抗电磁干扰的心电信号监测系统

为了实现电磁干扰环境下的心电信号监测,提出了一种抗电磁干扰的心电信号监测系统。论文给出了输出光电流的计算公式,分析了半波电压及插入损耗对系统灵敏度的影响。利用铌酸锂电光晶体搭建实验系统,测试了5位健康志愿者的心电信号。应用提出的系统和电学心电信号采集系统分别测试了正常环境及电磁环境下志愿者的心电信号。测试结果表明:在正常环境下,本系统能获得与电学心电信号采集系统同样清晰的心电信号波形;在电磁环境下,本系统获得的心电信号优于电学心电信号采集系统。最后定量计算了两者的信噪比,计算结果表明:在电磁干扰下,本系统的信噪比变化量为0.54dB(V2)/0.49dB(V4),而电学心电信号采集系统的信噪比变化量为24.07dB(V2)/16.75dB(V4)。     

心电监测系统的设计

心电监测系统是用来采集、分析及显示心电信号的医疗设备。心电监测系统的硬件电路设计包括高频干扰滤除电路、导联选择电路、差动输入电路、50Hz工频干扰滤除电路、前置放大电路等模拟预处理电路的设计和基于单片机的数据采集、存储和传送系统的设计。心电监测系统的软件设计,主要是指在Visual C++6.0的开发环境下心电分析、显示软件的设计,包括患者信息输入模块、串口通讯模块、分析显示心电波形模块、保存心电数据模块和读取心电数据模块的设计。     

结合FastICA与EKF的腹部源胎儿心电信号提取

针对腹部源信号,本文提出一种结合快速独立分量分析(FastICA)与扩展卡尔曼滤波(EKF)的胎儿心电信号提取方法。首先抑制原始母体腹壁混合信号中的基线漂移、工频干扰和脉冲伪迹。然后使用FastICA从母体腹壁混合信号中分离得到母体心电信号估计以及含有残留母体心电成分和其他噪声的胎儿心电信号估计。使用EKF对胎儿心电信号估计进行滤波得到残留的母体心电成分估计,将其抑制后获得含噪声的胎儿心电信号。最后再次使用EKF提取得到清晰的胎儿心电信号。采用临床数据进行实验,本文提出的胎儿心电信号提取方法的灵敏度、阳性预测值和F₁分数分别为99.27%, 94.35%, 96.71%,其基于互相关系数和基于特征值分析的信噪比分别为6.145 4 dB和6.509 6 dB。实验结果表明本文提出的方法在主观视觉效果和客观评价指标上均优于传统的胎儿心电信号提取方法。     

基于图案化柔性织物电极的非接触式多体位睡眠心电监测系统

现有非接触式睡眠心电监测技术对于人体多体位的心电信号有效获取存在一定局限性。本研究设计了一种隔着衣服与床单能够获取人体多体位睡眠心电信号的监测系统。采用柔性导电织物作为电极材料,将心电采集电极制成拱门型状,利用电容耦合感应变化电场,把心电信号从人体耦合至织物电极。采用10 GΩ的高阻值电阻作为偏置电阻,结合高输入阻抗的仪表放大器对信号进行差分处理。使用数字滤波技术去除心电信号中的噪声,运用状态机逻辑算法自动提取心电信号的波形特征。通过人体试验对比分析了本系统与条状型非接触式电极以及接触式心电采集系统获取的心电信号质量。结果表明,该系统在非皮肤接触条件下可以获取良好的睡眠心电信号,R波检出率在95%以上。     

一种综合小波变换的心电信号消噪算法

针对心电信号中混有的基线漂移、工频干扰、肌电干扰等噪声,比较了适于心电信号的4种基于小波变换的心电信号消噪算法,结合消噪后的信噪比和信号失真度,提出一种综合小波变换的心电信号消噪算法.该算法先使用小波分解法消除心电信号中的基线漂移,再利用模极大值法消除工频干扰、肌电干扰等噪声.并且运用该算法对MIT-BIH心律失常数据库中的含有多种噪声的心电数据进行了仿真与实验,结果表明噪声被有效地消除并且失真度较小,可满足临床分析与诊断对心电波形的要求.     

