Un filtre numérique basé sur la dérivation non-entière pour l'analyse du signal électrocardiographique

• Published in: Innovation et technologie en biologie et médecine, une revue de technologie biomédical une revue de technologie biomédical, 2000-09, Vol.21 (4), p.205-209
• Main Authors: Ferdi, Y, Herbeuval, J.P, Charef, A
• Format: Article
• Language: fre
• Subjects: dérivation non-entière; ECG signal; Electrocardiographie. Vectocardiographie; Electrodiagnostic. Enregistrement des activités électriques; filtre RIF; FIR filter; fractal model; modèle fractal; non-integer order differentiation; Sciences biologiques et medicales; Sciences medicales; signal ECG; Techniques d'exploration et de diagnostic (generalites)
• ISSN: 1297-9562; 1878-3600
• DOI: 10.1016/S1297-9562(00)90002-0

Cet article présente une méthode de synthèse basée sur la dérivation non-entière d'un filtre passe-bande de type filtre à réponse impulsionnelle finie (RIF) pour l'analyse du signal électrocardiographique. Un modèle fractal de la densité spectrale de puissance du complexe QRS est utilisé pour déterminer l'ordre non-entier négatif du premier filtre qui maximise le rapport signal sur bruit. Le bruit résiduel de basse fréquence est réduit par un deuxième filtre avec un ordre non-entier positif. Les deux filtres, dont les coefficients ne dépendent que des ordres non-entiers, sont mis en cascade pour former un filtre passe-bande. Des applications aux signaux ECG du Massachussets Institute of Technology (MIT)/BIH arhythmia database sont présentées et illustrent les capacités de cet algorithme à mettre en évidence les complexes QRS d'ECG fortement bruité. This paper presents a non-integer order differentiation-based FIR bandpass filter design method for ECG signals. A fractal model for the power spectral density of the QRS complex is used to determine the negative non-integer order of the first filter which maximizes the signal-to-noise ratio. The low frequency residual noise is reduced by a second filter with positive non-integer order. The two filters combined in cascade form a bandpass filter. The coefficients are only dependent on the non-integer orders. Illustrative applications on ECG signals from the MIT-BIH arrhythmia database are presented.