Электронный журнал открытого доступа Кардиометрия. Выпуск 16, Мая 2020

Помехи, возникающие при записи ЭКС, а именно
низкочастотная и высокочастотная, относятся
к основным факторам, снижающим точность обработки
ЭКС. При записи ЭКС низкочастотные
помехи возникают при плохом соприкосновении
контактных токопроводящих веществ измерительных
электродов между биообъектом и электродом
– при дыхании человека и т.д. [1-3,5-8,12]. Высокочастотные
электрические помехи в основном
формируется от подключенных в сеть внешних
электрических приборов, в том числе, таких как
хирургические и физиотерапевтические устройства
[1-9,12]. Кроме того, к высокочастотным помехам
также можно отнести мышечные помехи,
возникающие в результате активности скелетных
мышц биообъекта при движении [3,5-7,12,13].
Влияние перечисленных видов помех в значительной
степени приводит к снижению точности
анализа параметров ЭКС, в частности при измерениях
амплитудно-временных параметров сигнала,
осуществляемых с помощью автоматизированных
систем, и при ручной обработке врачом [14].
Анализу параметров низкочастотной помехи
посвящен ряд работ [2-8,12,15], из которых можно
отметить, что низкочастотная помеха ЭКС представляет
собой сумму детерминированных компонент
с частотой от 0,1 Гц до 0,3 Гц, но не более 1
Гц, со случайной амплитудой.
Анализу параметров высокочастотной помехи
посвящен также ряд работ [2-8,12,13], из которых
можно отметить, что электрическая помеха носит
узкополосный характер детерминированного сигнала
медленно изменяющую гармонику разных
фаз с частотой 50 Гц. Следовательно, мышечная
помеха представляет собой широкополосный шум
с нулевым средним значением, перекрывающийся
с частотным спектром ЭКС [13,16]. Мышечная помеха
является наиболее опасной и трудно устранимой
помехой из-за высокой мышечной активности
во время записи сигнала. С учётом этих
особенностей миографической помехи во время
обработки ЭКС используется так называемый
подход «отбраковки», т.е. сильно зашумленные
участки ЭКС исключаются из рассмотрения [14].
Однако, несмотря на проведенные исследования,
посвященные анализу характеристик влияющих
помех, в частности узкополосной электрической
помехи, в современности наблюдается
постоянный рост уровня помех из-за увеличения
энергопотребления во всех сферах деятельности,
что может привести к ухудшению общего электромагнитного
фона [17]. Помимо этого также наблюдается
появление высокочастотной электрической
помехи, наводимой при помощи внутренних узлов
ноутбуков [18]. Учитывая все это, проведенные
исследования в работе [9] позволили предположить,
что во время регистрации ЭКС с помощью
ноутбука при отключении сетевого кабеля есть
возможность возникновения широкополосной
электрической помехи, наводимой внутренними
узлами ноутбука. Частотная составляющая данной
помехи с помощью дискретного преобразования
Фурье идентифицирована вблизи диапазона
от 44 Гц до 56 Гц при центральной частоте помехи
50 Гц. Данная помеха, также как узкополосная
сетевая помеха, может влиять на амплитудные и
временные параметры ЭКС, в частности на вид
зазубренности вершин RR-интервалов сигнала.
Однако идентифицированная широкополосная
помеха по частотным характеристикам отличается
от узкополосной сетевой помехи.
В научной литературе для устранения выше
проанализированных помех, а именно низкочастотной
и высокочастотной помехи, наиболее часто
используются фильтры, аппроксимированные
полиномами Баттерворта, а другие полиномы,
например, Чебышева (I и II рода), Бесселя, Кауэра,
применяются реже. В работах [1-7,19] экспериментальными
результатами было доказано и установлено,
что полиномы Чебышева (I,II), Бесселя,
Кауэра для фильтрации помех ЭКС менее эффективные.
Это связано с невысокими значениями
точности получаемых результатов обработки ЭКС,
которую можно связать с выработкой наибольших
значений собственной ошибки фильтров, исходя
из их частотных характеристик. Вместе с тем
фильтры на основе полинома Баттерворта характеризуются
равномерностью и гладкостью частотной
характеристики относительно перечисленных
видов фильтров [2-8]. Полиномы Баттерворта являются
общепринятым видом размещения в круговую
структуру корней передаточной функции
[20,21]. Также известны использования полиномов
Ньютона для аппроксимации передаточных
характеристик режекторных фильтров [9].
Полиномы Ньютона при аппроксимациях передаточных
характеристик фильтра используются
в силу того, что теоретически выводимые
86 | Cardiometry | Выпуск 16. Май 2020