基于DSP技術(shù)的心電工作站系統(tǒng)

2．3．3　MACH邏輯控制部分

　　系統(tǒng)的邏輯控制由MACH4 64／32（見圖4）實(shí)現(xiàn)。MACH4 64／32是Vantis公司的第二代高密度、電可擦除、CMOS PLD器件,邏輯容量相當(dāng)于1250個(gè)等效PLD門。在本系統(tǒng)中,MACH負(fù)責(zé)產(chǎn)生各外設(shè)的片選信號(hào)、模擬開關(guān)的計(jì)數(shù)控制信號(hào)、按鍵的編碼等。

　　當(dāng)A1A0給MACH內(nèi)部的寄存器賦值00時(shí),輸出Q3Q2Q1Q0從0000～1011按12進(jìn)制計(jì)數(shù),模擬開關(guān)選擇常規(guī)12導(dǎo)心電信號(hào);當(dāng)A1A0＝01時(shí),輸出Q3Q2Q1Q0從1100～1110按3進(jìn)制計(jì)數(shù),模擬開關(guān)選擇3導(dǎo)正交心電信號(hào);當(dāng)A1A0＝10時(shí),輸出Q3Q2Q1Q0＝1111,模擬開關(guān)選擇心率變異信號(hào)。

　　系統(tǒng)設(shè)置了4個(gè)按鍵,用于功能選擇。由MACH對(duì)按鍵實(shí)現(xiàn)編碼,確定按鍵代碼D1D0,同時(shí),產(chǎn)生按鍵中斷信號(hào)連到DSP的Int2引腳上。

　　3　心電工作站的心率變異性分析

　　心率變異性（HVR）分析目前在臨床研究中受到了普遍的重視,已成為心血管疾病及心電生理研究的熱點(diǎn)。一般處理方法是采集短時(shí)（520點(diǎn)）或長(zhǎng)時(shí)（24 h）心電信號(hào)R波的間期,從多個(gè)信號(hào)處理的角度進(jìn)行分析,給出關(guān)鍵參數(shù)。本系統(tǒng)對(duì)心率信號(hào)采集處理的流程如圖5所示。

　　系統(tǒng)設(shè)置包括設(shè)置采樣頻率fs＝1 kHz,模擬開關(guān)選擇第16路。由于HRV分析的對(duì)象是心電波形的RR間期,在數(shù)據(jù)采樣同時(shí),就對(duì)波形的R波進(jìn)行定位,找到R波位置,計(jì)算出相鄰R波的間隔RR間期后存儲(chǔ)。DSP的高速特點(diǎn)使得在數(shù)據(jù)采樣的同時(shí)可以進(jìn)行較為復(fù)雜的信號(hào)處理,比較準(zhǔn)確地找到R波的位置。具體采用了如下措施：

　　1）數(shù)字濾波。采樣的信號(hào)通過截止頻率是150Hz的低通數(shù)字濾波器,實(shí)時(shí)濾除高頻的干擾信號(hào)。

　　2）采用斜率跟蹤的方法確定R波的位置。事先確定一個(gè)閾值,當(dāng)采集波形的斜率變化超過閾值時(shí),跟蹤尋找斜率變化最大的位置,即R波所在的位置。

　　采樣完畢后,對(duì)RR間期進(jìn)行快速分析,分析方法包括了時(shí)域的統(tǒng)計(jì)分析、頻域的譜分析,得到多個(gè)分析結(jié)果顯示在液晶顯示器上。

　　4　結(jié)束語

　　本文設(shè)計(jì)的以DSP320C32芯片為核心的心電工作站系統(tǒng),使得多路心電信號(hào)的采集、分析能夠?qū)崟r(shí)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)的體積小,便于攜帶,同時(shí)有較強(qiáng)的運(yùn)算能力,將數(shù)字濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法增加到分析程序中,將大大提高處理能力與診斷的準(zhǔn)確性。同時(shí),適當(dāng)改變程序（如輸入信號(hào)信道的定義）和分析程序等,還可使本系統(tǒng)用于其它的生理信號(hào)實(shí)時(shí)處理。