動態(tài)心電采集裝置與運(yùn)動偽跡抑制方法研究.pdf

1、心血管疾病嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命，心源性猝死(Sudden CardiacDeath，SCD)是心血管疾病中的一種，是僅次于惡性腫瘤的第二大死因。SCD的自覺癥狀不明顯，病情發(fā)展異常迅速，患者如果在短時(shí)間內(nèi)得不到及時(shí)搶救，極易導(dǎo)致死亡。研制一套高性能的動態(tài)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，對于心臟疾病預(yù)警和防止SCD的發(fā)生具非常重大的意義。
　　 為提高動態(tài)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的靈活性，增加患者的活動空間，為患者提高舒適可靠的心電監(jiān)護(hù)服務(wù)。本文用3導(dǎo)聯(lián)

2、系統(tǒng)采集單通道的動態(tài)心電信號取代傳統(tǒng)的12導(dǎo)聯(lián)采集系統(tǒng)，用家用PC機(jī)取代嵌入式設(shè)備作為心電數(shù)據(jù)接收和分析的載體，用藍(lán)牙無線傳輸方式取代有線傳輸。另外，為了解決動態(tài)心電信號中的運(yùn)動偽跡噪聲干擾問題，運(yùn)用自適應(yīng)濾波算法和基于周期元分析的非線性濾波算法對運(yùn)動偽跡進(jìn)行抑制。本文完成的具體工作包括以下3個方面：
　　 (1)完成動態(tài)心電信號的采集裝置設(shè)計(jì)，包括三導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)、動態(tài)心電信號的放大電路、濾波電路和采集電路。根據(jù)心電信號的幅值和頻率

3、特性，以高輸入阻抗和高共模抑制比和增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性為目標(biāo)，引入右腿驅(qū)動電路抑制工頻干擾，并設(shè)計(jì)0.1～100Hz帶通濾波電路；對高頻和低頻噪聲進(jìn)行抑制。以低功耗MSP430單片機(jī)作為系統(tǒng)的主芯片，用單片機(jī)內(nèi)置16位A/D轉(zhuǎn)換模塊完成對動態(tài)心電信號進(jìn)行采集，用串口藍(lán)牙模塊完成對心電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
　　 (2)完成加速度信號采集電路設(shè)計(jì)，在PC機(jī)中運(yùn)用自適應(yīng)濾波算法對動態(tài)心電信號中的運(yùn)動偽跡進(jìn)行抑制。用電容式三軸加速度傳感器采集患

4、者的加速度信號，作為自適應(yīng)濾波器的參考信號，運(yùn)用最小均方自適應(yīng)濾波算法對動態(tài)心電信號中運(yùn)動偽跡噪聲進(jìn)行抑制。
　　 (3)研究基于周期元分析方法的非線性濾波算法，用純軟件的方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動偽跡的抑制。根據(jù)心電特征信號成周期性的特點(diǎn)，將經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和周期元分析方法結(jié)合起來組成非線性濾波算法，用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法實(shí)現(xiàn)對單通道的動態(tài)心電信號進(jìn)行分解，然后用周期元分析方法提取動態(tài)心電信號中的特定周期信號成分，對其中的運(yùn)動偽跡、基線漂移和工頻干