基于小波变换的异常心电自动分析系统研究

摘要

在过去的几十年间，以医院为中心的传统医疗模式正悄然变化，逐渐发展成为以预防为主、以社区医疗为中心的新型模式。这也要求传统心电仪器微型化、智能化、个性化。 随着大规模集成电路的不断发展，性能优异的DSP新产品为心电信号的实时自动分析提供了坚实的硬件基础。信号处理技术的进步，尤其是小波理论的发展，为心电信号特征点检测提供了算法基础。 在本课题中，采用双CPU构建了便于家庭使用的异常心电自动分析系统。硬件设计的主要内容包括：基于仪表放大器设计心电信号前置放大电路，采用单片机MSP430F149作为主机实现心电信号数字化、预处理功能，采用TMS320VC5402芯片作为从机实现心电特征检测算法。 本课题基于小波理论设计软件算法，提出了模极值线群方法，抽取心电信号中若干具有临床价值的特征：QRS波群组态及其起点和终点、T波、S-T段。并将这些特征用于心肌缺血以及梗死病人的监护、诊断。采用国际公认的心电数据库的数据对所提出的算法进行了实验研究，验证了算法的精确性和有效性。 整个系统计算能力强、实时性好、算法可扩展性强。可以满足同步十二导联心电信号采集和实时分析的需要。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1社区监护的发展概况

1.2心电自动分析技术的发展概况

1.3本课题的主要研究内容

第二章心电图的描记和特征参数

2.1心电图技术的发展概况

2.2心电信号的描记原理

2.3典型心电图和主要参数

2.4常用心电数据库数据及其格式与识读

2.5心电图在心肌缺血以及心肌梗塞方面诊断价值

第三章硬件平台结构和具体实现

3.1系统概述

3.2前端模拟部分

3.2.1前置放大器电路设计

3.2.2前置级的保护电路设计

3.2.3心电放大器的滤波设计

3.2.4抗极化电压设计

3.3后端数字部分

3.3.1 TI公司C5000定点DSP

3.3.2 TI公司MSP430F149单片机

3.3.3主从机设计

第四章小波算法原理和实现

4.1经典算法介绍

4.1.1常用的心电信号预处理方法

4.1.2传统的简单的QRS检测方法

4.2小波理论

4.2.1概述

4.2.2连续小波变换(CWT)

4.2.3离散小波变换(DWT)

4.3心电噪声的处理

4.3.1心电信号中的主要噪声

4.3.2噪声抑制方法

4.4基于小波方法的计算机自动检测算法

4.4.1小波选取以及各尺度幅频特性

4.4.2小波方法运用于QRS波、P波、T波检测的原理

4.4.3小波模极值线对方法存在的不足及改进

4.4.4计算机分析方法的误差分析

4.5计算机诊断方法

第五章结束语

5.1本文的总结

5.2下一步展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间完成的论文