基于虚拟仪器的人体生物电信号模拟仿真系统的设计

发布时间：2017-09-12 21:14

  本文关键词：基于虚拟仪器的人体生物电信号模拟仿真系统的设计

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【摘要】：随着医疗和教学水平的不断提升,高端科技用于医学诊断设备的需求也不断提高。仪器发展到今天已步入虚拟仪器时代,自动化、智能化仪器取代传统仪器,成为了现代电子医疗诊断仪器技术的主流;随着医疗诊断技术发展,模拟仿真系统的应用更有益于学习和掌握抽象的现代医学知识,由此临床教学设备也越来越人性化和直观化;在设备功能增强的同时,对可靠性和精确性的要求也更严格,促使研究者自觉运用新技术去创造新的产品。医学诊断和教学培训过程中,生物电信号领域发挥着重要的作用,心电、脑电、肌电、胃电、视网膜电等有着广泛的应用。心电信号作为生物电信号的典型,在领域内具有标志性作用。目前,心血管疾病已经逐步成为世界上死亡率最高的疾病之一,临床上的心电图(ECG)是指运用检测仪器从人体提取心电信号并绘制成相应的波形,是判定心血管疾病必备的常规检查项目。由于心电信号产生的机理复杂,无论是在医学教育还是在临床研究方面都是一项难题。心电检测方法无论是对于心血管疾病进行临床诊断、还是科研和教学都具有重要意义。本文根据医学院校教学现状,为了满足教师与学生之间的知识传导过程需求,基于LabVIEW虚拟仪器仿真平台,开发出一套适合于人体生物电信号模拟仿真系统。在系统开发设计过程中,本着模块化的设计理念,将系统规划为MIT-BIH心电信号读取模块、心电波形调节及存储模块、心率采集及功能切换模块、TCP网络通信模块。在具体模块实现过程中,对心电信号的形成机理及其模拟过程进行研究,通过对多种不同类型心电信号检测波形的比对分析与探索,建立了一套科学合理的仿真系统。通过测试分析,验证了理论研究的正确性和仿真设计的可行性。本系统设计与开发为现代医学诊断仪器技术在临床实验和教学研究方面的开发应用提供了有效的方法,实现了虚拟仪器技术与现代医学诊断技术有机结合的教学研究相关探索。
【关键词】：医学诊断 生物电 虚拟仪器 模拟仿真
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318;TH789
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 课题研究目的和意义11-13
• 1.3 课题主要研究内容13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 心电及其检测理论基础研究14-30
• 2.1 心电学基础及其产生机理14-19
• 2.1.1 人体生物电信号14-15
• 2.1.2 心脏的生理结构15-16
• 2.1.3 心电的产生机理16-17
• 2.1.4 心电图17-19
• 2.2 心电检测理论研究19-29
• 2.2.1 心电信号干扰与噪声20-21
• 2.2.2 心电信号的预处理21-27
• 2.2.3 QRS波群的定位检测27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 心电虚拟仿真系统总体设计30-36
• 3.1 系统设计相关技术30-32
• 3.1.1 虚拟仪器技术的特征30-31
• 3.1.2 虚拟仪器技术在医学检测领域应用31-32
• 3.2 系统总体设计32-35
• 3.2.1 系统功能和技术指标32-34
• 3.2.2 系统总体组成34
• 3.2.3 系统模块构成及其实现方法34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 心电虚拟仿真系统具体设计与实现36-46
• 4.1 MIT-BIH心电数据库心电信号读取模块设计36-39
• 4.1.1 MIT-BIH标准心电数据获取与分析36-38
• 4.1.2 原始心电信号频谱分析38-39
• 4.2 标准心电信号生成模块设计39-41
• 4.2.1 心电信号参数设置与波形控制模块39-40
• 4.2.2 心电信号多参数调节与波形控制40-41
• 4.3 TCP网络通信模块设计41-45
• 4.3.1 远程传输功能及其实现方法42-43
• 4.3.2 远程面板连接43-44
• 4.3.3 心电数据传输与监控44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 心电虚拟仿真系统测试与验证46-50
• 5.1 系统测试环境46
• 5.2 系统测试结果分析46-49
• 5.3 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-56

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本文编号：839569