心冲击图信号的采集和特征分析及其应用

发布时间：2021-02-12 19:07

　　目的:探讨心冲击图（BCG）信号和心电图（ECG）信号的内在联系,从而提升BCG信号在临床中的应用价值。方法:同时采集BCG信号和ECG信号,利用小波预处理及自适应模板匹配提取BCG信号的J波,获取BCG信号的心动周期间隔,并与同时段ECG信号的心动周期间隔对比。采用一维卷积神经网络建立BCG信号到ECG信号的重构映射,获取原始ECG信号的形态。结果:同时采集得到的BCG和ECG信号的心动周期间隔相关度为98.16%,形态相关度为95.44%。可由BCG信号得到原始ECG信号的RR间期、QRS波段宽度、ST波段宽度等特征。结论:在BCG信号中可以找出有效ECG信号特征,并以此改善BCG信号的临床意义。 

【文章来源】：中国医学物理学杂志. 2020,37(01)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

信号采集框图

硬件电路主要包含电荷放大电路以及放大滤波电路。电荷放大电路的核心是将压电薄膜感应到的电荷变化转换为电压变化，电路图如图2所示。经推导，电路输出电压约为-Q/C，即输出电压的大小只和反馈电容C及传感器存储的电荷量Q有关。由于电荷放大电路得到的信号幅度很小，只有几个毫伏且工频干扰非常严重。考虑到滤除工频干扰可能会造成信号的衰减，所以先对信号进行放大，放大50倍，同时设置截止频率为100 Hz的低通滤波器，主要是滤除高频噪声；接着设计截止频率为10 Hz的二阶有源低通滤波器，用于滤除工频干扰。经过放大滤波处理后，得到噪音小，幅度在50～200 mv的BCG信号。

本研究选用的处理器为STM32F103，主要包括控制AD转换芯片的时序、采样频率、采样时间以及串口显示数据，软件流程图如图3所示。上电后完成ADS7818模块、串口、定时器的初始化。初始化完成后，开始采集电压，并由定时器控制每4 ms输出一个电压值，输出的值由串口打印显示并存储在PC端。同时控制总的采样时长，当达到总的采样时长时，就停止采样。1.4 BCG-ECG联合数据采集

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SOPC的多导联ECG实时监测系统[J]. 张梦新,廖远,刘文涵,黄启俊.  电子技术应用. 2018(08)
[2]一次性电极片过敏的风险评估研究[J]. 潘畅,张晓丽,覃继红,黄柳春,黄婧宁.  中国卫生产业. 2018(11)
[3]品管圈管理降低心电监护电极处皮肤的损伤率[J]. 张海娟,白柳,魏丽.  中国老年保健医学. 2015(04)

硕士论文
[1]心电分析系统的设计与实现[D]. 盛志强.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3031307