8-10 Kasım 2018 / Gazi Magosa / KKTC 113 Yeni bir Sinyal İşleme Arac ve Gerçek Zamanl EMG ve EKG analizi A New Signal Processing Toolbox and Real-Time EMG and ECG Analysis Haydar OZKAN, Ebrar Selva URAL, Aleyna KALENDER, Fatma Elif TUNCER Biyomedikal Mühendisliği Fatih Sultan Mehmet Vakf Üniversitesi İstanbul, Turkey haydarozkan79@gmail.com, ebrar.selva@gmail.com, aleynakalender1@gmail.com, tuncerfatmaelif@gmail.com Özetçe—Biyomedikal sinyallerin doğru ve yüksek kalite ile elde edilmesi, işlenmesi ve görselleştirilmesi birçok hastalğn teşhisinde oldukça önemli bir rol oynamaktadr. Söz konusu amaca yönelik olarak bu çalşmada, MATLAB Graphical User Interface (GUI) kullanlarak bir sinyal işleme arac dizayn edilmiştir. Gerçek zamanl medikal sinyallerin elde edilerek zaman ve frekans domenlerinde analizlerinin gerçekleştirilebildiği bu araç ile önceden kaydedilmiş veya kullancnn kendi oluşturacağ bir boyutlu herhangi bir sinyalin de analizleri yaplabilmektedir. Geliştirilen araç sayesinde EMG ve EKG kartlarndan alnan ve Arduino mikroişlemcisinde saysallaştrlan veriler, gerçek zamanl olarak bilgisayar ekrannda gösterilmiştir. Ayrca EKG sinyalindeki yüksek frekansl gürültüler, alçak geçiren Parks-McClellan FIR filtre tasarlanarak yok edilmiştir. Gürültüsü azaltlmş EKG sinyalinden R pik noktalarnn otomatik tespiti ve dakikadaki says belirlenerek yüksek doğrulukta nabz hesaplanmştr. Geliştirilen sinyal işleme aracnn kullanlmasyla her türlü genel veya medikal sinyaller daha ayrntl ve hzl analiz edilebilecektir. Anahtar Kelimeler — biyomedikal sinyal işleme; EMG görüntüleme; EKG görüntüleme, nabz hesab Abstract— Biomedical signals acquisition, processing and visualizing with accurate and high quality play a very important role in the diagnosis of many diseases. For this purpose, in this study, a one-dimensional signal processing toolbox has been designed using the MATLAB Graphical User Interface (GUI). Real-time medical signals can be obtained and analyzed in time and frequency domains. This toolbox can be used to analyze a signal that is pre-recorded or one dimensional that is created by a user. Due to the toolbox developed, the data which are acquired from EMG and ECG cards and digitized in the Arduino microprocessor are displayed in real time on the computer screen. Also, the high-frequency noises in the ECG signal have been eliminated by designing a Parks-McClellan low pass FIR filter. Heart rate has been calculated with high accuracy by counting R peak points per minute from the noise reduced ECG signal automatically. By using the developed signal processing toolbox, any kind of general or medical signals can be analyzed in more detail and fast. Keywords — biomedical signal processing; EMG monitoring; ECG monitoring, heart rate. I. GİRİŞ Biyomedikal sinyal işleme alannda; farkl formatlardaki sinyallerin doğru bir şekilde elde edilmesi, çeşitli nedenlerle oluşan gürültülerin yok edilmesi ve görüntülenmesi, üstesinden gelinmesi gereken en önemli zorluklarn başnda gelmektedir. Son yllarda bu işlem basamaklarn kolayca yapabilecek kullanm kolay ara yüze sahip araçlarn geliştirilmesi çalşmalar ön plana çkmaktadr. Vidaurre ve arkadaşlar BioSig ismini verdikleri MATLAB ve Octav tabanl bir arayüz geliştirmişler ve EKG, EMG, electrocorticogram (ECoG), electrooculogram (EOG) sinyallerinin analizlerini gerçekleştirmişlerdir [1]. Munoz ve arkadaşlar, MATLAB GUI ile PhysioLab ismini verdikleri bir araç geliştirmişler ve EKG, EMG ve electrodermal activity (EDA) sinyallerini görselleştirmişlerdir [2]. Ramapure ve arkadaşlar MATLAB GUI ile bir ara yüz geliştirmiş ve EKG, EMG ve electroencephalogram (EEG) sinyallerinin görselleştirilmesini ve analizini gerçekleştirmişlerdir [3]. Bu üç çalşmada da geliştirilen ara yüzde söz konusu biyo-sinyaller için ayarlama butonlar ve ekranlar yer almştr. Önerilen bu çalşmada ise medikal sinyal işlemenin yan sra her türlü bir boyutlu sinyaller için genel amaçl bir sinyal işleme arac geliştirilmiştir. Baz çalşmalarda MATLAB GUI kullanlarak sadece EKG sinyaline özel bir ara yüz geliştirilmiş ve EKG sinyalinin görselleştirilmesi ve analizleri gerçekleştirilmiştir. [4-7]. EKG sinyal analizi ile beraber sinyalin R tepelerinin otomatik tespiti ve bu tepelerin bir dakikadaki says ile belirlenen nabz bilgisinin de görselleştirilmesi, kalp hastalklarnn teşhisinde oldukça önem arz etmektedir [8-10]. Bu çalşmada MATLAB GUI ile hem biyomedikal sinyaller ve hem de her türlü genel bir boyutlu sinyaller için bir sinyal işleme arac geliştirilmiştir. Bu aracn araştrmaclar tarafndan kullanlmasyla, gerçek zamanl biyomedikal sinyal analizlerinin yan sra önceden kaydedilmiş herhangi bir sinyalin de analizleri gerçekleştirilebilmektedir. Ayrca ara yüz ekranndan isteğe bağl olarak oluşturulacak bir boyutlu genel sinyallerin de (sinus, kosinüs, kare dalga, teste dişi dalga vb.) hem zaman ve hem de frekans domenlerinde analizleri gerçekleştirilebilmektedir. Geliştirilen araç ile EMG ve EKG 978-1-5386-6852-8/18/$31.00 ©2018 IEEE brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by DSpace@FSM Vakif University