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嵌入式实时心电诊断算法

作　者: 吴庆玲
导　师: 何爱军
学　校: 南京大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 心电信号 嵌入式监护仪 MIT-BIH R波检测
分类号: R318.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文主要讨论了应用在嵌入式监护仪上的一套心电信号的诊断算法,从心电据读取、前置处理到各种波形参数计算分析,实现嵌入式环境下的实时心电监。这里采用的数据库为MIT-BIH的心律不齐标准数据库,编程语言为C,算在Linux下的QT编程环境中得以实现并在显示屏上得以展示,同时对该算法MATLAB环境下进行了效果统计。首先给出了心电监护仪的国内外现状和实时心电信号诊断算法的发展趋势,出了应用在嵌入式监护仪上的心电算法的重要性和必要性。接着介绍了心电监仪的整体框架和心电算法的应用背景,在整个系统中的应用层模块,及该算法效果展现,为后面算法的具体设计打了基础。接着从引入本文所采用的数据库的详细情况开始,包括数据来源,数据读取数据的权威性等,讨论心电信号的整套诊断算法,包括数据的前置处理和后续析。对于心电的前置滤波,分析了低通滤波器、高通滤波器和50Hz工频干扰波器的不同的实现方法并加以总结,后面对波形进行检测和分析,包括特征波提取和标记及各类参数计算。最后给出了应用在嵌入式监护仪上的效果展示,同时对该套算法的效果进行沂和统计,并对本文进行总结,指出该套算法的优缺点,进行展望。该心电算法达到了很好的实时监护效果,经过对MIT-BIH心律失常数据库中分数据的检测效果的统计,R波检测的准确率为99.422%,对其它各项波形检和参数的计算也达到了很好的水平,算法简单易行,很适合应用在嵌入式监护上,但还是不能对心电疾病进行足够详细深入的分析和诊断,可以有进一步的高。

全文目录


中文摘要  2-3
英文摘要  3-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 心电疾病和心电监护设备  10-12
    1.1.1 心电疾病和监护  10-11
    1.1.2 心电监护设备的国内外发展现状  11-12
  1.2 实时心电诊断算法  12-13
    1.2.1 实时心电诊断算法的特点和要求  12-13
    1.2.2 各个波形检测分析的现状  13
  1.3 本文研究意义和论文结构  13-14
    1.3.1 论文研究意义  13-14
    1.3.2 论文结构与研究内容  14
  1.4 本章小结  14-16
第二章 系统整体介绍  16-19
  2.1 嵌入式监护仪的整体框架  16-17
  2.2 心电算法的应用背景  17-18
  2.3 算法效果的展示方式  18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 心电信号和MIT-BIH数据库  19-26
  3.1 心电信号  19-22
    3.1.1 心电信号的产生  19
    3.1.2 心电信号的测量  19-20
    3.1.3 心电信号的波形和参数  20-22
  3.2 MIT-BIH心律失常数据库  22-25
    3.2.1 心电源文件的获取  22-24
    3.2.2 WFDB软件包工具  24-25
  3.3 本章小结  25-26
第四章 心电信号处理与分析  26-54
  4.1 数据的读入  26-27
    4.1.1 MATLAB下数据的读取  26
    4.1.2 嵌入式环境下心电数据的读取  26-27
  4.2 数据的前置处理  27-50
    4.2.1 滤波器的设计思想  28-33
    4.2.2 低通滤波器  33-40
    4.2.3 高通滤波器  40-43
    4.2.4 陷波器和梳状滤波器  43-49
    4.2.5 小结  49-50
  4.3 心电特征波形的提取和标记  50-53
    4.3.1 R波和QRS波群检测标记  50-52
    4.3.2 P波及波群检测标记  52
    4.3.3 T波及波群检测标记  52-53
  4.4 心电参数的计算  53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 测试与结论  54-61
  5.1 系统的结果显示  54-57
  5.2 算法效果的统计  57-58
  5.3 算法的出错情况分析及改进  58-60
    5.3.1 算法的出错情况  58-60
    5.3.2 算法的改进  60
  5.4 本章小结  60-61
第六章 总结与展望  61-62
  6.1 总结  61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-64
致谢  64-65
攻读硕士期间发表论文及获奖  65-66

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 一般性问题
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