基于SOPC心電信號的采集與處理.pdf

1、心臟病是目前世界上死亡率最高的疾病之一，我國心臟病死亡率占各種疾病死亡率的10～20％，并呈上升趨勢。因此對于改進心臟病的早期診斷和治療方法具有十分重要的意義。作為診斷心臟疾病的心電圖機，其發(fā)展已有100多年的歷史。隨著生活水平日益提高，隨著人們對自身健康更加關(guān)注，推動著健康監(jiān)護儀器的普及與應(yīng)用。為了方便人們監(jiān)護心臟健康情況，開發(fā)一種便攜、經(jīng)濟、實用的家用心電監(jiān)護儀器，實現(xiàn)心臟病患者的自我發(fā)現(xiàn)、自我診斷以及自我護理勢在必行。本文研究基于

2、SOPC的標(biāo)準(zhǔn)3導(dǎo)聯(lián)心電圖儀改進設(shè)計與研究，其中包括心電信號采集的部分和基于FPGA的心電預(yù)處理部分。 首先介紹了心電信號產(chǎn)生的原理、心電圖中各波段的意義和心電信號的提取方法，分析了心電信號的特點及干擾因素，給出了心電信號調(diào)理電路的設(shè)計要求，并設(shè)計了心電監(jiān)護系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。 心電采集電路部分，對于幅值為0.05mV～5mV的體表心電信號進行模擬放大，重要的設(shè)計是前置放大器。其主要由AD620放大電路、帶通濾波電路、50H

3、z陷濾器、右腿浮地驅(qū)動電路、主放大電路和電位抬升電路等組成，其功能是從人體中提取有用的心電信號，提高心電信號的信噪比，采用Atmega64進行采集電路控制。 心電信號預(yù)處理部分，包括FPGA的FIR濾波器和采用差分算法進行QRS波檢測。其中，F(xiàn)PGA的FIR濾波器的作用是對心電信號最主要的干擾源—工頻干擾進行抑制和濾波，從而得到滿意的心電信號，而QRS檢測是為了實時準(zhǔn)確的對R波進行定位測得心率并為以后心電后期處理做好準(zhǔn)備。