This thesis deals with the detection of QRS complexes from electrocardiograms using time-frequency analysis. Detection procedures are based on wavelet and Stockwell transform. The theoretical part describes the basics of electrocardiography, then introduces common approaches to time-frequency analysis, such as short-time Fourier transform (STFT), wavelet transform and Stockwell transform. These algorithms were tested on a set of electrograms from the MIT-BIH and CSE-MO1 arrhythmia database. For the CSE database worked best the method based on the wavelet transform with the filter bank Symlet4, with the resulting value of sensitivity 100 % and positive predictivity 99.86%. For the MIT database had the best performance the detector using the Stockwell transform with values of sensitivity 99.54% and positive predictivity 99.68%. The results were compared with the values of other authors mentioned in the text.

This thesis deals with a proposition of an algorithm for QRS complex and typical ECG waves boundaries detection. It incorporates a literature research focused on heart electrophysiology and commonly used methods for ECG fiducial points detection and delineation. Out of the presented methods an algorithm based on a continuous wavelet transform is implemented. Detection and delineation algorithm is tested on CSE standard signal database towards references determined both manually and automatically. Obtained results are compared to other congenerous methods. The diploma thesis is further concerned with an algorithm modification for experimental electrocardiograms of isolated rabbit hearts. Recording specifics of these data are introduced. Additionally, based on time and frequency analysis, particular modifications of the algorithm are proposed and realized. Due to a large extent of records functionality is verified on randomly selected database samples. Efficiency of the modified algorithm is evaluated through manually annotated references.

The thesis is focused on the study of detection of QRS complex in time a frequency domain. The aim is to implement selected methods and their comparison to assess the effectiveness of QRS complex.

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.

The thesis deals with detection of T-wave alternans. The presence of T-wave in surface ECG is recognized as a marker of electrical instability of heart in stage his repolarization, arise increased risk of emergence ventricular fibrillation and sudden cardiac death. The goal of our project is familiarize with methods of detection T-wave alternans. In particular spectral method and spectral method which was realized in variant for running reading values in time (“sliding window”). To suggest a QRS complex detector, localize the T-wave and to make TWA detection using spectral method and modified spectral method. This project is to be made in C language in appropriate user interface.

Ventricular premature beats are ectopic changes in the ECG signal. Detection of ventricular extrasystoles on 12leads ECG was created in MATLAB. At first my work involves whether the ventricular premature beats comes from the right or the left ventricle. Another algorithm evaluates the incidence outflow tract of the chamber. If the previous algorithm shows signs of indecision, another algorithm is used for detection of ventricular extrasystoles at another location in the left ventricle. The last step is to narrow the area of detection which makes it easier to find the place of origin.