Die Überwachung der Herzfunktion mittels Elektrokardiogramm (EKG) ist eine wichtige und unter Umständen lebensrettende Maßnahme. Im stationären bzw. ambulanten Umfeld gilt sie schon lange als ein Standard-Diagnose-Verfahren. Patienten, bei denen die Herzbeschwerden nicht permanent auftreten, sondern eher sporadischer Natur sind, müssen über einen längeren Zeitraum überwacht werden. Herzbeschwerden dieser Art treten oft als Herzrhythmusstörungen in Erscheinung. Für diesen Kontext wird ein EKG-Monitor betrachtet, der die EKG-Signale des Patienten aufzeichnet und diese gegebenenfalls einem Arzt zur Diagnose übermitteln kann. Im Fokus steht dabei die Signalaufbereitung, Kompression und Codierung zur Datenübertragung des EKG-Signals. Das Buch beginnt mit der Übersicht der Komponenten der Monitoranwendung. Zur Datenübertragung werden verschiedene Konzepte und Kommunikationstechniken vorgestellt. Der interne Aufbau des EKG-Monitors beschreibt die benötigen Software-Techniken und fasst diese anhand eines Domain-Modells zusammen. Nach der Beschreibung des internen Aufbaus, folgt eine Darstellung der Herzfunktion und der damit verbundenen Entstehung des EKG-Signals samt Erläuterung der EKG-Abschnitte. Zur Aufbereitung des Signals werden verschiedene Filterkonzepte vorgestellt und in Matlab simuliert. Um das nun aufbereitete Signal effektiv übertragen zu können, folgt eine Abhandlung von Techniken zur Datenreduktion und Codierung. Die Simulation von Übertragungsfehlern zusammen mit der Codierung erfolgt mittels eines dafür entwickelten Qt-Programms unter Windows. Die Beschreibung zur Detektion des EKG-Signals rundet die Studie ab. Die Algorithmen zur Signalaufbereitung, Teile der Datenreduktion und der Signaldetektion sind in einem Simulationsmodell unter Matlab realisiert worden.

Textprobe: Kapitel 6, EKG-Signalkompression: In diesem Kapitel werden die Techniken zur EKG-Signalkompression vorgestellt. Eine Technik, die dafür eingesetzt wird, ist die Prädiktion. Diese baut auf dem Thema Schätzung von Signalwerten, wie in Kapitel 5.3 beschrieben, auf. Die Prädiktion dient hierbei zur Dekorrelation und zur Vorbereitung der Entropiecodierung. Das dafür eingesetzte Verfahren der Huffman-Codierung und die Generierung der benötigten Huffman-Codes werden beschrieben. Abschließend folgt zur Übersicht das Blockschaltbild der EKG-Signalkompression. 6.1, Dekorrelation: 6.1.1, Lineare Prädiktion: Eine Methode um Dekorrelation zur erreichen, also Information zu konzentrieren, ist die Prädiktion. Grundlage hierfür ist die Schätzung von Signalwerten (vgl. Kapitel 5.3). Bei der Schätzung entsteht ein Prädiktionsfehler e[n]. Dieser wird bei groß gewählter Filterordnung näherungsweise zu Weissem Rauschen.

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Jens Thielemann, 1971 geboren, aufgewachsen und wohnhaft im Grossraum Stuttgart, hat das nebenberufliche Masterstudium im Bereich Software Engineering und Information Technology erfolgreich 2009 abgeschlossen. Seit 2005 ist er als Senior Software Engineer im Bereich von Embedded Systems tätig. Bereits während des Studiums entwickelte der Autor ein besonderes Interesse für den Bereich Medizintechnik.