This paper describes the manifestations of ischemia in the ECG signals and summarizes some methods allowing automatic detection of ischemia. Morphological features were then calculated from ECG signals available from UBMI and statistically evaluated to select features appropriate for further automatic classification. Multilayer feedforward neural network was used for classification of heart beats. The neural network was designed in Matlab. Classification performance up to 99.9% was obtained on available dataset.

This work deals with delineation of ECG signals. First we will become familiar with ECG and commonly used processing methods. Various transformation methods of ECG leads. Further we will describe methods of delineation ECG signals. Second part is dedicated to metod used in this work for delineation of ECG signals from CSE database. Particulary method using Dyadic Wavelet Transform. Work include, description of used program and results. Third part is dedicated to methods of ECG leads transformations and cluster analysis. In conclusion we will evaluate the results.

This work focuses on the regression analysis of morphological parameters calculated from the ECG for estimating the position of the heart to the measuring electrodes. It consists of a theoretical analysis of the problems of ECG recording and description of the data obtained from experiments on isolated animal hearts. On the theoretical part is followed by a description of the calculation parameters suitable for regression analysis and their application in the training and testing of the following regression models to estimate the position of the heart to the measuring electrode.

The aim of this thesis is to introduce with principle of Empirical Mode Decomposition method and possibility use for correction of baseline wander in ECG signals. The thesis describes the main components of the ECG signal, a selection of possible types of signal noise, its property and principles of chosen methods for filtration of ECG signals. In conclusion the evaluation of the effectiveness of the EMD method for filtering a baseline wander and it comparing with effectiveness of the linear filtration. Functionality of used algorithms has been tested on signals of CSE standard library.

Zur deskriptiven Darstellung der kardiologischen Untersuchung von Golden Retrievern wurden 50 vorberichtlich und klinisch gesunde Hunde der genannten Rasse untersucht. Die Probanden erfuhren eine allgemeine klinische Untersuchung mit besonderer Beurteilung des Herz-Kreislaufsystems, eine Blutdruckmessung, eine elektrokardiografische sowie eine echokardiografische Untersuchung. Zur Abklärung systemischer Erkrankungen, die die Herz-Kreislauffunktion beeinflussen können, wurden zudem Blutuntersuchungen durchgeführt. Während der klinischen Untersuchung lag die Herzfrequenz der Probanden bei 97,7 ± 28,0 Schlägen pro Minute. Auskultatorisch konnte bei keinem der Probanden ein besonderer Befund erhoben werden. Der Blutdruck wurde bei den untersuchten Tieren mittels Doppler-Sphygmomanometrie ermittelt. Dabei ergab sich ein systolischer Blutdruck von 152,5 ± 24,0 mmHg. Vier der Golden Retriever waren mit einem systolischen Blutdruck von 200 bis 220 mmHg hypertensiv. Mehrere Hunde wiesen zudem grenzwertig hohe Blutdruckwerte zwischen 160 und 180 mmHg auf. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnte keine Ursache für diese systemische Hypertension gefunden werden. Folgeerscheinungen der Hypertension ließen sich nicht nachweisen. Wahrscheinlich handelt es sich hierbei um eine aufregungsassoziierte kurzfristige Blutdruckerhöhung. Anhand der Laboruntersuchungen konnten geringgradige Veränderungen festgestellt werden, die allerdings keinen Einfluss auf die kardiale Funktion haben sollten. Mit Hilfe der elektrokardiografischen Untersuchung konnten keine Arrhythmien nachgewiesen werden. Acht der untersuchten 50 Hunde wurden aufgrund morphologischer pathologischer Veränderungen von der Erhebung echokardiografischer Referenzwerte ausgeschlossen, um eine Beeinflussung der Normalparameter zu verhindern. Von den Golden Retrievern mit pathologischen Veränderungen wiesen sieben eine geringgradige Subaortensstenose auf und ein Hund eine systolische Dysfunktion in Form einer okkulten dilatativen Kardiomyopathie. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnten echokardiografische Normalparameter für den Golden Retriever etabliert werden. Ähnliche Untersuchungen anderer Hunderassen zeigen die Wichtigkeit der Etablierung rassespezifischer Referenzwerte auf. Sieben der vorberichtlich und klinisch gesunden Golden Retriever wiesen eine geringgradige Subaortenstenose auf, einer eine okkulte Kardiomyopathie. Aufgrund der Gefahr der Vererbung der genannten Erkrankungen kann durch die vorliegende Untersuchung gezeigt werden, wie wichtig eine kardiologische Screening-Untersuchung von Golden Retrievern vor Zuchtnutzung ist.

