胃电图信号采集和数据处理的研究

摘要

胃病是一种常见病、多发病,严重影响着人类的健康.迄今为止,胃病的诊断和检查均采用光导纤维内镜、X线钡餐透视、胃液分析及活组织细胞学检查等,而这些方法往往给病人带来一定的痛苦和损伤,并有传染疾病的危险.作为一种无创的胃肠动力诊断方法,体表胃电图仪采用体表电极,对人体无创伤、无痛苦、使用安全,是消化生理与病生理、药理研究的可靠仪器.为了研究体表胃电图与胃部疾病的关系,该论文完成了以下几方面的工作:1、基于体表胃电图的特点,采用集成电路应用技术,结合现代电路的设计方法,设计了一套便携式的新型多通道体表胃电图检测系统.它的特点是:1)无需外加放大器等信号调理电路,只需一片集成电路MSC1210加上复位电路即可实现对EGG数据的采集.2)笔记本电脑通过串口对系统供电,不仅保证了患者的安全性,也保证了系统的便携性和实用性.2、基于EGG低频、低幅值、易被干扰的特点,设计了一套数据处理和参数分析的软件,即把多通道自适应增强算法和小波变换算法结合起来对数据进行预处理,随后再对信号进行运行谱分析,计算胃电信号的主频、正常慢波百分比、餐后餐前能量比等参数.3、综合考虑病源的易获得性和研究意义,针对三种人群,设计了两组临床实验,利用该课题研制的数据采集系统采集了体表胃电图实验数据,并对数据进行了分析,探讨了体表胃电图和胃肠疾病间的关系.该论文工作的突出之处在于首次设计了一套无需外加放大器等信号调理电路的胃电信号采集系统.以往对EGG的检测方法通常是采用仪器放大器对胃电信号进行缓冲、放大和增益调整,采用滤波电路进行滤波,然后经A/D转换后送入单片机进行数据处理和数据存储.整个系统较为复杂,体积较大,功耗较高,不便于携带.该系统由于选用了合适的集成电路,使得所设计的采集系统无需外加放大、滤波等信号调理电路,只需一片集成电路MSC1210加上复位电路即可实现对EGG数据的采集,电路结构紧凑,保证了系统工作的可靠性、稳定性,并实现了系统的便携、小型化、低功耗、低成本.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1胃电图基础

1.1.1胃的结构和功能

1.1.2胃平滑肌电活动

1.1.3胃肌电活动和胃收缩活动间的关系

1.1.4体表胃电图简述

1.2胃电图的研究历史及其现状

1.2.1胃电图的研究历史

1.2.2胃电图的研究现状

1.3本课题研究的内容及其意义

第二章胃电图信号采集系统硬件设计

2.1概述

2.2 EGG信号检测系统硬件电路原理

2.3系统的核心-MSC1210的应用设计

2.3.1 MSC1210简介

2.3.2 MSC1210在胃电图采集系统中的应用

2.3.3 MSC1210的复位电路设计

2.4系统电源的设计

2.4.1计算机的串口

2.4.2“窃电”具体电路实现

2.5采集卡与笔记本电脑间的数据传输

2.6小结

第三章数据采集系统的软件设计

3.1概述

3.2单片机软件设计

3.2.1单片机软件开发平台简介

3.2.2单片机软件设计

3.3系统机软件设计

3.3.1 LabVIEW简介

3.3.2本系统中LabVIEw程序设计

3.4小结

第四章胃电图信号的数据处理与分析

4.1概述

4.2多通道自适应增强算法去除呼吸等干扰

4.2.1胃电图多通道自适应增强的原理

4.2.2系统参数选择

4.2.3数据处理前后对比

4.3基于小波变换方法提取EGG

4.3.1小波多分辨率分析

4.3.2对EGG进行小波变换

4.4分析参数的选取

4.5小结

第五章胃电图采集实验设计及实验结果分析

5.1功能性消化不良患者的胃电图实验研究

5.2肝硬化患者的胃电图实验研究

5.3小结

第六章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