基于MSP430單片機(jī)的十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖機(jī)的設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2011-01-03 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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圖5 系統(tǒng)軟件功能框圖

心電信號(hào)的軟件數(shù)字濾波

由于心電信號(hào)會(huì)不可避免地混入50Hz工頻干擾，同時(shí)從人體獲得的心電信號(hào)還含有由皮膚阻抗、呼吸及放大器的溫度漂移等產(chǎn)生的基線漂移,而僅僅依靠硬件很難將其理想濾除，因此采用軟件數(shù)字濾波的方法。圖6顯示了用MATLAB對(duì)加噪心電信號(hào)利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)取自MIT/BIH心電數(shù)據(jù)庫(kù)中的一段波形。由于實(shí)驗(yàn)采用的是矩形窗模擬濾波，在恢復(fù)時(shí)域信號(hào)時(shí)會(huì)有振鈴效應(yīng)，因此在實(shí)際使用中可根據(jù)需要選用合適的窗函數(shù)。

從濾波與處理效果看，快速傅里葉變換可得到信號(hào)的全部頻譜，便于進(jìn)行針對(duì)性處理，且可選擇的窗函數(shù)多，對(duì)50Hz頻移有很好的濾除效果。而自適應(yīng)模板法與數(shù)學(xué)形態(tài)濾波法則分別適用于50Hz工頻干擾的去除與基線漂移及高頻噪聲干擾的去除。本系統(tǒng)將以上三種濾波方法結(jié)合起來(lái)使用，當(dāng)需要在液晶屏上顯示心電波形時(shí)采用自適應(yīng)模板法與數(shù)學(xué)形態(tài)濾波法，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)中時(shí)可以采用快速傅里葉變換法對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行精確處理。

心電圖機(jī)PC機(jī)端輔助軟件的開(kāi)發(fā)

本文設(shè)計(jì)的心電圖機(jī)配有基于Visual C++6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境編寫(xiě)的PC機(jī)軟件以擴(kuò)展系統(tǒng)功能。將心電圖機(jī)與PC機(jī)連接后，啟動(dòng)Windows心電數(shù)據(jù)采集程序即可在計(jì)算機(jī)屏幕上看到實(shí)時(shí)采集的心電波形，PC機(jī)心電信號(hào)顯示界面如圖7所示。

圖6 利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾后的心電信號(hào)

圖7 PC機(jī)心電信號(hào)顯示界面

結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的心電圖機(jī)采用了TI公司的高性能單片機(jī)MSP430FG4616和16通道低噪聲Δ-Σ架構(gòu)的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能準(zhǔn)確獲取反應(yīng)心電特征及其變化規(guī)律的心電信號(hào)，并可通過(guò)單片機(jī)的控制在液晶屏上以圖形方式顯示和存儲(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)家庭醫(yī)療遠(yuǎn)程診斷進(jìn)行了前瞻性的研究。與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，本系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。