Projektet tar sin start i den intressanta fasen testning och verifiering. En prototyp har påbörjats för ett portabelt EKG tillsammans med Linköpings universitet och ett tidigare examensarbete. Prototypens elektriska egenskaper behöver nu genomgå test och verifiering. Samt undersöka om kretskortet kan ha blivit fel designat. Målsättningen för produkten är att den ska kunna krympa avståndet mellan mätpunkterna i förhållande till ett 12 avlednings-EKG. En problematik för arbetet är att undersöka vilka alternativa placeringar eller konfigurationer av Wilson Central Terminal som kan göras på enbart överkroppen. En testplattform grundad på enkortsdatorn Raspberry Pi utformades för att säkerställning av systemets funktionalitet kunde utföras med en känd signal. Efter säkerställningen gjordes tester med elektroder på person. Testplattformen fungerade väl och kunde ge en bra bild över produktens kapacitet och begränsningar. Kretskortet är felkopplat i någon mening samt att systemet begränsar frekvensomfånget så att inte alla nödvändiga frekvenser upptas för en korrekt återspegling av hjärtats aktivitet. Produkten fungerar bra men har en del funktioner kvar att implementera innan den kan tas i allmänt bruk. Att dubbla bandbredden för frekvenser skulle innebära att hjärtfel inom de området skulle upptäckas av systemet. En av elektroderna har anslutits till fel kanalingång på A/D-omvandlaren för att helt kunna kopiera och komprimera en normal mätning av EKG. / The project takes it start at the interesting phase testing and verification. A prototype has been started for developing of a portable ECG in cooperation between Linköpings university and an earlier bachelor thesis. The prototypes electrical properties need to be tested and verified. The PCB also needs an examination to see if it has been incorrectly designed. The objective for this product is to minimize the distance between the measuring points relative to a 12-lead ECG. A challenging task is to examine what alternative placements or configurations there is of Wilson Central Terminal which can only be done on the upper body. A test platform based on the single card computer Raspberry PI has been developed to ensure the systems functionality by sending a known signal into the system. Next phase after the verification was to undergo and investigate the system behavior when the electrodes is placed on a test person. The test platform worked well and was able to put light on both the abilities and constraints. It turned out that in some meaning the PCB is not optimally designed. The total bandwidth for the system is limited and cannot fully represent all frequencies that is needed to cover extreme cases and give an exact health check on the heart. The instrument is now able to pick up the electric activities with aid from the loose electrodes, that also has been used under the verification. There still is a small amount of noise left on the signal. Before the instrument can be launched to commercial use there remain a few functions to implement. One thing is to double the bandwidth, it should solve the difficulty to detect the higher frequency. It is not necessary, but to completely shrink and copy the original pattern from a larger EKG-measurement the PCB design must be remade. The results from the new pattern appear to be good enough but must be verified from medical view.

Das EKG ist ein etabliertes und einfach durchzuführendes diagnostisches Routineverfahren. Belastungsuntersuchungen in denen das EKG beispielsweise Aufschluss über myokardiale Ischämien und Rhythmusstörungen geben kann, belegen den hohen diagnostischen Stellenwert des EKGs. Die Veränderungen der Parameter des EKGs sind charakteristisch und unterliegen dabei den unterschiedlichen physiologischen Bedingungen. Die vorliegende prospektive klinische Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, welche physiologischen Bedingungen für diese Veränderungen ursächlich verantwortlich sind. Dazu wurden 10 männliche Probanden in 2 doppelten Stufen- und 2 Dauertests mit und ohne ß-Blockade untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass in Ruhe und bei intensiver Belastung die ß-Blockade eine Wirkung hatte, was auf einen relevanten Einfluss des Sympathikus schließen lässt. Bei leichter und mittlerer Belastung und in der unmittelbaren Nachbelastungsphase waren hingegen keine Unterschiede in den Tests ohne und mit ß-Blockade festzustellen. Deshalb ist die Annahme plausibel, dass die Regulation der Herzfunktionen durch den Parasympathikus stattfindet, während der Sympathikus hier lediglich eine ergänzende Modulationsfunktion hat. Grundsätzlich unterstützt dies insgesamt die Theorie der zentralen Mitinnervation, die nach den vorliegenden Ergebnissen allerdings vorrangig in der Bedeutung des Parasympathikus und nachrangig in der des Sympathikus liegt.

