева от исходного (UL ₁ K ₁  и UL ₂ K ₂ на рисунке 12.1), а другой – справа (UR ₁ K ₁  и UR ₂ K ₂ на рисунке 12.1). 

Рис. 12.1 – Формирование сигнала с трансформированным спектром

Полученную группу отсчетов назовем импульсным сигналом сложной формы (ИССФ). Дополнительные отсчеты ИССФ также берутся на ТР-сегменте, имеют длительность τ, как и исходный отсчет, и умножаются на соответствующие масштабные коэффициенты K _i.

Число подавляемых спектральных зон в трансформированном спектре равно числу n пар дополнительных отсчетов.

Параметры дополнительных отсчетов (амплитуда, количество, взаимное расположение на оси времени) определяются из решения системы уравнений

                                                     (12.1)

где τ_i – сдвиг i -го дополнительного отсчета относительно исходного отсчета; Т – период дискретизации сигнала; – означает, что для подавления могут быть выбраны любые n спектральных зон из М, М – возможное для данного сочетания Т и τ число спектральных зон в каждом лепестке спектра амплитуд, М _макс=(Т/τ)–1.

Задаваясь значениями сдвигов τ_i, из решения системы уравнений (12.1) определяют значения масштабных коэффициентов K _i.

На рисунке 12.2 показан фрагмент ЭКС с различными видами дрейфа изолинии (дыхательная волна типа синусоиды, экспонента, образующаяся при кратковременной потере контакта электрода с телом), и отсчетами ТР-сегмента, образующими ИССФ с двумя парами дополнительных отсчетов.

Рисунок 12.2 - Формирование ИССФ на ТР-сегменте в каждом цикле сердечных сокращений

Спектр такой последовательности отсчетов на ТР-сегменте, сформированной по описанным выше правилам для случая подавления первой и второй спектральных зон приведен на рисунке 12.3.

Рисунок 12.3 – Трансформированный спектр последовательности

отсчетов ТР-сегмента

Содержащиеся в нулевой спектральной зоне составляющие низкочастотной помехи могут быть выделены фильтром нижних частот и затем вычтены из предварительно задержанного на время запаздывания фильтра исходного сигнала. Этот процесс иллюстрируется рисунком 12.4.

Рисунок 12.4 –  Устранение низкочастотной аддитивной помехи

 

Для практического применения ИССФ необходимо выявить связь амплитуд гармонических составляющих ИССФ с амплитудами гармонических составляющих исходной последовательности прямоугольных импульсов (ПППИ), то есть отсчетов U ₀, взятых на ТР-сегменте в каждом цикле сердечных сокращений.