This thesis deals with implementation of detector QRS complex with use of wavelet transform. The first part is focused on formation and possibility to measure cardiac activity. The other part of thesis we will familiarise with the different possibilities of detection QRS complex and we intimately focus on wavelet transform that will be used for a project of detection QRS complex. The practical part of thesis focuses on the project of detector in programming language Matlab and his different setting. This projected detector has been tested with CSE database. Achieved results of projected detector are evaluated with the results of others authors.

EKG är en metod som registrerar hjärtats elektriska aktivitet, för att upptäcka eventuella sjukdomar eller störningar i hjärtats rytm. Tidigare studier har visat att det sker förändringar i EKG:t om bröstelektroderna inte placeras korrekt. Syftet med studien är att undersöka hur QRS-komplexen förändras vid felaktig placering av bröstelektroderna. Vi registrerade tre EKG från 30 frivilliga patienter: -Ett vilo-EKG där elektroderna placeras rätt. Vid det andra EKG flyttades bröstelektroderna upp ett intercostalrum och vid det tredje EKG flyttades elektroderna istället ner ett intercostalrum. Därefter undersöktes amplitudförändringar i QRS-komplex och T-våg och skillnader i datortolkning. Studien utfördes på Avdelningen för klinisk fysiologi på Skånes universitetssjukhus i Malmö.Vi fann att R-vågsamplituden i V1 blev lägre då elektroderna placerades ett intercostalrum upp (p=0,014) och istället blev högre då elektroderna placerades ett intercostalrum ner (inte statistiskt signifikant). R-vågsamplituderna i V5 och V6 ökade då elektroderna placerades ett intercostalrum upp, medan de minskade då elektroderna placerades ett intercostalrum ner. Det skedde skillnader i datortolkningen hos 37 % av patienterna.Slutsatsen är att det sker förändringar vid felaktig placering av bröstelektroderna både ett intercostalrum upp respektive ett intercostalrum ner. Man riskerar att överdiagnostisera septal infarkt om V1-V2 placeras för högt och underdiagnostisera vänsterkammarhypertrofi om V4-V6 placeras för långt ner. / Resting-ECG is a method of recording the heart's electrical activity, to detect cardiac diseases or disorders of heart rhythm. Previous studies have shown that changes occur in the ECG when the chest electrodes are not placed correctly. The aim of the study was to examine how the ECG changes upon improper placement of chest electrodes. We included 30 patients with three different ECGs: A resting ECG in which electrodes are placed in the right place. The second ECG was recorded with chest electrodes moved up an intercostal room. At the third ECG the electrodes were instead moved an intercostal room down. Both amplitude and differences in computer interpretation were examined from all three recordings.The study was performed at the Department of Clinical Physiology at Skåne University Hospital in Malmö.The R wave amplitude in V1 increased when the chest electrodes were placed too high (p=0.014), and decreased when the electrodes were placed too low (not statistically significant). The R wave amplitudes in V5 and V6 increased when the electrodes were placed too high and decreased when they were placed too low. There were differences in the computerized interpretations of the ECGs in 37% of the patients.We conclude that there are changes in the ECG when the chest electrodes are not correctly placed. There is a risk of over diagnosing septal myocardial if V1-V2 is placed too high and diagnosing left ventricular hypertrophy if V4-V6 are placed too far down.

This project considers methods of construction QRS detectors. It focus in detection complexes of QRS single leads and space speed, which are calculated from three orthogonal leads. In theory was refer to various methods, which lead to design detector. It were designed two algoritms (constant and adaptive detecting threshold), which were implemented into detector and the signal was preprocessed by Hilbert transformation. Toward algoritms were completed by modification, which improved detection effectivity. Function of algoritms were tested in all signals of CSE (V2,V5,aVF).

This diploma thesis deals with cluster analysis for long-term electrocardiograms (ECG) clustering. The linear filtration is used for ECG preprocessing. The ECG sign segmenting in single heart cycles is based on the detection QRS complex and consequently to an application of dynamic time warping algorithms. To an application of all these mentioned processes and to results interpretation, a program called Cluster analysis has been created in the Matlab background. The results of this diploma thesis confirm that cluster analysis is able to distinguish cardiac arrhythmias which are typical with their shape distinctness of normal heart cycles.

This project investigates methods of construction the wavelet-based QRS-complex detector. QRS-complex detection is very important, because it helps automatically calculate heart rate and in some cases it is used for compression ECG signal. The design of QRS detector can be made with many methods, in this project were mentioned and consequently tested only a few variants. The principle of designed detector used a wavelet-based decomposition of the original ECG signal to several frequency-coded bands. These bands are consequently transformed to absolute values and with the help of the threshold value are marked positions of assumed QRS complexes. Then are these assumed positions from all bands compared between themselves. If the position is confirmed at least at one nearby band, then is this position marked as true QRS complex. To increase efficiency of designed detector, two modifications were additionally mentioned. The first one, using the envelope of the signal, had rather negative effect on detectors efficiency. The second modification, using combined signal from three pseudoorthogonal leads, had reversely very good effect on detectors efficiency. In the end, the designed detector and all its modifications were tested on signals from CSE library (exactly on leads II, V2 and V6).

The topic of this master's thesis is the analysis of ECG signals using wavelet transform. In the introductory chapters there is a brief description of heart anatomy, the emergence and spread of potentials, which evocating activities of myocardium. There is an overview of techniques used for ECG signals analysis and explanation of ECG curve diagnostic importance. Work also containts an ECG signal analysis common procedure explanation and different approaches brief overview. The main part of this work is an application detecting significant intervals in the ECG signal, developed in Matlab. In several chapters the detection procedure is described in more details and gave reasons for chosen methods. In the last chapter there is a preview of several signals as a result of developed application, together with evaluation of the tests carried out at the CSE database. Detector sensitivity was quantified over 99,10%.

