心臟電信號(hào)的提取方法研究.pdf

1、心電圖機(jī)是一類診斷心臟疾病的儀器,用來(lái)記錄心臟活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的生理電信號(hào),它通過(guò)向醫(yī)生提供心電圖來(lái)達(dá)到診斷目的。從1903年荷蘭的愛(ài)因托芬(Willem Einthoven)制造出第一臺(tái)弦線式電流計(jì)以來(lái),心電圖機(jī)的發(fā)展已有100多年的歷史。隨著生活水平日益提高,人們對(duì)自身健康更加關(guān)注,這在一定程度上推動(dòng)了健康監(jiān)護(hù)儀器的普及與應(yīng)用。現(xiàn)在普通家庭使用心電圖機(jī)進(jìn)行健康監(jiān)護(hù)尚處于起步階段,而且市面上的心電圖機(jī)的操作一般十分復(fù)雜,大部分醫(yī)院所使

2、用的心電圖機(jī)都需要經(jīng)過(guò)專門(mén)的培訓(xùn)才能夠使用,這給心電圖機(jī)的普及與應(yīng)用造成了一定的困難,因此,為了更加方便人們監(jiān)護(hù)心臟健康情況,開(kāi)發(fā)一種便攜、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的家用心電監(jiān)護(hù)儀器,實(shí)現(xiàn)心臟病患者的自我發(fā)現(xiàn)、自我診斷以及自我護(hù)理勢(shì)在必行。
　　 本論文硬件系統(tǒng)采用ATmega64為核心控制器,利用專用的儀器儀表放大器AD620A、高速A/D轉(zhuǎn)換器AD7677AST和多路模擬開(kāi)關(guān)CD4051設(shè)計(jì);計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序采用美國(guó)的國(guó)家儀器有限公司(Na

3、tion Instruments,簡(jiǎn)稱為NI)推出的一套專用于虛擬儀器開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)——LabVIEW進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)人體心電信號(hào)的特征,設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的心電信號(hào)采集系統(tǒng),對(duì)心電信號(hào)的處理包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波和波形分析,心電信號(hào)的自動(dòng)分析是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,目前對(duì)于心電信號(hào)的自動(dòng)分析還很不完整,需要醫(yī)生的參與。
　　 系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成,其中硬件部分分為模擬電路設(shè)計(jì)和數(shù)字電路設(shè)計(jì),包括了心電信號(hào)的接收、放大和濾波電路以及采集

4、電路兩部分,其中模擬電路設(shè)計(jì)分為輸入緩沖電路設(shè)計(jì)、屏蔽線驅(qū)動(dòng)和右腿驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、心電前置放大電路設(shè)計(jì)、導(dǎo)聯(lián)切換電路設(shè)計(jì)、帶通濾波電路設(shè)計(jì)、抗工頻干擾和肌電干擾電路設(shè)計(jì)、主放大及電平抬升電路設(shè)計(jì);數(shù)字電路設(shè)計(jì)分為ADC電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、通信電路設(shè)計(jì)。軟件部分包括下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和數(shù)字濾波算法的設(shè)計(jì)。
　　 硬件部分所要實(shí)現(xiàn)的功能為:通過(guò)電極采集到人體的心電信號(hào)并進(jìn)行濾波等處理,通過(guò)采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)

5、換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)中,然后進(jìn)行后續(xù)的處理。心電數(shù)據(jù)也可通過(guò)RS232接口向上位機(jī)傳輸。
　　 軟件部分所要實(shí)現(xiàn)的功能為:實(shí)現(xiàn)心電波形的采集部分、實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間的通信、用軟件設(shè)計(jì)濾波的方法消除心電信號(hào)的基線漂移、把采集的數(shù)據(jù)保存、能夠?qū)⑿碾姴ㄐ卧谟?jì)算機(jī)屏幕所設(shè)計(jì)出的工作界面上直接進(jìn)行顯示。
　　 本設(shè)計(jì)把微弱的心電信號(hào)通過(guò)硬件電路提取出來(lái),并上傳到上位機(jī),實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與顯示。借助于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處