心电信号实验研究系统设计

本文设计了一个心电信号实验研究系统,系统可以采集、模拟任意导联心电信号,并将结果存储到心电数据库供研究分析使用.采集模拟仪采集或模拟可以采集任意导联、正常、异常心电信号,并保存结果;心电数据库以采集模拟仪为工具,在完成一些心电处理实验的基础上,采集并存储各种参数的心电信号,提供第三方研究使用.采集模拟仪和心电数据库组成一个实用系统,为心电信号的研究分析和相关仪器的开发提供了一个优秀的实验研究平台.     

基于分布计算的心电特征波检测算法研究

体外反搏装置依据心电信号对下肢进行加压及释放,需要识别率高、实时性强的心电特征波检测方法。 借鉴传统医学 信号处理方法,本文提出一种基于改进差分阈值和分布计算的心电特征信号检测算法,采用低通滤波和移动平均滤波等预处理 方法对心电信号进行平滑预处理,借助自适应差分双阈值法和分布计算法,识别和确定 R 波、P 波及 T 波的位置。 基于 MITBIH 数据库及心电采样模块进行仿真分析和实验验证。 结果表明:该算法对心电信号 R 波的综合识别准确率为 99. 9% ,识别 P 波和 T 波准确率为 99. 87% ,算法平均耗时仅为 0. 65 s,可识别常见类型心电信号特征波,能很好地满足体外反搏等装置快速识 别心电特征波的需求。     

心电信号特征检测算法研究

提出一种针对心电信号特征检测的快速算法。首先针对干扰信号的频率特性分别采用了中值滤波、梳状滤波器、Butter worth滤波器去除噪声干扰。然后根据心电波形特性采用一种自适应阈值差分算法来进行QRS波检测。接着采用改进后的局域变换法检测P、T波。利用MIT-BIH的QT数据库对所提出的算法进行评估,QRS群波检测率达99.65%以上,对P、T波的定位误差在50 ms以内。试验结果表明,该算法能提高各波的检测精度,适于实际应用。     

一种便捷式心律失常性猝死预测仪的设计

本文基于AT89C52单片机设计了一种便携式心律失常性猝死预测仪。该预测仪根据患者突然发生"心律失常性猝死"时的心电信号特征,设计一种集心电信号采集系统、处理分析系统及报警系统于一体的设备。选用低功耗的8位单片机AT89C52与大容量的Flash存储器,对传感器采集到的心电信号进行实时准确的记录、分析和处理,并配有显示器,以对监测的心电信号进行实时显示。此外,用户可配合按键实现与设备的人机交互,操作简便。因该设备具有体积小、容量大、功耗低等特点,所以能够进行长期、连续、可靠、稳定的工作,适用于心脏病患者中易发生猝死的高危人群长期携带使用。     

便携式远程心电监护系统的设计

针对便携式远程心电监护系统低功耗、实时性的要求,以MSP430为核心处理器,将经过心电采集电路采集到的心电信号进行实时显示与监测,利用GPRS无线传输技术进行数据传输,并通过GPS对患者进行定位.该系统可对心电信号准确有效的提取并进行实时监护,且具有功耗低、体积小、价格低廉等优势,可广泛应用于家庭医疗的使用中.     

新型12导联心电工作站的开发与研制

介绍了一种开发研制的新型12导联心电工作站.系统对12导联心电信号同步采样,采样率高达10kHz,采样数据经USB接口送入计算机后进行实时心律失常自动分析和波形显示,并对心电波形和分析结果进行打印供临床使用.     

基于小波分析的心电信号检测系统的开发

针对心电信号是一种信噪比低且非平稳的微弱信号,采用小波分析法对采集的实际心电信号进行噪声的消除,在小波分析的基础上采用阈值分析方法对QRS波进行特征提取,通过VB2012与Matlab2013混合编程的方式实现经滤波后心电信号的显示及心电数据的云端存储。实验结果表明,系统能够稳定地采集存储心电信号,消除信号中的噪声,并进行信号的特征提取。     

数学形态滤波在去除脑电伪迹中的应用

针对脑电信号在采集过程中容易受到伪迹(噪声)干扰的问题,提出了利用数学形态滤波器去除脑电伪迹的方法。根据脑电信号和伪迹的不同性质,采用不同的结构元素组成两级数学形态滤波器,对受到工频干扰的脑电信号进行处理,并通过信噪比和均方误差对滤波效果进行评价。仿真结果表明,与一级数学形态滤波器和小波软阈值法相比,该方法不仅可以有效地抑制工频干扰,提高信噪比,还能够降低均方误差,较好地保持脑电信号的特征形态。     

