動態(tài)心電采集裝置與運動偽跡抑制方法研究.pdf

1、心血管疾病嚴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，患者如果在短時間內(nèi)得不到及時搶救，極易導致死亡。研制一套高性能的動態(tài)心電監(jiān)護系統(tǒng)，對于心臟疾病預警和防止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)護服務。本文用3導聯(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導聯(lián)采集系統(tǒng)，用家用PC機取代嵌入式設備作為心電數(shù)據(jù)接收和分析的載體，用藍牙無線傳輸方式取代有線傳輸。另外，為了解決動態(tài)心電信號中的運動偽跡噪聲干擾問題，運用自適應濾波算法和基于周期元分析的非線性濾波算法對運動偽跡進行抑制。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計，包括三導聯(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，引入右腿驅(qū)動電路抑制工頻干擾，并設計0.1～100Hz帶通濾波電路；對高頻和低頻噪聲進行抑制。以低功耗MSP430單片機作為系統(tǒng)的主芯片，用單片機內(nèi)置16位A/D轉(zhuǎn)換模塊完成對動態(tài)心電信號進行采集，用串口藍牙模塊完成對心電數(shù)據(jù)的實時傳輸。
　　 (2)完成加速度信號采集電路設計，在PC機中運用自適應濾波算法對動態(tài)心電信號中的運動偽跡進行抑制。用電容式三軸加速度傳感器采集患

4、者的加速度信號，作為自適應濾波器的參考信號，運用最小均方自適應濾波算法對動態(tài)心電信號中運動偽跡噪聲進行抑制。
　　 (3)研究基于周期元分析方法的非線性濾波算法，用純軟件的方法實現(xiàn)運動偽跡的抑制。根據(jù)心電特征信號成周期性的特點，將經(jīng)驗模態(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)驗模態(tài)分解方法實現(xiàn)對單通道的動態(tài)心電信號進行分解，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，對其中的運動偽跡、基線漂移和工頻干