Denna rapport representerar ett kandidatexamensarbete vid Kungliga Tekniska Högskolan(KTH), där målet var att skapa en handhållen prototyp. Funktionerna för prototypen var mätning av puls i ett finger med optiska sensorn TCRT1010 och elektrokardiografi(EKG) med bipolära extremitetsavledningar. Prototypen är skapad med målet att vara användarvänlig, kostnadseffektiv och billig för att kunna appliceras i utvecklingsländer som finns i Afrika och Asien. Anledningen är då det finns brist på billig och lätthanterlig medicinsk teknik i de områden. Arbetet utfördes genom utveckling av två kretsar givna av uppdragsgivaren, för att sedan designas på ett kretskort som tillverkades av ett svenskt företag. Samtliga komponenter löddes fast på kretskortet och monterades i en behållare med uttag och batterier. Den slutgiltiga prototypen består av en plastlåda som innehåller kretskortet med funktionen att mäta antingen pulsen i ett finger eller EKG, som användaren väljer med hjälp av en switch. Prototypen är även utrustad med avtagbart lock, två BNC kontakter för signalutskick till oscilloskop, en för vardera krets, tre labbhylsor för extremiteterna och ett 4-polig kontakt för den optiska sensorn. Signalerna som fås är ej brusfria men innehåller respektive signals viktigaste parametrar för kontroll om vidare diagnostisk behövs. Den framtagna prototypens kostnad slutade på 1815,5 SEK, vilket ej ansågs uppfylla målet för kostnadeffektivet men som anses kunna användas i utvecklingsländer då prototypen har en simpel design, med avtagbart lock som möjliggör lätta batteribyten, endast en switch och är kompakt som gör den lätt att utföra undersökningar med. Signalhanteringen är testad för att ge tydlig signal som möjliggör att vårdpersonal kan identifiera om vidare diagnostik behövs. Många framtida förbättringar identifierades, så som att minska kostnaden med byte till billigare komponenter och massbeställning av kretskort, göra prototypen trådlöst kopplad till mätinstrument eller minska brus ytterligare. / This report represents a bachelor thesis at the Royal Institute of Technology, where the goal was to create a handheld prototype. The functions of the prototype were measuring pulse in a finger using the optical sensor TCRT1010 and electrocardiogram(ECG) with bipolar limb-lead. In this thesis, the focus was put on trying to develop a user-friendly and cost-effective prototype for use in developing countries, that can be found in Africa and Asia. The reason is because there's a lack of cheap and easy to use medical equipment in those areas. The work was performed by developing two circuits, given by our employer, that was designed on a circuitboard and constructed by a Swedish circuitboard constructor. All components were soldered on the circuitboard and was mounted in a box with socket and batteries. The finished prototype consists of a plastic box containing one circuitboard with the function to measure either the puls of a finger or ECG, which the user can choose between using a switch. The prototype is also equipped with a removable lid, two BNC plugs for connecting an oscilloskope, one for each ciruit, three sockets for the limb lead for the ECG and finally a 4-pole socket for the optical sensor. The signals acquired are not free of noise but contains the most important parameters of the two signals for guidance if further medical diagnostic is needed. The prototypes final cost was 1815,5 SEK, which was not considered achieving the goal for cost-efficiency, was still believed to be useful in developing countries because of its simpel design with removable lid and easily to change batteries. It's equipped with only one switch and the compact size makes it easy to handle. The signal processing is tested to give a clear signal which enables the health professionals to identify if further diagnostics are needed. Several improvements was identified for future work, such as to reduce the cost by buying cheaper components or buying the circuitboard in greater numbers, making a wireless connection to the measuring equipment or further reducing the noise.

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This master’s thesis deals with the automatic detection of myocardial infarction in ECG. Semester work consists of two parts. The theoretical part provides a description of the electrical conduction system of the heart, spreading of electrical activity through the heart muscle, the methods of ECG scanning and the ECG curve. There are also mentioned the causes of myocardial ischemia and various methods of its detection. Another part is devoted to high-frequency ECG, analysis of HFQRS and clinical studies which describe the use of high-frequency ECG in diagnosis of myocardial infarction. In the practical part is proposed an algorithm using low-frequency components ECG and an algorithm using high-frequency components ECG for automatic detection of myocardial infarction. The proposed algorithms are implemented in programming environment MATLAB and tested on signals from the PTB database. The final part of the master‘s thesis is devoted to the comparison of the success of myocardial infarction by means of low frequency and high frequency components of ECG and comparison of achieved results with results from clinical studies.