本文關(guān)鍵詞：基于盲分離的胎兒心電信號(hào)提取系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)胎兒的監(jiān)護(hù)手段越來越重視。胎兒心電信號(hào)作為最能反映胎兒心臟活動(dòng)全貌的一種生理信號(hào),自然成為了胎兒監(jiān)護(hù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。然而獲取可用的胎兒心電信號(hào)卻并不容易。目前胎心電研究領(lǐng)域主要面臨兩個(gè)難點(diǎn)：其一,胎兒心電信號(hào)采集困難,胎兒心電信號(hào)是一種非常微弱的生物電信號(hào),從母親體表采集胎兒心電信號(hào)時(shí)總會(huì)有許多干擾信號(hào),比如母親心電信號(hào)干擾、工頻干擾、肌電信號(hào)干擾、基線漂移等；其二,胎兒心電信號(hào)提取困難,胎兒心電信號(hào)幅值小,往往湮沒在母親心電信號(hào)中,要從母親心電信號(hào)中選出胎兒心電信號(hào)是目前胎心電研究領(lǐng)域的一大難題。針對(duì)以上兩個(gè)難點(diǎn)本文設(shè)計(jì)了一套從心電采集到提取出胎兒心電信號(hào)的系統(tǒng)。本文針對(duì)胎兒心電信號(hào)采集困難的問題,專門設(shè)計(jì)了嵌入式硬件電路來采集胎兒心電信號(hào)；同時(shí),針對(duì)胎兒心電信號(hào)提取困難的問題,本文采用了近年很熱門的盲分離算法來提取胎兒心電信號(hào)。本文主要工作如下：(1)設(shè)計(jì)了一套用于從母親體表采集胎兒心電信號(hào)的嵌入式系統(tǒng)。該嵌入式系統(tǒng)采用STM32F103系列的ARM處理芯片,該處理器功能強(qiáng)大,1O口多達(dá)64個(gè),處理速度快、功耗低；A/D轉(zhuǎn)換選用專業(yè)的生物電處理芯片ADS1294,該芯片轉(zhuǎn)換效率高。在設(shè)計(jì)電路時(shí)本文加入了一些濾波電路,以濾除心電信號(hào)中的部分噪聲信號(hào),比如,工頻干擾信號(hào)、基線漂移等。在數(shù)據(jù)傳輸方面,充分利用處理器的UART口以及SPI口來傳輸。在嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)通信方面我們使用了一個(gè)藍(lán)牙模塊,這種短距離無線傳輸?shù)姆绞阶屛覀儾挥迷俑袐D面對(duì)面的采集數(shù)據(jù)了(2)在MFC框架下實(shí)現(xiàn)了一種基于斜投影的胎兒心電盲分離算法。通過實(shí)現(xiàn)該算法,可以從母親腹部的混合信號(hào)中提取出干凈的胎兒心電信號(hào)。由于上述算法需要事先已知母親心電信號(hào)以及胎兒心電信號(hào)的QRS波群的位置信息,因此為實(shí)現(xiàn)該算法,本文分別實(shí)現(xiàn)了一種定位成人心電信號(hào)QRS波群位置以及定位胎兒心電信號(hào)QRS波群的算法。(3)設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)交互界面。通過該界面可以控制嵌入式心電信號(hào)采集系統(tǒng)運(yùn)行,同時(shí)增加了可視性,我們可以通過該界面看到采集到的心電信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及分離后的胎兒心電信號(hào)數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：胎心電 信號(hào)采集 盲分離 嵌入式
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究背景及意義14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 胎兒心電信號(hào)的采集方法16
• 1.2.2 胎兒心電信號(hào)提取技術(shù)16-18
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及各章節(jié)安排18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 相關(guān)背景知識(shí)20-28
• 2.1 心電圖20-23
• 2.1.1 心電圖原理20-21
• 2.1.2 心電圖波形特征21-22
• 2.1.3 胎兒心電圖的臨床應(yīng)用22-23
• 2.2 胎兒心電信號(hào)采集23-24
• 2.3 胎兒心電信號(hào)的特點(diǎn)24-27
• 2.3.1 胎兒心電信號(hào)的時(shí)頻域特點(diǎn)24-26
• 2.3.2 胎兒心電信號(hào)的噪聲特點(diǎn)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 心電生理信號(hào)的相關(guān)處理技術(shù)28-38
• 3.1 背景噪聲處理技術(shù)28-30
• 3.1.1 過濾工頻干擾28-29
• 3.1.2 基線漂移抑制29-30
• 3.1.3 去除心電信號(hào)噪聲30
• 3.2 心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)技術(shù)30-33
• 3.2.1 成人心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)31-32
• 3.2.2 胎兒心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)32-33
• 3.3 胎兒心電信號(hào)分離技術(shù)33-37
• 3.3.1 自適應(yīng)濾波法33-34
• 3.3.2 奇異值分解法34-36
• 3.3.3 模板匹配法36
• 3.3.4 盲源信號(hào)分離法36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 胎心電信號(hào)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)38-58
• 4.1 信號(hào)預(yù)處理模塊39-44
• 4.1.1 電纜屏蔽電路39-40
• 4.1.2 低通濾波及過壓保護(hù)電路40
• 4.1.3 工頻陷波電路40-44
• 4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊44-49
• 4.2.1 ADS1294簡(jiǎn)介44-47
• 4.2.2 電源電路47-49
• 4.3 信號(hào)采集系統(tǒng)控制模塊49-52
• 4.3.1 JTAG接口電路49-50
• 4.3.2 SPI電路50-51
• 4.3.3 電源電路51
• 4.3.4 芯片IO分配51-52
• 4.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊52-54
• 4.4.1 藍(lán)牙簡(jiǎn)介53
• 4.4.2 藍(lán)牙配置53-54
• 4.5 系統(tǒng)電源模塊54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-58
• 第五章 胎兒心電采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-76
• 5.1 嵌入式底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)58-64
• 5.1.1 主程序設(shè)計(jì)58-60
• 5.1.2 串口中斷服務(wù)程序60-61
• 5.1.3 ADS1294初始化程序61
• 5.1.4 SPI初始化程序61-62
• 5.1.5 外部中斷服務(wù)程序62-63
• 5.1.6 看門狗程序63-64
• 5.2 PC上位機(jī)程序設(shè)計(jì)64-73
• 5.2.1 噪聲信號(hào)處理65-68
• 5.2.2 胎兒心電信號(hào)提取68-70
• 5.2.3 界面顯示程序70-73
• 5.3 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 總結(jié)以及展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀學(xué)位期間的科研成果82-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：450575