基于隨機(jī)解調(diào)的非重構(gòu)便攜式心電信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 03:29
近年來(lái),隨著智能終端設(shè)備以及智慧醫(yī)療的快速發(fā)展,可24小時(shí)不間斷監(jiān)控的便攜式心電信號(hào)采集設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,極大程度上改善了傳統(tǒng)設(shè)備在實(shí)時(shí)性與靈活性方面的不足。然而受到電池容量的影響,便攜式設(shè)備普遍存在體積大、續(xù)航不足等問(wèn)題。目前,低功耗設(shè)計(jì)是便攜式心電檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文擬以著名的壓縮感知理論為基礎(chǔ),在壓縮域中采集、處理及傳輸心電信號(hào),通過(guò)降低系統(tǒng)的處理速率降低便攜式心電信號(hào)采集設(shè)備的功耗。壓縮感知是信息領(lǐng)域近年來(lái)最著名的創(chuàng)新理論之一。它以獲取信號(hào)所攜帶的信息為目的,依據(jù)信號(hào)的稀疏性或者可壓縮性,以低于信號(hào)兩倍帶寬的速率采集并處理信號(hào)。本文首先研究了心電信號(hào)的基本特征并對(duì)比分析了心電信號(hào)在小波域及頻域上的稀疏特征。之后,本文討論基于隨機(jī)解調(diào)結(jié)構(gòu)的心電信號(hào)低速率采集及處理方法。本文的工作如下:(1)本文采用隨機(jī)解調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮感知算法,并用于心電信號(hào)的壓縮采集。由于隨機(jī)解調(diào)是基于信號(hào)的頻域稀疏性,但是心電信號(hào)在頻域是漸近稀疏的,而在小波域具有良好的稀疏性,為了避免采用傳統(tǒng)的重構(gòu)方法帶來(lái)的誤差從而影響心電信號(hào)后期的特征提取,本文設(shè)計(jì)了基于部分傅里葉系數(shù)的小波系數(shù)重構(gòu)方法,在恢復(fù)的小波系數(shù)的基...
【文章來(lái)源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的擺放位置
和垂直的方向上全面觀測(cè)心臟的活動(dòng)狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)分為肢體導(dǎo)聯(lián)系??統(tǒng)和胸前導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)。肢體導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)又可分為雙極肢體導(dǎo)聯(lián)(I、II、III)和加壓??單極肢體導(dǎo)聯(lián)(avR、avL、avF),反映心臟矢狀面的情況;胸前導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)主要包??括VI、V2、V3、V4、V5、V6,反映心臟水平面的情況。具體位置如圖2-1所示:??電極擺放?Ri?|胸骨右緣第四肋間??V2?li骨左邊緣第四肋間??_?....?V3?V2?及?V4?之間中電??左鎖骨中線與笫五肋間相交處??;〇?9?^?左聃前線與V4同一水平線??’。?V6?左腌中線與V4捅同一水平線??I?I?'〇?f/\?\?RA和IA ̄ ̄ ̄右手和左手手腕處??/?'?署:、'?|Rl和LL?|左腳和右腳腳ii果處??圖2-1十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的擺放位置??不同導(dǎo)聯(lián)的心電圖在形態(tài)上呈現(xiàn)出各自的特點(diǎn),著重反映不同的心臟信息。??診斷中需結(jié)合各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的信息,綜合分析。圖2-2為一十二導(dǎo)聯(lián)心電圖。??
本文研宄的便攜式心電采集系統(tǒng)要求能讓患者在移動(dòng)的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)采??集。若采用標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)會(huì)很大程度影響患者的日常活動(dòng)。故本文采用動(dòng)態(tài)??心電圖中的雙極三導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)[17],其中最常用的是CM5,CM3,CM,,如圖2-3所示,??對(duì)于(:從5導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng),正極置于左腋前線平第五肋間處(即圖2-1中P5的位置),??負(fù)極位于右鎖骨下窩中1/3處,該導(dǎo)聯(lián)記錄到的QRS波群的振幅最高,故本文選??取CM5導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)作為采集系統(tǒng)的導(dǎo)聯(lián)。??_雜:1??a.CMl?b.CM3?C.CM5??圖2-3動(dòng)態(tài)心態(tài)圖(DCG)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)擺放位置示意圖??2.2.2心電信號(hào)的波形特征及檢測(cè)??!?|及丨?!?I?I??I???????n..........???????II.….|??II??…?I……—…卜4??—P?...…I?]…―!—……?????1?I?^?^?'Jr'…V??V??、?一?圓?一^'??圖2-4標(biāo)準(zhǔn)心電信號(hào)成分劃分??一個(gè)典型的心電信號(hào)波形如圖2-4所示,由P波、QRS波群、T波及間期組??成。具體包括:??(1)?P波群:P波反映左右心房的電激動(dòng)過(guò)程。前半部分主要由右心房產(chǎn)生,??后半部分主要由左心房產(chǎn)生,正常人的P波持續(xù)時(shí)間少于0.11s且最大幅度小于??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于壓縮感知的實(shí)時(shí)心電信號(hào)壓縮算法[J]. 屈信超,張躍. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2014(10)
[2]心血管病已成為我國(guó)重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題——《中國(guó)心血管病報(bào)告2011》概要[J]. 王文,朱曼璐,王擁軍,吳兆蘇,高潤(rùn)霖,孔靈芝,胡盛壽,代表中國(guó)心血管病報(bào)告編寫(xiě)組. 中國(guó)循環(huán)雜志. 2012(06)
[3]動(dòng)態(tài)心電采集記錄系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J]. 李肅義,楊美玲,丁梅,劉光達(dá),凌振寶. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2012(01)
[4]心電信號(hào)特征點(diǎn)提取的算法研究[J]. 行鴻彥,黃敏松. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2008(11)
[5]基于形態(tài)學(xué)的ECG小波自適應(yīng)去噪算法[J]. 趙志華,許愛(ài)華. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2008(08)
