MIT-BIH生理信号管理及回放系统

发布时间：2017-08-27 23:07

  本文关键词：MIT-BIH生理信号管理及回放系统

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【摘要】： 近年来心脏病仍是威胁人类生命的主要疾病,世界上心脏病患者的死亡率仍占首位,据不完全统计全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病。在我国因心脑血管疾病而死亡的人数占总死亡人数的44%,可见心脏病己成为危害人类健康的常见病症,因此心脏系统疾病的防治和诊断是当今医学界面临的首要问题。近年来现代电子技术的进步和数字计算机技术的飞跃发展极大的促进了心电信息研究向纵深方向发展,特别是DSP、ARM等高级运算处理单元的出现,室性波识别检测、T波交替检测等理论检测算法的日趋完善,更多的是人们对自己生命安全呵护的需要,呼唤一款先进、实用、方便的远程心电监护仪器尽快出现。 MIT-BIH生理信号管理及回放系统是远程心电监护仪器研制中的重要部分。该系统对MIT-BIH主要的心电数据库(包括少数外库)中的心电数据进行管理和回放,并建立试验数据平台,来产生模拟的心电、呼吸等生理信号,将其用于研发远程心电监护仪器调试使用。 在该平台设计中,本文首先对国际上常用的三个心电数据库及本项目中所需要的典型的心电数据库进行了简要介绍;并对生理数据库的识读方法进行了介绍,包括头文件的识读、数据文件的识读及注释文件的识读等等。在头文件的识读中对其所包含的文件名、通道数、采样数、采样点、ADC的分辨率、ADC的零值、校验数及导联情况等等进行了详细的说明;在数据文件的识读中,通过文件的十六进制显示(片断)介绍了数据的存储方式,并根据其显示的十六进制的值确定了实际代表的幅值;在注释文件的识读中,对MIT格式或AHA格式进行了判定,并对该格式下的存储方式进行了简介。数据库的识读是D/A同步回放、数据检索回放的基础,为其实施做好准备。 其次,对回放系统的硬件平台搭建及软件平台的设计进行了详细的介绍。在硬件搭建中,考虑心电信号存储的特征、实时回放对硬件的要求、软件开发工具的高效等等综合因素,最终选取具有DA转换模块功能的.基于USB2.0的MP411板卡;接着对MP411的原理框图及主要芯片CY7C68013微控制器及DAC7613 DA转换芯片进行了介绍;D/A部分原理部分介绍了该模块用来实现DA转换功能的操作函数;最后给出了D/A模块的性能指标。软件平台的设计基于Visual C++的MFC框架,分为三个主要模块来实现,包括:数据库管理模块、D/A回放模块、屏幕检索功能模块。数据库管理模块主要负责数据库及检索后存储的数据文件的打开、关闭等等一些基本的文件操作,并把这些数据库中的数据转换成Uniform数据存入内存,供其它模块使用。关于D/A回放模块,文章分别介绍了其波形屏幕显示、D/A同步回放功能,及它们的实现流程和关键算法;通过任意回放两段波形,作者分析屏幕波形及回放波形,确定了两信号完全同步并且D/A回放幅值与理论幅值相同。关于屏幕检索功能模块,文章介绍了波形的检索过程和对检索到的信号以Uniform格式存储过程。 文章最后对在软件平台中所用到的关键技术进行了说明,包括调用动态链接库技术、微秒级延时技术、多线程技术、同步通信机制、双缓冲绘图技术等等,并说明了这些技术在本系统中的应用。在对动态链接库技术的描述中,作者对动态调用和静态调用的特点及使用方法进行了介绍,同时对本项目中实现对D/A模块动态库调用的主要技术也进行了介绍;对微秒级延时技术进行了简介并对在本项目中的应用进行了说明;对多线程技术的优势及特点进行了介绍,在本项目创建多线程及利用线程函数来实现D/A回放也进行说明;简要介绍了五种线程同步通信机制,对本项目中利用全局变量技术来实现两线程同步的技术进行了介绍;最后对双缓冲技术包括双缓冲区、双缓冲区绘图进行了详细介绍,及在本项目中利用双缓冲绘图来解决了绘图闪烁的难题。这些关键技术的应用,确保了平台的稳定、高效的运行。 在MIT-BIH生理信号管理及回放系统平台中,各个模块的功能得到了很好的实现。通过平台控制,各种不同的心电信号经过DA转换后就可以直接应用到远程心电监护仪样机的测试中。
【关键词】：ECG Visual C++ D/A模块 回放 显示
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH772.2
【目录】：

• 中文摘要6-8
• Abstract8-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 建立MIT-BIH 生理信号管理及回放系统的意义11
• 1.2 生理信号基本原理11-12
• 1.3 论文的主要内容及章节安排12-14
• 第二章 典型心电数据库的识读14-20
• 2.1 典型心电数据库14
• 2.2 数据库的识读14-18
• 2.2.1 头文件的识读15-16
• 2.2.2 数据文件的识读16-17
• 2.2.3 注释文件的识读17-18
• 2.3 European ST-T Database 数据格式的读取18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 MIT-BIH 生理信号管理及回放系统概述20-44
• 3.1 系统介绍20
• 3.2 系统的硬件平台部分20-26
• 3.2.1 D/A 模块的选取20-21
• 3.2.2 MP411 简介21-22
• 3.2.3 D/A 模块主要芯片介绍22-25
• 3.2.4 D/A 部分原理介绍25-26
• 3.2.5 D/A 模块的性能指标26
• 3.3 系统的软件平台部分26-28
• 3.3.1 软件平台总体设计26-27
• 3.3.2 数据库管理模块27-28
• 3.3.3 D/A 回放模块28
• 3.3.4 屏幕检索功能模块28
• 3.4 系统功能28-41
• 3.4.1 数据库管理模块28-30
• 3.4.2 回放功能的实现30-39
• 3.4.3 波形的检索、存储及回放的实现39-41
• 3.5 编程工具的选择及其特点和优势41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 系统的实施及其关键技术44-50
• 4.1 调用动态链接库44-45
• 4.2 微秒级延时技术45-46
• 4.3 多线程技术46-48
• 4.4 同步通信机制48
• 4.5 双缓冲绘图技术48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第五章 总结与展望50-53
• 参考文献53-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目55-56
• 致谢56

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本文编号：746265