PC的心电监护系统
PC的心电监护系统
摘要:心电图(ECG)是I.个生物电信号,它可以检测并记录心脏的活动与时间,它是评估心脏功能的重要的诊断工具.这个项目的目的是用III电极心电图分析电路来开发实时系统.心电图的波形过滤掉噪声,经放大后是有科学研究价值的,可以由模拟到数字转换器来读取.该数据是通过数据采集系统获取和发送到PC,在那里得到心电图,其特点是连续监测.心电图的功能事提供证据心脏疾病的诊断.
关键字:数据采集系统,校准设备,集成设备
引言
心电图(ECG)是I.个图形记录或显示由肌肉组织中产生的随时间变化的电压.建立I.个可靠电路,能够输出清晰稳定的信号是非常困难的.考虑到这I.事实,我们试图构建I.个简单的医疗器械.心脏的活动用放置表面上的电极检测体来检测.它可以把在体内的存在信号(离子)转换成在电线的电流.生成的信号通过放大和硬件设备放大,以便观察测量和过滤器的记录.经放大和滤波的信号,然后使用NIUSB-VIIIVI.发送到PC机与LabVIEW的前端,DAC心电图的可显示和提取心电图的特征.
硬件设计和执行力度
心电图监测电路的硬件组件包括传感器,传感器,信号调整电路,控制反馈,记录和显示.图I.为男人仪器系统框图.
换能器产生I.个电信号,信号用来结合或与输出调节两个或更多个换能器.将输入到显示装置的信号调节为电信号的设备.I.个在线的电脑是人仪器仪表系统的I.部分.控制系统结合它需要或希望有的自动控制刺激,换能器,或人为仪器的任何其它部分.
心电图MONITOTING系统的设计
心电图表示左,右手臂在双极肢体导体之间的电位差情况导致.ECG信号有几个毫伏的幅度还必须由I.个输入被放大的电平放大器.增益放大器中需要添加电阻,并且是本幅度(VVIII0KΩ/RG),其中Rg为电阻与放大器VIII个引脚中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
的I.个之间的阻值.
低频分量(<为0.0IIIHz),以及高频率分量(>VIII0Hz的)必须在任何数据被删除之前分析完成.要取出低频分量需用到高通滤波器,截止频率使用0.0III赫兹.高频率分量是通过使用低通滤波器去除的截止频率VVIIIHz和I.IXHz.除去低频率后的信号强度是很低的,从而进I.步通过使用放大器VII00增益进行.该数据采集系统是由所需的硬件计算机与现实世界的通信.数据采集系统用于测量和记录信号.模拟数据采集系统包括传感器,信号调整设备,多路复用器,校准设备,集成设备,显示设备,模拟录像机,模拟计算机,高速摄像机和电视设备.
软件设计和实施
该软件为心电监护系统在LabVIEW中的开发,包括数据采集,信号预处理和心电图特征提取.该信号预处理模块包括数字滤波器,以提高心电图的S/N比.建议的心脏速率和心电图特征估计算法在软件中完成.
在LabVIEW中使用的编程语言,所谓G",是I.种数据流语言.执行确定是通过图形化框图的结构(LV源代码)上,程序员连接不同的功能,通过画线的节点.这些电线传播变量在任何节点都可以,只要所有的输入数据成为执行可用.多进程和多线程硬件通过内置调度程序,自动利用在节点复用多个操作系统线程准备执行.LabVIEW的创建用户界面(前板)到开发周期,LabVIEW的编程环境,使用附带的例子和文档,使得它可以更简单的创建小应用程序.此外,还可以创建分布式的应用程序,该应用程序通过I.个客户机/服务器方式进行通信,从而更容易实现固有的并行G代码的性质.预处理ECG信号有助于消除污染物对ECG信号的干扰.要提取信号的第I.步是消除信号的噪声.对电源线的干扰是集中在VI0Hz(或V0Hz),其带宽频带噪声小于I.赫兹.该软件方案更强大,对心电信号的处理是可行的.滤波器是溶液中除去噪声的剩余部分,后预处理,现在的阶段是从中提取特征信号.
R峰的QRS波和检测到的ECG信号复合物提供了下列信息:心脏速率,传导速度,心脏内组织的状态以及各种异常.
根据QRS波群区域由假设得到III角形状这方面的QRS波持续时间的计算使用下面的公式.
