本文關鍵詞：基于盲分離的胎兒心電信號提取系統設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,人們對胎兒的監(jiān)護手段越來越重視。胎兒心電信號作為最能反映胎兒心臟活動全貌的一種生理信號,自然成為了胎兒監(jiān)護領域研究的重點。然而獲取可用的胎兒心電信號卻并不容易。目前胎心電研究領域主要面臨兩個難點：其一,胎兒心電信號采集困難,胎兒心電信號是一種非常微弱的生物電信號,從母親體表采集胎兒心電信號時總會有許多干擾信號,比如母親心電信號干擾、工頻干擾、肌電信號干擾、基線漂移等；其二,胎兒心電信號提取困難,胎兒心電信號幅值小,往往湮沒在母親心電信號中,要從母親心電信號中選出胎兒心電信號是目前胎心電研究領域的一大難題。針對以上兩個難點本文設計了一套從心電采集到提取出胎兒心電信號的系統。本文針對胎兒心電信號采集困難的問題,專門設計了嵌入式硬件電路來采集胎兒心電信號；同時,針對胎兒心電信號提取困難的問題,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。本文主要工作如下：(1)設計了一套用于從母親體表采集胎兒心電信號的嵌入式系統。該嵌入式系統采用STM32F103系列的ARM處理芯片,該處理器功能強大,1O口多達64個,處理速度快、功耗低；A/D轉換選用專業(yè)的生物電處理芯片ADS1294,該芯片轉換效率高。在設計電路時本文加入了一些濾波電路,以濾除心電信號中的部分噪聲信號,比如,工頻干擾信號、基線漂移等。在數據傳輸方面,充分利用處理器的UART口以及SPI口來傳輸。在嵌入式系統與PC機通信方面我們使用了一個藍牙模塊,這種短距離無線傳輸的方式讓我們不用再跟孕婦面對面的采集數據了(2)在MFC框架下實現了一種基于斜投影的胎兒心電盲分離算法。通過實現該算法,可以從母親腹部的混合信號中提取出干凈的胎兒心電信號。由于上述算法需要事先已知母親心電信號以及胎兒心電信號的QRS波群的位置信息,因此為實現該算法,本文分別實現了一種定位成人心電信號QRS波群位置以及定位胎兒心電信號QRS波群的算法。(3)設計了一個人機交互界面。通過該界面可以控制嵌入式心電信號采集系統運行,同時增加了可視性,我們可以通過該界面看到采集到的心電信號的實時數據以及分離后的胎兒心電信號數據。
【關鍵詞】：胎心電 信號采集 盲分離 嵌入式
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內外研究現狀16-18
• 1.2.1 胎兒心電信號的采集方法16
• 1.2.2 胎兒心電信號提取技術16-18
• 1.3 本文的研究內容及各章節(jié)安排18-19
• 1.4 本章小結19-20
• 第二章 相關背景知識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用22-23
• 2.2 胎兒心電信號采集23-24
• 2.3 胎兒心電信號的特點24-27
• 2.3.1 胎兒心電信號的時頻域特點24-26
• 2.3.2 胎兒心電信號的噪聲特點26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 心電生理信號的相關處理技術28-38
• 3.1 背景噪聲處理技術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 去除心電信號噪聲30
• 3.2 心電信號QRS波群檢測技術30-33
• 3.2.1 成人心電信號QRS波群檢測31-32
• 3.2.2 胎兒心電信號QRS波群檢測32-33
• 3.3 胎兒心電信號分離技術33-37
• 3.3.1 自適應濾波法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 盲源信號分離法36-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第四章 胎心電信號采集系統硬件設計38-58
• 4.1 信號預處理模塊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電路40
• 4.1.3 工頻陷波電路40-44
• 4.2 模數轉換模塊44-49
• 4.2.1 ADS1294簡介44-47
• 4.2.2 電源電路47-49
• 4.3 信號采集系統控制模塊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 數據傳輸模塊52-54
• 4.4.1 藍牙簡介53
• 4.4.2 藍牙配置53-54
• 4.5 系統電源模塊54-55
• 4.6 本章小結55-58
• 第五章 胎兒心電采集系統軟件設計58-76
• 5.1 嵌入式底層驅動程序設計58-64
• 5.1.1 主程序設計58-60
• 5.1.2 串口中斷服務程序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 外部中斷服務程序62-63
• 5.1.6 看門狗程序63-64
• 5.2 PC上位機程序設計64-73
• 5.2.1 噪聲信號處理65-68
• 5.2.2 胎兒心電信號提取68-70
• 5.2.3 界面顯示程序70-73
• 5.3 系統測試結果73-74
• 5.4 本章小結74-76
• 總結以及展望76-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀學位期間的科研成果82-85
• 致謝85

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于盲分離的胎兒心電信號提取系統設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：450575