三合一心电检测系统算法及嵌软研究

发布时间：2017-04-22 20:07

  本文关键词：三合一心电检测系统算法及嵌软研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：临床心电检测分为静态心电、动态心电、运动心电、急救心电等,其中前三种已成为临床诊断的常规方法。为了实现心电信号对采样率、采样精度、带宽、功耗与体积的不同需求,目前临床各种心电检测仪器均为单一仪器,难以满足社区、急救、航天等领域中对多覆盖类型心脏疾病诊断的需求。因此,开发一种兼具静态心电、动态心电与运动心电检测功能的仪器具有重要意义。论文研究设计的三合一心电检测系统,在硬件保证采样率与精度的前提下,提出了一种由嵌入式软件与算法来实现不同心电检测的方案,从而在一套硬件环境中实现了静态心电、动态心电和运动心电检测。针对运动心电既要保证基线漂移最小,又要保证T波与QRS波形态的特点,论文提出了基于经验模态分析方法的一种心电信号滤波算法,将原始信号自适应分解,通过对比分析各尺度中与心电特征相关的部分,选择部分尺度进行信号重构,从而在去除干扰的同时较好地保留了心电特征。实现了基于Cortex-M3处理器的嵌入式软件设计,包括心电数据的采集、存储和通讯等多任务管理和数据流控制,以及静态心电、动态心电、运动心电的滤波。并进行了低功耗设计与可靠性设计,达到了医疗仪器的安全性要求。系统测试结果显示,数据处理过程可靠,两节五号电池可支持36小时连续工作,系统能通过静电测试,并快速恢复故障前工作状态,功能测试验证了系统可实现三种心电检测。临床试验表明,系统对心电信号的检出具有波形良好,基线漂移小等特点,与临床所用运动平板(GE马奎特CASE运动心电系统)所采集的数据具有很好的一致性。论文所研究的系统可满足三种心电模式下信号的高精度检测的要求,对于临床更全面地诊断心血管疾病以及特殊领域的心电监护具有重要意义。
【关键词】：心电检测系统 三合一 运动心电 经验模态分析 高精度 高可靠性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R540.4;TP274
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 引言12-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 心电图及导联基础14-16
• 1.2.2 心电滤波算法16-18
• 1.2.3 心电检测仪器18-21
• 1.3 论文研究目标和研究内容21-23
• 1.4 本章小结23-24
• 第2章 系统总体设计24-35
• 2.1 系统设计需求24-25
• 2.2 系统硬件设计25-33
• 2.2.1 信号采集26-29
• 2.2.2 微处理器29-31
• 2.2.3 电源系统31-32
• 2.2.4 其他外设32-33
• 2.3 系统软件设计33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 心电信号算法设计35-48
• 3.1 心电滤波需求分析35-36
• 3.2 静态心电滤波36-38
• 3.3 动态心电滤波38-39
• 3.4 运动心电滤波39-47
• 3.4.1 经验模态分析方法39-41
• 3.4.2 基于经验模态分析去运动干扰41-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 嵌入式软件设计48-74
• 4.1 系统控制49-61
• 4.1.1 多任务管理49-52
• 4.1.2 USB通讯52-57
• 4.1.3 SD卡存储57-61
• 4.2 数据采集处理61-67
• 4.2.1 数据采集61-64
• 4.2.2 数据滤波处理64-65
• 4.2.3 数据存储发送65-67
• 4.3 系统可靠性设计67-70
• 4.3.1 低功耗设计67-68
• 4.3.2 软件故障模式恢复68-70
• 4.4 人机交互设计70-72
• 4.5 本章小结72-74
• 第5章 实验结果分析74-89
• 5.1 系统测试74-83
• 5.1.1 数据控制测试74-77
• 5.1.2 功耗测试77-79
• 5.1.3 软件故障恢复测试79-80
• 5.1.4 系统功能测试80-83
• 5.2 运动心电临床实验83-88
• 5.2.1 Bruce方案介绍83-84
• 5.2.2 实验目的84
• 5.2.3 实验方案设计84-85
• 5.2.4 结果分析85-88
• 5.3 本章小结88-89
• 第6章 总结与展望89-91
• 6.1 总结89-90
• 6.2 展望90-91
• 参考文献91-94
• 攻读硕士期间承担的科研任务及主要成果94

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本文编号：321170