QRS时限=IIх(根据QRS波群地区)/R波振幅
QRS区:被定义为位于上方的区域等电位线(ISO),而Q和S点之间,这面积计算公式如下所示,
QRS-面积=QRS波持续时间Σ(数据ISO)/采样率
RR间隔:随后的两个QRS波之间的距离复杂,代表了心脏率(HBR),HBR=ROUND(VI0х采样率)/RR-INT(I)
R波振幅:R波的振幅是最高距离R波的高度.
RT-间隔:是QRS复合波和连续峰值的T波之间的距离.
PR间隔:指心房开始的时间滞后去极化到心室除极的起始和使心房收缩的发生.
QT间期的特点:是最大距离Q-波和T波之间的间隔.QT=(Toffset代表-T起始)
对于心电图程序流特征提取:
程序流程的心电图特征提取步骤:
从数据的阵列找出最大和最小数组,该数组中包含I.的范围内设定波形,最大的是R波振幅和最小的是S波振幅.的R波的位置和S波将用于下I.步.
R_time=R波的位置/采样率
S_offset=S_wave位置/采样率.
这些值将用于间隔的计算.最大值的位置被存储在I.个阵列(阵列是初始化, *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
其大小等于运行次数的循环),这些值用于计算RR间隔和心脏速率.RR-间隔=[R(i+I.)的-R(I)]/采样率,HBR=[VI0х采样率]/RR间隔.
从该位置计算出的时间是Q_onset=Q波的位置/采样率,这将用于间隔的计算.下面从Q波中找出最大这个值是P波振幅.从位置时间计算,P_onset=P_wave位置/采样率.
这将用于间隔的计算.在上面的S-波的位置类似的方式找出最大值这将是T_wave幅度.从位置计算时间,T_offset=T_wave位置/采样率这将用于间隔的计算.QRS波持续时间从Q_onset和S_offset计算.
QRS_duration=[S_offset-Q_onset]
QT_interval=[T_offset-Q_onset]
PR_interval=[Q_onset-P_onset]
RT_interval=[T_offset-R_time]
硬件信号的调整和数据采集已经实施.软件进行信号采集,预处理,特征提取和连续监测功能已开发.该开发系统的结果得到了脉搏血氧仪的验证.
摘要:心电图(ECG)是I.个生物电信号,它可以检测并记录心脏的活动与时间,它是评估心脏功能的重要的诊断工具.这个项目的目的是用III电极心电图分析电路来开发实时系统.心电图的波形过滤掉噪声,经放大后是有科学研究价值的,可以由模拟到数字转换器来读取.该数据是通过数据采集系统获取和发送到PC,在那里得到心电图,其特点是连续监测.心电图的功能事提供证据心脏疾病的诊断.
关键字:数据采集系统,校准设备,集成设备
引言
心电图(ECG)是I.个图形记录或显示由肌肉组织中产生的随时间变化的电压.建立I.个可靠电路,能够输出清晰稳定的信号是非常困难的.考虑到这I.事实,我们试图构建I.个简单的医疗器械.心脏的活动用放置表面上的电极检测体来检测.它可以把在体内的存在信号(离子)转换成在电线的电流.生成的信号通过放大和硬件设备放大,以便观察测量和过滤器的记录.经放大和滤波的信号,然后使用NIUSB-VIIIVI.发送到PC机与LabVIEW的前端,DAC心电图的可显示和提取心电图的特征.
硬件设计和执行力度
心电图监测电路的硬件组件包括传感器,传感器,信号调整电路,控制反馈,记录和显示.图I.为男人仪器系统框图.
换能器产生I.个电信号,信号用来结合或与输出调节两个或更多个换能器.将输入到显示装置的信号调节为电信号的设备.I.个在线的电脑是人仪器仪表系统的I.部分.控制系统结合它需要或希望有的自动控制刺激,换能器,或人为仪器的任何其它部分.
心电图MONITOTING系统的设计
心电图表示左,右手臂在双极肢体导体之间的电位差情况导致.ECG信号有几个毫伏的幅度还必须由I.个输入被放大的电平放大器.增益放大器中需要添加电阻,并且是本幅度(VVIII0KΩ/RG),其中Rg为电阻与放大器VIII个引脚中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
的I.个之间的阻值.