[6]自適應(yīng)濾波器在ECG信號(hào)除噪中的應(yīng)用[J]. 邢國(guó)泉. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
碩士論文
[1]嵌入式起搏心電信號(hào)壓縮感知特性研究[D]. 孟春艷.重慶理工大學(xué) 2015
[2]基于隨機(jī)解調(diào)的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D]. 宋平凡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于壓縮感知的分布式視頻編碼技術(shù)研究[D]. 胡育濤.福州大學(xué) 2013
[4]十二導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)采集及分析系統(tǒng)的研究[D]. 孫文鐸.吉林大學(xué) 2006
本文編號(hào):3349097
【文章來(lái)源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的擺放位置
和垂直的方向上全面觀測(cè)心臟的活動(dòng)狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)分為肢體導(dǎo)聯(lián)系??統(tǒng)和胸前導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)。肢體導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)又可分為雙極肢體導(dǎo)聯(lián)(I、II、III)和加壓??單極肢體導(dǎo)聯(lián)(avR、avL、avF),反映心臟矢狀面的情況;胸前導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)主要包??括VI、V2、V3、V4、V5、V6,反映心臟水平面的情況。具體位置如圖2-1所示:??電極擺放?Ri?|胸骨右緣第四肋間??V2?li骨左邊緣第四肋間??_?....?V3?V2?及?V4?之間中電??左鎖骨中線與笫五肋間相交處??;〇?9?^?左聃前線與V4同一水平線??’。?V6?左腌中線與V4捅同一水平線??I?I?'〇?f/\?\?RA和IA ̄ ̄ ̄右手和左手手腕處??/?'?署:、'?|Rl和LL?|左腳和右腳腳ii果處??圖2-1十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的擺放位置??不同導(dǎo)聯(lián)的心電圖在形態(tài)上呈現(xiàn)出各自的特點(diǎn),著重反映不同的心臟信息。??診斷中需結(jié)合各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的信息,綜合分析。圖2-2為一十二導(dǎo)聯(lián)心電圖。??
本文研宄的便攜式心電采集系統(tǒng)要求能讓患者在移動(dòng)的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)采??集。若采用標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)會(huì)很大程度影響患者的日常活動(dòng)。故本文采用動(dòng)態(tài)??心電圖中的雙極三導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)[17],其中最常用的是CM5,CM3,CM,,如圖2-3所示,??對(duì)于(:從5導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng),正極置于左腋前線平第五肋間處(即圖2-1中P5的位置),??負(fù)極位于右鎖骨下窩中1/3處,該導(dǎo)聯(lián)記錄到的QRS波群的振幅最高,故本文選??取CM5導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)作為采集系統(tǒng)的導(dǎo)聯(lián)。??_雜:1??a.CMl?b.CM3?C.CM5??圖2-3動(dòng)態(tài)心態(tài)圖(DCG)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)擺放位置示意圖??2.2.2心電信號(hào)的波形特征及檢測(cè)??!?|及丨?!?I?I??I???????n..........???????II.….|??II??…?I……—…卜4??—P?...…I?]…―!—……?????1?I?^?^?'Jr'…V??V??、?一?圓?一^'??圖2-4標(biāo)準(zhǔn)心電信號(hào)成分劃分??一個(gè)典型的心電信號(hào)波形如圖2-4所示,由P波、QRS波群、T波及間期組??成。具體包括:??(1)?P波群:P波反映左右心房的電激動(dòng)過(guò)程。前半部分主要由右心房產(chǎn)生,??后半部分主要由左心房產(chǎn)生,正常人的P波持續(xù)時(shí)間少于0.11s且最大幅度小于??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于壓縮感知的實(shí)時(shí)心電信號(hào)壓縮算法[J]. 屈信超,張躍. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2014(10)
[2]心血管病已成為我國(guó)重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題——《中國(guó)心血管病報(bào)告2011》概要[J]. 王文,朱曼璐,王擁軍,吳兆蘇,高潤(rùn)霖,孔靈芝,胡盛壽,代表中國(guó)心血管病報(bào)告編寫(xiě)組. 中國(guó)循環(huán)雜志. 2012(06)
[3]動(dòng)態(tài)心電采集記錄系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J]. 李肅義,楊美玲,丁梅,劉光達(dá),凌振寶. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2012(01)
[4]心電信號(hào)特征點(diǎn)提取的算法研究[J]. 行鴻彥,黃敏松. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2008(11)
[5]基于形態(tài)學(xué)的ECG小波自適應(yīng)去噪算法[J]. 趙志華,許愛(ài)華. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2008(08)
[6]自適應(yīng)濾波器在ECG信號(hào)除噪中的應(yīng)用[J]. 邢國(guó)泉. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
碩士論文
[1]嵌入式起搏心電信號(hào)壓縮感知特性研究[D]. 孟春艷.重慶理工大學(xué) 2015
[2]基于隨機(jī)解調(diào)的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D]. 宋平凡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于壓縮感知的分布式視頻編碼技術(shù)研究[D]. 胡育濤.福州大學(xué) 2013
[4]十二導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)采集及分析系統(tǒng)的研究[D]. 孫文鐸.吉林大學(xué) 2006
本文編號(hào):3349097
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/yiqiyibiao/3349097.html
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