基于FPGA的多道電生理系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、心臟病是一種常見的多發(fā)慢性疾病,具有發(fā)展緩慢、危險性極高的特點,而心臟病的發(fā)生和發(fā)展往往表現(xiàn)為某些電生理信號的異常,醫(yī)生可以從電生理信號中異常的特征點或畸變的波形來判斷心臟病的病情及發(fā)展過程,從而給出相應(yīng)的診斷與治療,因此研究與開發(fā)電生理信號監(jiān)控系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文根據(jù)心電信號及干擾信號的特征,采用了形態(tài)學(xué)運算方法、以太網(wǎng)傳輸協(xié)議設(shè)計出一種基于FPGA的多道電生理系統(tǒng),并在系統(tǒng)中實現(xiàn)心電信號的濾波、心電信號的發(fā)送,該系統(tǒng)實現(xiàn)了心

2、電信號的采集與處理,能夠滿足人們進一步對心電信號的研究與分析。本文從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)發(fā)送這三個方面對基于FPGA的多道電生理系統(tǒng)進行研究與設(shè)計。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分首先通過多通道采集人體的心電信號,然后將采集的信號進行前置放大帶通濾波、后置放大處理,最后送入A/D中進行多通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過程是在FPGA的控制下進行的。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)濾波部分采用形態(tài)學(xué)運算對信號特征進行提取,濾除心電信號中干擾噪聲,據(jù)此本文設(shè)計出兩層結(jié)構(gòu)的形態(tài)

3、學(xué)濾波器,對添加了基線漂移和工頻干擾噪聲的心電信號進行測試,并將測試結(jié)果進行波形比較,最后通過文中提出的評估系數(shù)對該結(jié)構(gòu)的濾波器性能進行分析。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送部分采用基于以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀的方法,設(shè)計出具有控制、計數(shù)、校驗功能的發(fā)送模塊,并對發(fā)送模塊的各個部分進行功能仿真。本文從心電信號的處理過程出發(fā),對多道電生理系統(tǒng)進行研宄與設(shè)計。首先針對心電信號多通道采集的特點,在FPGA內(nèi)設(shè)計出緩存模塊,實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的串行轉(zhuǎn)換與順序讀取。其次在濾波