使用LabVIEW进行心电信号处理心电图是一种记录心脏产生的生物电流的技术。临床医生可以利用心电图对患者的心脏状况进行评估,并做出进一步诊断。ECG记录是通过对若干电极导联感知到的生物电流进行采样获得的。图1中显示了典型的单周期心电图波形。
图1典型的单周期心电图波形通常说来,记录的心电信号会被噪声和人为引入的伪影所污染,这些噪声和伪影在我们感兴趣的频段内,并且与心电信号本身有着相似的特性。为了从带有噪声的心电信号中提取出有用的信息,我们需要对原始的心电信号进行处理。从功能上来说,心电信号的处理可以大致分为两个阶段:预处理和特征提取如图2所示。预处理阶段消除和减少原始心电信号中的噪声,而特征提取阶段则从心电信号中提取诊断信息。
f图2典型的心电信号处理流程图使用LabVIEW和相关工具箱,如高级信号处理工具箱ASPT和数字滤波器设计工具箱DFDT等,用户可以方便地创建针对两个阶段的信号处理应用,包括消除基线漂移、清除噪声、QRS综合波检测、胎儿心率检测等。本文着重讨论使用LabVIEW进行典型的心电信号处理的方法。1心电信号预处理心电信号预处理可以帮助用户去除心电信号中的污染。广义上讲,心电信号污染可以分为如下几类:电源线干扰电极分离或接触噪声病人电极移动过程中人为引入的伪影肌电(EMG)噪声基准漂移
在这些噪声中,电源线干扰和基准漂移是最为重要的,可以强烈地影响心电信号分析。除了这两种噪声,其它噪声由于可能是宽频带的且复杂的随机过程,也会使心电信号失真。电源线干扰是以60Hz或50Hz为中心的窄带噪声,带宽小于1Hz。通常,心电信号的采集硬件可以消除电源线干扰。但是,基准漂移和其它宽带噪声通过硬件设备很难抑制。而软件设计则成为更为强大而可行的离线式心电信号处理方法。用户可以使用以下方法来消除基准漂移和其它宽带噪声。消除基准漂移基准漂移的产生通常源于呼吸,频率在015到03Hz之间,可以通过使用高通数字滤波器进行抑制。用户还可以使用小波变换通过消除心电信号的趋势来消除基准漂移。
f1数字滤波器方法LabVIEW的DFDT工具箱提供了图形化和交互式的方法,用于快速而高效地设计和实现有限冲击响应FIR或无限冲击响应IIR滤波器。例如,用户可以使用ClassicalFilterDesig
ExpressVI设计Kaiser窗FIR高通滤波器消除基准漂移。图3显示了一个高通滤波器的实例,用户可以使用这个实例VI的程序框图来消除基准漂移。
图3设计并使用r