基于盲分離的胎兒心電信號(hào)提取系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)胎兒的監(jiān)護(hù)手段越來(lái)越重視。胎兒心電信號(hào)作為最能反映胎兒心臟活動(dòng)全貌的一種生理信號(hào)，自然成為了胎兒監(jiān)護(hù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。然而獲取可用的胎兒心電信號(hào)卻并不容易。
　　目前胎心電研究領(lǐng)域主要面臨兩個(gè)難點(diǎn):其一，胎兒心電信號(hào)采集困難，胎兒心電信號(hào)是一種非常微弱的生物電信號(hào)，從母親體表采集胎兒心電信號(hào)時(shí)總會(huì)有許多干擾信號(hào)，比如母親心電信號(hào)干擾、工頻干擾、肌電信號(hào)干擾、基線漂移等;其二，胎兒心電信號(hào)提取困難，胎兒心電信號(hào)幅

2、值小，往往湮沒在母親心電信號(hào)中，要從母親心電信號(hào)中選出胎兒心電信號(hào)是目前胎心電研究領(lǐng)域的一大難題。針對(duì)以上兩個(gè)難點(diǎn)本文設(shè)計(jì)了一套從心電采集到提取出胎兒心電信號(hào)的系統(tǒng)。本文針對(duì)胎兒心電信號(hào)采集困難的問題，專門設(shè)計(jì)了嵌入式硬件電路來(lái)采集胎兒心電信號(hào);同時(shí)，針對(duì)胎兒心電信號(hào)提取困難的問題，本文采用了近年很熱門的盲分離算法來(lái)提取胎兒心電信號(hào)。
　　本文主要工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了一套用于從母親體表采集胎兒心電信號(hào)的嵌入式系統(tǒng)。該

3、嵌入式系統(tǒng)采用STM32F103系列的ARM處理芯片，該處理器功能強(qiáng)大，IO口多達(dá)64個(gè)，處理速度快、功耗低;A/D轉(zhuǎn)換選用專業(yè)的生物電處理芯片ADS1294,該芯片轉(zhuǎn)換效率高。在設(shè)計(jì)電路時(shí)本文加入了一些濾波電路，以濾除心電信號(hào)中的部分噪聲信號(hào)，比如，工頻干擾信號(hào)、基線漂移等。在數(shù)據(jù)傳輸方面，充分利用處理器的UART口以及SPI口來(lái)傳輸。在嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)通信方面我們使用了一個(gè)藍(lán)牙模塊，這種短距離無(wú)線傳輸?shù)姆绞阶屛覀儾挥迷俑袐D面對(duì)面

4、的采集數(shù)據(jù)了。
　　(2)在MFC框架下實(shí)現(xiàn)了一種基于斜投影的胎兒心電盲分離算法。通過(guò)實(shí)現(xiàn)該算法，可以從母親腹部的混合信號(hào)中提取出干凈的胎兒心電信號(hào)。由于上述算法需要事先已知母親心電信號(hào)以及胎兒心電信號(hào)的QRS波群的位置信息，因此為實(shí)現(xiàn)該算法，本文分別實(shí)現(xiàn)了一種定位成人心電信號(hào)QRS波群位置以及定位胎兒心電信號(hào)QRS波群的算法。
　　(3)設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)交互界面。通過(guò)該界面可以控制嵌入式心電信號(hào)采集系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)增加了可視性