本文關鍵詞：基于虛擬儀器平臺的心電信號采集與處理系統(tǒng)研究　出處：《東華理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 心電信號 降噪識別 小波變換 LabVIEW 虛擬儀器

【摘要】：根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,近年來心血管疾病已經(jīng)對人類安全健康造成日益嚴重的威脅,是最主要的致死病因之一,全球每年死于心臟疾病的人數(shù)超過1300萬,并且呈逐年增高的趨勢。因此,對心臟疾病的健康診斷及醫(yī)治在全世界醫(yī)學界范圍內(nèi)越來越受到重視。然而早期對心電信號的監(jiān)測診斷則是預防和治療心臟疾病的常規(guī)手段,為醫(yī)護人員提供能夠準確提取心電信號并輔助分析的儀器是非常重要的。通過傳統(tǒng)的心電圖機可以實現(xiàn)心電監(jiān)測、分析處理,不足之處也非常明顯,價格昂貴、體積過大不便于攜帶、功能單一、技術更新周期較長、是互聯(lián)網(wǎng)功能有限的獨立設備等。針對傳統(tǒng)心電圖機的這些弊端,本課題設計了一套基于虛擬儀器平臺的心電信號采集與分析處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上位機和下位機模式,研究內(nèi)容為三大部分,下位機的硬件部分主要由傳感器,放大電路,濾波電路,隔離電路,A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集卡等組成。經(jīng)初步放大和濾波處理后將采集到心電信號的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再通過USB通信接口傳輸給上位機軟件部分,之后通過小波變換的濾波算法進行心電信號的降噪與識別的處理和分析。降噪識別預處理算法從理論出發(fā),先介紹常用的小波理論,多分辨率小波分解與重構(gòu),閾值降噪,斜率特征及模極值等算法。再從原理和步驟上對降噪與識別進行了詳細的闡述與對比,最后利用MIT-BIH數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)的仿真實驗來檢驗降噪與識別算法的可行性和準確性。上位機軟件部分是通過由美國國家儀器(NI)公司的圖形化編程軟件LabVIEW編寫,主要功能模塊包括心電信號采集模塊、分析處理模塊、波形顯示模塊、診斷報警模塊、存儲回放模塊和遠程網(wǎng)絡發(fā)布模塊等。實驗證明,該處理算法能夠較好的實現(xiàn)對心電信號的降噪及特征波形的準確捕捉,系統(tǒng)能準確實現(xiàn)心電信號的采集、處理、顯示、診斷、儲存、回放和網(wǎng)絡傳輸功能。具備價格低廉、攜帶方便、操作簡單、方便與網(wǎng)絡和其他設備互聯(lián)等特點,具有一定的理論意義和較強的實用價值。
[Abstract]:According to the WHO statistics show that in recent years, cardiovascular disease has on human health and safety caused by the increasingly serious threat, is one of the leading causes of death, the number of deaths from heart disease worldwide each year more than 13 million, and is increasing year by year. Therefore, the health diagnosis of heart disease and treatment in the world within the scope of the medical profession and more attention. However, early monitoring and diagnosis of ECG signal is the conventional means of prevention and treatment of heart disease, can provide accurate extraction of ECG signal and instrument aided analysis is very important for medical personnel. Through the traditional ECG machine can achieve ECG monitoring, analysis and processing, also very obvious shortcomings, the price is expensive, the volume is too large and not easy to carry, single function, technology update cycle is longer, the Internet is a limited function independent equipment. To pass These drawbacks of ECG system, this paper designs a set of virtual instrument platform of ECG signal acquisition and processing system based on the analysis. The system adopts upper and lower machine model, the research content is divided into three parts, the hardware part is mainly composed of sensor, amplifier circuit, filter circuit, isolation circuit, A/D conversion. And the data acquisition card. After the preliminary amplification and filtering processing the collected analog ECG signal is converted into digital quantity, and then to the host computer software is transmitted through the USB communication interface, after the processing and analysis of noise reduction and recognition of ECG signal by filtering algorithm of wavelet transform denoising. Recognition preprocessing algorithm in theory starting, first introduced the commonly used wavelet theory, wavelet decomposition and reconstruction, threshold denoising, slope characteristics and modulusmaxima algorithm. From the principle and steps of noise reduction and recognition The line described and compared in detail, finally the simulation experiments in MIT-BIH database to test the feasibility and accuracy of noise reduction and recognition algorithm. The PC software is adopted by the United States National Instruments (NI) LabVIEW graphical programming software company, main function modules including ECG signal acquisition module, analysis module the waveform display module, alarm module, diagnosis, storage and playback module and the remote network release module. Experiments show that the algorithm can achieve accurate capture denoising and feature waveform of ECG signal is good, the system can accurately achieve the ECG signal acquisition, processing, display, storage, playback and diagnosis, network transmission function. With low price, convenient carrying, simple operation, convenient and interconnection network and other equipment etc., has certain theoretical significance and practical value.

【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R540.4;TN911.7

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本文編號：1400301