基于小波变换的心电识别系统的研究及实现

发布时间：2017-08-17 21:26

  本文关键词：基于小波变换的心电识别系统的研究及实现

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【摘要】：心血管疾病是一种常见的慢性疾病,它具有高发病率、高死亡率等特点,是威胁人类生命安全最危险的因素之一。因此研究与开发心电信号自动分析系统具有非常重要的现实意义。传统的心电监护仪主要是对这类病人采用记录24小时心电信息离线分析等方式进行监测,往往存在着离线分析诊断不及时、自动诊断精度不高、医生患者之间不易及时沟通、诊断费用昂贵等缺陷。为此本文结合PSOC 5LP可编程芯片模拟和数字电路一体化的优势,设计基于小波变换的心电识别系统。用户在自觉心脏病发作或胸闷不适时,可随时利用该系统采集心电数据,进行实时自动诊断,并进行报警,如果用户对诊断结果不满意,还可以连接医院,将异常波形发送至医院,由医生进行更专业的诊断。本文主要对以下几个方面展开研究：首先,针对心电信号去噪方面存在的问题,结合小波变换在信号处理方面的时频优势,提出了小波阈值去噪、小波分解与重构去噪法。并通过实验对比分析,选取适当的小波函数、阈值函数以及分解水平,有效的实现心电信号噪声的滤除。然后,针对心电信号特征检测上所存在的问题,将小波变换检测信号奇异点的方法应用于心电信号中R波的检测中,以寻找小波变换相应层次中的模极大值对,以实现R波峰值点及起止点的定位,其中还包括小波函数、分解尺度的选取以及R波的修正。并以所检测的QRS波为基准,采用差分赋值法,结合P波、T波的幅值与斜率关系,实现P波、T波起止点及峰值点的定位。最后,本文结合课题研究目标及系统设计原则,构造系统的总体框架,实现了心电采集模块、心电传输模块、心电分析模块、用户数据库及系统界面的设计,并通过实验验证软件的可靠性。
【关键词】：心电检测 小波变换 信号去噪 奇异点检测 PSoC
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54;TN911.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究意义13-14
• 1.2 心电图基础14-18
• 1.2.1 心电生理学基础14-15
• 1.2.2 心电图的发展及分析15-17
• 1.2.3 心电信号特征17-18
• 1.3 心电检测及自诊断系统的研究现状18-19
• 1.4 论文的主要工作与内容安排19-21
• 第二章 小波变换在信号处理中的应用21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 小波变换理论基础21-24
• 2.2.1 连续小波变换21-23
• 2.2.2 离散小波函数23-24
• 2.3 多分辨分析与Mallat算法24-27
• 2.3.1 多分辨率分析24-25
• 2.3.2 Mallat算法25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 心电信号中噪声滤除方法的研究28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 噪声产生的原因及特点28-29
• 3.3 心电信号工频干扰和肌电干扰的滤除29-34
• 3.3.1 小波阈值去噪方法的基本原理29-30
• 3.3.2 滤除工频干扰和肌电干扰30-33
• 3.3.3 实验结果分析33-34
• 3.4 心电信号基线漂移的滤除34-37
• 3.4.1 小波分解与重构去噪法的基本原理34
• 3.4.2 小波函数选择34-35
• 3.4.3 关于水平n的讨论35-36
• 3.4.4 实验结果分析36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 心电信号中奇异点的自适应检测38-47
• 4.1 引言38-39
• 4.2 李普西兹指数及信号奇异点的检测原理39
• 4.3 QRS波群检测39-44
• 4.3.1 小波函数的选择40
• 4.3.2 小波变换尺度的选择40-41
• 4.3.3 R波的检测及修正41-44
• 4.3.4 QRS波群起止点的检测44
• 4.4 P波、T波检测44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 心电检测及自诊断系统的设计47-60
• 5.1 引言47
• 5.2 系统总体方案设计47-49
• 5.2.1 系统总体结构框架47-48
• 5.2.2 系统设计原则48-49
• 5.3 心电数据采集49-51
• 5.4 心电数据传输51-54
• 5.5 上位机检测软件设计54-59
• 5.5.1 用户健康档案设计54-55
• 5.5.2 心电分析模块设计55-57
• 5.5.3 winsock网络编程的实现57-59
• 5.6 本章小结59-60
• 总结60-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表的论文66-68
• 致谢68

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本文编号：691198