低频分量(<为0.0IIIHz),以及高频率分量(>VIII0Hz的)必须在任何数据被删除之前分析完成.要取出低频分量需用到高通滤波器,截止频率使用0.0III赫兹.高频率分量是通过使用低通滤波器去除的截止频率VVIIIHz和I.IXHz.除去低频率后的信号强度是很低的,从而进I.步通过使用放大器VII00增益进行.该数据采集系统是由所需的硬件计算机与现实世界的通信.数据采集系统用于测量和记录信号.模拟数据采集系统包括传感器,信号调整设备,多路复用器,校准设备,集成设备,显示设备,模拟录像机,模拟计算机,高速摄像机和电视设备.
软件设计和实施
该软件为心电监护系统在LabVIEW中的开发,包括数据采集,信号预处理和心电图特征提取.该信号预处理模块包括数字滤波器,以提高心电图的S/N比.建议的心脏速率和心电图特征估计算法在软件中完成.
在LabVIEW中使用的编程语言,所谓G",是I.种数据流语言.执行确定是通过图形化框图的结构(LV源代码)上,程序员连接不同的功能,通过画线的节点.这些电线传播变量在任何节点都可以,只要所有的输入数据成为执行可用.多进程和多线程硬件通过内置调度程序,自动利用在节点复用多个操作系统线程准备执行.LabVIEW的创建用户界面(前板)到开发周期,LabVIEW的编程环境,使用附带的例子和文档,使得它可以更简单的创建小应用程序.此外,还可以创建分布式的应用程序,该应用程序通过I.个客户机/服务器方式进行通信,从而更容易实现固有的并行G代码的性质.预处理ECG信号有助于消除污染物对ECG信号的干扰.要提取信号的第I.步是消除信号的噪声.对电源线的干扰是集中在VI0Hz(或V0Hz),其带宽频带噪声小于I.赫兹.该软件方案更强大,对心电信号的处理是可行的.滤波器是溶液中除去噪声的剩余部分,后预处理,现在的阶段是从中提取特征信号.
R峰的QRS波和检测到的ECG信号复合物提供了下列信息:心脏速率,传导速度,心脏内组织的状态以及各种异常.
根据QRS波群区域由假设得到III角形状这方面的QRS波持续时间的计算使用下面的公式.
QRS时限=IIх(根据QRS波群地区)/R波振幅
QRS区:被定义为位于上方的区域等电位线(ISO),而Q和S点之间,这面积计算公式如下所示,
QRS-面积=QRS波持续时间Σ(数据ISO)/采样率
RR间隔:随后的两个QRS波之间的距离复杂,代表了心脏率(HBR),HBR=ROUND(VI0х采样率)/RR-INT(I)
R波振幅:R波的振幅是最高距离R波的高度.
RT-间隔:是QRS复合波和连续峰值的T波之间的距离.
PR间隔:指心房开始的时间滞后去极化到心室除极的起始和使心房收缩的发生.
QT间期的特点:是最大距离Q-波和T波之间的间隔.QT=(Toffset代表-T起始)
对于心电图程序流特征提取:
程序流程的心电图特征提取步骤:
从数据的阵列找出最大和最小数组,该数组中包含I.的范围内设定波形,最大的是R波振幅和最小的是S波振幅.的R波的位置和S波将用于下I.步.
R_time=R波的位置/采样率
S_offset=S_wave位置/采样率.
这些值将用于间隔的计算.最大值的位置被存储在I.个阵列(阵列是初始化, *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
其大小等于运行次数的循环),这些值用于计算RR间隔和心脏速率.RR-间隔=[R(i+I.)的-R(I)]/采样率,HBR=[VI0х采样率]/RR间隔.
从该位置计算出的时间是Q_onset=Q波的位置/采样率,这将用于间隔的计算.下面从Q波中找出最大这个值是P波振幅.从位置时间计算,P_onset=P_wave位置/采样率.
这将用于间隔的计算.在上面的S-波的位置类似的方式找出最大值这将是T_wave幅度.从位置计算时间,T_offset=T_wave位置/采样率这将用于间隔的计算.QRS波持续时间从Q_onset和S_offset计算.
QRS_duration=[S_offset-Q_onset]
QT_interval=[T_offset-Q_onset]
PR_interval=[Q_onset-P_onset]
RT_interval=[T_offset-R_time]
硬件信号的调整和数据采集已经实施.软件进行信号采集,预处理,特征提取和连续监测功能已开发.该开发系统的结果得到了脉搏血氧仪的验证.
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