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心电信号的预处理和分析

钱友峰  
【摘要】:心脏病是威胁人类健康的最严重的疾病之一,我国人口的心脏病发病率很高而且呈逐年递增的趋势,所以心脏病的防治和诊断已成为当今医学界面临的主要问题。心血管疾病是最主要疾病之一,而心电信号(electrocardiogram,ECG)是诊断心血管疾病的重要依据。因此,关于心电信号的处理和分析的研究显得越来越重要了。随着计算机技术的进步,所采用的方法也在不断的改进中。 本文主要是对心电信号的预处理和分析,采用的心电信号均来自国际上公认的MIT—BIH数据库。前三章主要介绍了心电信号的研究意义、心电图中的各个波形和心电信号的产生以及受到的三种主要干扰(工频干扰、肌电干扰和基线漂移)。随着计算机技术的进步,数字滤波技术由于其实现的灵活性越来越多的应用于心电信号的处理中。第四章介绍了采用现代数字信号处理中的数字滤波技术对心电信号进行预处理,通过陷波滤波器、整系数滤波器、巴特沃斯滤波器和高通滤波器的设计,很好的消除了心电信号中主要的干扰。第五章介绍了一种以小波变换实现心电信号滤波处理的方法。该方法采用小波变换将原始心电信号分解为不同频段下的细节信号。根据心电信号特征,主要是按照频率的不同,用阈值滤波方法对原始信号进行处理,再用小波逆变换恢复信号,就能实现心电信号中主要干扰的消除,采用小波进行心电信号的滤波处理方法能够滤波全面,特别是对低频基线漂移也具有较好的滤波效果,这是采用别的方法所不容易实现的。另外,采用小波滤波的方法适应性较强,采用阈值的方法可以克服传统的滤波处理中所无法解决的信号——噪声频带重叠问题。第六章是对近几年QRS波识别方法的回顾和验证,通过对其处理效果的比较,本设计采用差分阈值法对QRS波进行识别,达到了很高的准确率。


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