SEMG测量电路在外骨骼上肢康复机器人中的应用

SEMG是一种复杂且微弱的生理信号,在其检测过程中存在许多影响检测精度和可靠性的因素。通过分析表面肌电信号采集过程中的噪声源,针对信号幅值小,信噪比低,易受干扰,难以准确获取的特点,设计了前端采集及信号处理电路,经过滤波、屏蔽、隔离等措施,用于外骨骼上肢康复机器人中拾取前臂的SEMG信号。实验表明,该电路能够有效滤除噪声,抑制工频干扰,满足SEMG信号的测量要求。     

可穿戴心电监护设备设计与实现

为了满足心脏病患者日益增长的心电监护需求,设计了一种可穿戴式的心电监护设备来满足患者日常生活的心电监护功能。设备设计包括硬件和软件2部分,硬件方面采用柔性织物电极、AD8232芯片和STM32微控制器实现对心电信号的采集、A/D转换和传输功能;软件方面借用小波变换在心电信号去噪和识别方面的优势,获得清晰的心电信号和心率,并实现对症状的初步诊断;最后设计了基于LabVIEW平台的友好人机交互界面,可以直观、清楚的显示心电信号的实时波形,当前患者的R-R间期和心率参数。利用本设备对几位志愿者进行测试,得到了良好的结果,可以实现患者日常心电监护。     

虚拟心电监护系统设计

提出了一种基于LabVIEW的心电信号实时采集和分析系统。该系统采用自行设计的心电信号采集电路,实现心电数据的测量和数据转换,并利用LabVIEW开发环境完成心电数据的处理、分析和显示功能。     

融合形态学-复小波变换的PD干扰信号抑制方法

针对局部放电检测过程中周期性窄带干扰和白噪声难以抑制的问题,提出了一种融合数学形态学与复小波变换的干扰信号抑制方法.该方法基于数学形态学原理构造广义形态学滤波器,并将其作为前置滤波单元,实现原始信号的预处理,再对处理后的信号进行复小波变换,最终得到去噪后的局部放电信号.应用该方法对模拟和现场采集的局部放电信号进行去噪处理,结果表明:该方法能够有效地抑制局部放电信号中的周期性窄带干扰和白噪声干扰;与相同小波基的小波去噪方法和复小波去噪方法相比,该方法去噪时的能量损失较小,能够很好地保留局部放电信号特征.     

非接触式心电测量的噪声抑制研究

噪声抑制是基于容性耦合原理的非接触式心电传感器与心电测量研究中的关键问题.首先针对接地屏蔽与动态驱动屏蔽2种噪声屏蔽方法,通过理论分析与实验数据证明了接地屏蔽方法的缺点;其次在传统噪声抑制研究的基础上,提出并采用优化滤波电路结构设计与可变增益容性耦合右腿驱动抑制共模干扰的方法,提高了系统信噪比;最后在此基础上研究并实现了非接触式心电传感器与心电测量系统.实验结果表明,该系统对噪声的抑制效果明显,可稳定地实现非接触式心电信号测量,并对法向运动伪迹具有一定的抑制作用.     

MIT-BIH心电信号实验系统在LabVIEW中的应用

随着计算机和网络信息化的普及,心电图数据库作为一种宝贵的医学资源被广泛应用。MIT-BIH心电信号实验系统是在图形化语言编程软件Lab VIEW平台上进行开发,不同于用Lab VIEW开发的可采集生理信号的医学测量系统,实验系统利用Lab VIEW提供的文件I/O、数组、数值、结构函数,读取MIT-BIH数据库中心电信号数据的文本文件,还原实际波形。实验系统可以检索、读取、显示心电信号的记录信息,对心电波形也可以提取部分进行放大,这对虚拟仪器在医学生物信号处理方面有一定的参考价值。将其应用于医学电子学实验,实验教学内容得到了丰富。     

基于MATLAB串口通信及滤波的心电信号采集仪设计

介绍一种新颖的心电信号采集仪器的设计方法。仪器采用低功耗单片机MSP430FG439作为信号的前端采集、放大处理器;PC机作为信号滤波、分析的后端处理机,PC机上的MATLAB程序利用串口实时获取心电数据,并对其进行滤波。这样的组合方式充分兼顾了单片机理想的实时测控能力和PC机MATLAB强大的信号处理能力,是一种新颖的智能仪器设计方法。