Entwurfsverfahren digitaler Filter

Abstract

Die Anwendung digitaler Filter in der biomedizinischen Technik bringt gegenüber Analogfiltern wesentliche Vorteile. Vor allem erleichtert die große Flexibilität digitaler Systeme die Anpassung an das jeweilige Meßproblem, wobei in der vorliegenden Arbeit die Optimierung des Signal-Rauschverhältnisses bei biologischen Summensignalen wie Elektrokardiogramm (EKG) und Phonokardiognunm (PKG) im Vordergrund steht. Während bei der Realisierung von digitalen Filtern im allgemeinen Filtercharakteristiken durch digitale Computeralgorithmen approximiert werden, die einen sehr hohen Rechenaufwand erfordern, werden in der vorliegenden Arbeit digitale Filterprinzipien vorgestellt, die ein Minimum an Rechenzeit, Zeitaufwand bei der Verwirklichung und geringe Anforderungen an Spezialkenntnisse digitaler Filteralgorithmen erfordern. Die Wirksamkeit des Verfahrens wird an der phonographischen Analyse der beat to beat-Bestimmung der fetalen Herzfrequenz demonstriert.

The use of digital filters in biomedical engineering offers major advantages in comparison with analog filter techniques. In particular, the great flexibility of digital systems, permits matching to special problems in biological measurement can be achieved by preference is given to the optimization of the signal-to-noise ratio in recorded biological summation signals such as the electrocardiogram (ECG) and phonocardiogram (PCG). In constructing digital filters the filter characteristics are usually approximated by digital computeralgorithms, which call for a high in arithmetic overhead. In this paper the prlnciples of digital filter design requiring a minimum of computer time, construction time and little experience in digital filter algorithms are presented. Tbe efficiency of this procedure is demonstrated by the beat-to-beat phono analysis of the fetal heart rate.