基于Matlab的心电信号QRS波检测与分析技术研究

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"本篇论文主要探讨的是基于MATLAB的心电信号QRS波检测与分析。作者是燕山大学09级医疗仪器专业的一名学生,其设计任务是在电气工程学院生物医学工程系指导下,通过MATLAB软件处理心电信号,具体目标是准确地提取并分析QRS波。论文的技术参数包括阈值设置为0.6相对幅值差,采样点数为256,采样频率为100Hz。 论文首先介绍了MATLAB软件的基础知识,它是用于数字信号处理的强大工具,对于理解和掌握人体生理信号的特征至关重要。心电信号作为典型的生命体征信号,具有独特特点,如频率范围、幅度变化和复杂的波形结构。研究者需要了解这些特性以便有效地进行分析。 在QRS波检测部分,作者采用两种方法:一是利用软件的特性来实现,这可能涉及到信号预处理、滤波、峰值检测等步骤;二是详细阐述了一种特定的检测算法,可能是基于阈值比较或时域特征分析。这部分内容将涉及实际的编程实现,包括编写和调试MATLAB代码,以检测出QRS波的位置和形态特征。 此外,论文要求学生收集正常人心电信号数据,通过对这些数据进行分析,不仅检验程序的有效性,也加深对心电信号的理解。整个设计过程包括查阅相关文献(如《数字信号处理基础及MATLAB实现》和《MATLAB程序设计与应用》等),制定详细的计划,编写任务书、程序和说明书,以及最终撰写研究报告。 论文的撰写要求学生不仅要展示出MATLAB技能,还要形成对心电信号基本认识和掌握,从而为后续在医疗设备或生理信号处理领域的工作打下基础。该设计项目旨在培养学生的实践能力和理论知识结合的能力,以及独立解决问题的能力。" 通过这篇论文,读者可以了解到如何运用MATLAB工具进行心电信号的处理,从信号特征的识别到实际的QRS波检测算法,以及在这个过程中所需的理论知识和技术细节。这对于任何关注心电生理或者信号处理领域的专业人士都是一份有价值的学习资源。
2018-10-12 上传
生理信号中,能够自动的对心电图(Electrocardiograph, ECG)信号进行分析是当前信号处理领域中的研究热点和难点,能够自动的进行心电图信号的分析将会强有力的促进医疗事业的蓬勃发展,同时能够使国民的健康水平有大幅度的提高,对于现代信号处理技术在医疗领域中应用的将会产生重大的突破。对于心电信号的分析有很广泛的研究内容以及研究方法,其中能够快速准确的定位心电信号中 QRS 波群和 P、T 波,是心电图信号分析的一个关键环节,心电信号中往往拥有过多的信号干扰,去除信号的干扰是准确检测各种特征波的前提。截止到现在为止,当前对于心电信号的滤波方法研究以及对于特征波形的定位中还存在着许多的不足以及亟待改进的地方。针对当前现状,本文从以下两个方面展开研究,包括“心电信号滤波”以及“QRS 波形定位”。 由于心电信号产生的十分微弱,周围环境中掺杂的肌电干扰、基线漂移以及工频干扰都会对心电信号造成影响。本文设计了针对50Hz工频干扰的滤波器设计。从实际情况出发来看,设计了 基于FIR 陷波器和 Levkov 滤波法相结合的方法来滤除信号中 50Hz 工频干扰。实验结果显示,改进后的算法相比较传统的滤波器而言,是一种更为有效 ECG 信号滤波法。 QRS 波形定位:特征波形定位是心电信号分析与诊断的基础,是诊断的入手点。QRS 波群是心电图最主要最突出的波段,是检测其他波形的前提,P 波和 T波在诊断中也有重要意义。通过对临床 QRS 复合波的形态研究,根据小波多分辨率分析的特点和模极大值检测原理,提出一种 Marr 小波链检测 QRS 波群的新算法。变换 3 种尺度来定位R 波,然后对定位到的峰值采样点采取多数表决的方式,最终唯一确定 R 波位置。R 波确定后再向前、向后搜索 Q、S 波。对于 P 波和 T波则增大尺度,应用同样的方法来检测。