This master’s thesis is engaged in usage of cluster analysis for ECG signal to separate normal QRS complexes from abnormal ones. For this, it is used two algorithms created in professional computing interface MATLAB. The outputs from this master’s thesis are dendrograms, which divide QRS complexes into abnormal and normal clusters, and Pearson correlation coefficients.

In this thesis we suggest a technique for detecting pulses by signal processing of a raw ECG signal registered from 4 electrodes located on the left upper arm. The signal processing is performed in Matlab and consists of normalization, lowpass filtering, highpass filtering, derivation, squaring and a moving average window to reduce interference. The technology is capable of extracting periods between heartbeats after an implemented detection algorithm. The thesis also includes reflections on the types of interferences that may affect an electrical development equipment and also methods of how major parts of the interference can be reduced by different shields. Before the technique is applied in a final product, further tests may need to be performed during the monitoring of a person's pulse. Finally, we believe that our development of pulse detection is the beginning of a new technology that in the future can save lives. / I den här rapporten föreslår vi en teknik för att detektera pulser med hjälp av att signalbehandla en rå EKG-signal registrerad från 4 elektroder placerade på vänster överarm. En signalbehandling utförd i Matlab som bland annat består av normering, lågpassfiltrering, högpassfiltrering, derivering, kvadrering samt ett glidande medelvärdesfönster för att reducera störningar. Tekniken är kapabel till att utvinna tider mellan hjärtslag efter en implementerad detekteringsalgoritm. Rapporten innefattar även reflektioner kring vilka typer av störningar som kan påverka en elektrisk utvecklingsutrustning samt metoder för hur större delar av störningarna kan reduceras med hjälp av olika skärmningar. Innan tekniken appliceras i en slutlig produkt kan ytterligare tester behöva utföras under monitorering av en persons puls. Slutligen anser vi att våran utveckling av pulsdetektion är en början på en ny teknik för att kunna rädda liv.

Tolkningen av EKG är en viktig metod vid diagnostisering av onormala hjärttillstånd och kan användas i förebyggande syfte att upptäcka tidigare okända hjärtproblem. Att enkelt kunna mäta sitt EKG och få det analyserat och presenterat på ett pedagogiskt sätt utan att behöva rådfråga en läkare är något det finns ett konsumentbehov av. Denna rapport beskriver hur en EKG-signal behandlas med olika algoritmer och metoder i syfte att detektera hjärtslag och dess olika parametrar. Denna information används till att klassificera varje hjärtslag för sig och därmed avgöra om användaren har en normal eller onormal hjärtfunktion. För att nå dit har en mjukvaruprototyp utvecklats där algoritmerna implementerats. En enkätundersökning gjordes i syfte att undersöka hur utdata från mjukvaruprototypen skulle presenteras för en vanlig användare utan medicinsk utbildning. Sju filer med EKG-signaler från MIT-BIH Arrhythmia Database användes för testning av mjukvaruprototypen. Resultatet visade att prototypen kunde detektera en rad olika hjärtfel som låg till grund vid fastställning om hjärtat slog normalt eller onormalt. Resultatet presenterades på en mobilapp baserad på enkätundersökningen. / The interpretation of the ECG is an important method in the diagnosis of abnormal heart conditions and can be used proactively to discover previ-ously unknown heart problems. Being able to easily measure the ECG and get it analyzed and presented in a clear manner without having to consult a doctor is improtant to satisfy consumer needs. This report describes how an ECG signal is treated with different algo-rithms and methods to detect the heartbeat and its various parameters. This information is used to classify each heartbeat separately and thus determine whether the user has a normal or abnormal cardiac function. To achieve this a software prototype was developed in which the algorithms were implemented. A questionnaire survey was done in order to examine how the output of the software prototype should be presented for a user with no medical training. Seven ECG files from MIT-BIH Arrhythmia database were used for validation of the algorithms. The developed algorithms could detect of if any abnormality of heart function occurred and informed the users to consult a physician. The presentation of the heart function was based on the result from the questioner.

Abstrakt: Inom vården används olika undersökningsmetoder för att kunna utvärdera hjärtats funktion. Elektrokardiografi (EKG) är en av de metoderna. EKG har många fördelar exempelvis är metoden tillgänglig, billig, riskfri och icke-invasiv. Vid vilo-EKG placeras tio elektroder på bestämda positioner på kroppen vilka ger upphov till 12 avledningar. Avledningarna indelas i två grupper: bröstavledningar och extremitetavledningar. Studiens syfte var att undersöka närmare om det finns skillnader som påverkar bedömningen av EKG:et i P- vågor, QRS- komplex och hjärtats elektriska axel (QRS el-axel) i extremitetavledningar mellan standardkoppling och två andra omkopplingar. Trettio frivilliga deltagare inkluderades i denna studie. För samtliga deltagare registrerades tre EKG:n. I det första EKG:et kopplades extremitetselektroderna enligt standardkopplingen. I det andra EKG:et kopplades armelektroder på höger och vänstra överarmar, vänster benelektroden kopplades på lårbenet. Det tredje EKG:et kopplades enligt Mason- Liker, förutom att höger benelektrod inte omplacerades. Vid alla tre EKG:na placerades bröstelektroderna enligt standardkopplingen. Förändringar i duration, amplitud, och QRS el-axel mellan dessa EKG:n undersöktes. Resultaten av studien visade att det inte fanns någon signifikant skillnad mellan dessa kopplingar i duration och amplitud i QRS-komplexen. Inte heller i durationen på P-vågen. Däremot påvisades en signifikant skillnad i QRS el-axel samt i amplitud på P-vågen för den ena omkopplingen.