FEATURES OF ANALOG-TO-DIGITAL CONVERSION IN MULTIPLE ELECTROCARDIOSIGNAL RECORDING SYSTEM

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Digitalization of medical information is the main physical process that determines the characteristics of medical information systems. Digital tools of modern medicine allow for breakthroughs in the very approach to treatment and prevention of diseases. In this regard, improving analog-to-digital conversion opens up new opportunities for the modern healthcare system. The purpose of the article is to develop a structure for analog-to-digital conversion of multiple-lead ECS. Materials and methods. The functional diagram of a specialized analog-to-digital converter (ADC) is considered, taking into account the multiplexing of analog channels, the sensitivity and required speed of the communication channel are calculated. The volume of digital data generated at the output of the analog-to-digital converter is calculated. The effect of the number of ADCs on the multiplexing coefficient is determined. Results. The paper presents a layout of the ECS multiple-lead registration unit, simulates the operation of the analog-to-digital converter, and obtains timing diagrams of the registration processes of a group of leads. Conclusions. The operation of the screening system of non-invasive electrocardiological diagnostics (SNEDS) with multiple registration of electrocardiographic signals corresponds to the paradigm of modern healthcare on the orientation of early diagnosis and prevention of diseases. Based on the analysis, prototyping and modeling, the choice of the multiplexing coefficient for the system of multiple registration of electrocardiographic signals (ECS) is substantiated.

About the authors

Andrey Yu. Bodin

National Research University "MPEI"

Author for correspondence.
Email: Bodin98@mail.ru

Postgraduate student

(build. 1G, 17 Krasnokazarmennaya street, Moscow, Russia)

Oleg N. Bodin

Penza State Technological University

Email: iit@pnzgu.ru

Doctor of technical sciences, professor, head of the sub-department of biomedical engineering

(1a/11 Baidukova passage/Gagarina street, Penza, Russia)

Mikhail N. Kramm

National Research University "MPEI"

Email: krammmn@mail.ru

Doctor of technical sciences, professor, professor of the sub-department of fundamentals of radio engineering

(build. 1G, 17 Krasnokazarmennaya street, Moscow, Russia)

References

  1. Bokeriya L.A., Golukhova E.Z. Klinicheskaya kardiologiya: diagnostika i lechenie: v 3 t. = Clinical cardiology: diagnosis and treatment : in 3 volumes. Moscow: Izdatel'stvo NTsSSKh im. A.N. Bakuleva, 2011:1711. (In Russ.)
  2. Amirov R.Z. Integral'nye topogrammy potentsialov serdtsa = Integral topograms of heart potentials. Moscow: Nauka, 1973:108. (In Russ.)
  3. Pat. 2651068 Russian Federaton. A method for noninvasive determination of electrophysiological characteristics of the heart. Bodin A.Yu. et al. № 2017123613; appl. 05.07.2017; publ. 18.04.2018, Bull. № 11. (In Russ.)
  4. Kramm M.N. Methodology for calculating ECG maps of external potentials for a model of the human torso in the form of an elliptical cylinder. Fizika i radioelektronika v meditsine i ekologii: dokl. 10-y Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. (FREME 2012) = Physics and radio electronics in medicine and ecology : reports of the 10th International scientific and technical conf. (FRAME 2012). Vladimir, 2012;(bk.1):208–211. (In Russ.)
  5. Pat. 2764498 Russian Federation. Method and device for recording multiple leads of an electrocardiosignal. Bodin A.Yu. et al. № 2020122154; appl. 03.07.2020; publ. 17.01.2022, Bull. № 2. (In Russ.)
  6. Karpov O.E., Khramov A.E. Informatsionnye tekhnologii, vychislitel'nye sistemy i iskusstvennyy intellekt v meditsine = Information technologies, computing systems and artificial intelligence in medicine. Moscow: DPK Press, 2022:480. (In Russ.)
  7. Bodin A.Yu., Kramm M.N., Bodin O.N. et al. Features of registration of multiple leads of electrocardiosignals. Fizika i radioelektronika v meditsine i ekologii: sb. dokl. XV Mezhdunar. nauch. konf. (FREME 2022) = Physics and radio electronics in medicine and ecology : collection of reports of the XV International scientific conf. (FREME 2022). Vladimir, 2022. (In Russ.)
  8. Specialized ADS1298 ADC. Texas Instrument. Available at: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ ads1296r.pdf
  9. Analog Device. Del'ta-sigma ATsP. Available at: https://www.analog.com/en/technical-articles/precisionsar- sigma-delta-converters.html
  10. Recommendations on physical activity and a sedentary lifestyle. Vsemirnaya organizatsiya zdravookhraneniya = World Health Organization. (In Russ.). Available at: https://iris.who.int/bitstream/handle/ 10665/337001/9789240014909-rus.pdf
  11. STM32F4DISCOVERY debugging boards. STMicroelectronics. (In Russ.). Available at: https://www.st.com/ en/evaluation-tools/stm32f4discovery.html
  12. Logic Analyzer. Dreame Source Lab. Available at: https://www.dreamsourcelab.com/product/dslogicseries

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».