USB心电采集系统的研制及从心电图提取呼吸信号的方法探讨

摘要

本论文在深入研究国内外呼吸信号检测方法的基础上，根据呼吸行为导致心电图周期性变化的特点，采用自适应滤波仿真的办法，设计了新的呼吸信号提取方法。本论文主要完成了以下工作： ※设计了心电信号数据采集系统。具体完成了数据采集系统中单片机控制程序、USB数据采集与传输单元的硬件电路 以及USB设备驱动程序的设计，并绘制印刷电路板。 ※设计实验方案，获取心电信号。 ※提取心电信号中R波间期序列和R波幅度序列，分析信号的性质和关系，确定自适应滤波算法中原始输入信号和参考输入信号，利用Matlab软件对算法进行仿真，得出较为理想的估算结果。本论文的主要创新点包括：※提出了通过对心电图进行自适应滤波提取呼吸频率信的方法。真正意义上实现了单一心电检测电路提取心电、呼吸两路信号。利用自适应滤波算法从心电信号中提取呼吸信号的方法，不仅具有高效、无创等优点，还利用心电检测技术中已有的设备解决了其他方法中电极和激励电源的问题，使呼吸监测的动态化、实时化成为了可能。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

前言和文献回顾

1心电信号数据采集系统数据采集与传输单元的设计

1.1心电信号数据采集系统的设计要求与整体结构

1.2信号调理单元

1.3 USB数据采集与传输单元

1.4 USB数据采集与传输单元硬件电路的设计

1.5 USB数据采集与传输单元控制软件的设计

1.6小结

2自适应滤波算法的原理及选择

2.1自适应信号处理

2.2自适应滤波器结构的分类

2.3自适应算法的分类

2.4提取心电信号中呼吸信号的自适应算法的选择

3心电信号采集实验的设计与结果

3.1心电导联的选择

3.2心电信号采集实验

4利用Matlab软件自适应滤波提取心电图中的呼吸信号

4.1 RLS自适应滤波算法输入信号的选择

4.2 MATLAB中的仿真工具Simulink

4.3在Simulink中对心电信号进行RLS自适应滤波

小结

参考文献

攻读硕士期间研究成果

致谢