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《重庆大学》 2005年
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心电信号分析与虚拟式心电自动分析仪的开发

万相奎  
【摘要】:心电图(electrocardiogram,简称ECG)是心脏电活动在体表的综合反映,对心电信号进行分析进而诊断心脏疾病具有重要研究价值。目前对于心电信号分析方法尽管较多,但对于心电特征波的定位分析还不理想,在理论上还有进一步创新的余地。作为实现临床心电检测的心电自动分析仪,目前大多是国外产品,它们价格高昂,市场普及率不高。国内缺少具有完全自主知识产权的产品。虚拟仪器具有的优越性能使其成为测试仪器未来发展的主流方向,因此开发具有完全自主知识产权的虚拟式心电自动分析仪,并将其推向市场,是一项十分有意义的工作。基于以上理论研究的需要和现实市场的需求,作者开展了心电信号处理、分析及心电自动分析仪开发等方面的研究工作。 本文首先综述了当前的心电信号预处理、心电特征分析以及心电自动分析仪器开发的研究现状。 然后在分析几种常用于心电分析仪的快速预处理算法之后,分别研究并设计了基于窗函数的FIR 带通数字滤波器、改进的自适应相干模板去噪算法和小波与LMS自适应算法相结合的去噪算法。它们分别适用于不同的心电信号分析要求。基于窗函数的FIR 带通数字滤波器具有快速实时、简洁高效的特点,能够同时滤去基线漂移和工频干扰,适合于心电监护类仪器,实现长时间采集时的及时分析。自适应相干模板法能够有效滤去工频干扰,但同时也会导致低端截止频率不够低,影响心电低频信息的完整性。本文对此进行了改进,提出了二级级联滤波器的滤波方法:即利用50Hz 模板信号和100Hz 模板信号频谱间的关系,构造出新的只滤除50Hz 的滤波器,然后将其与原自适应相关模板法滤除工频干扰的滤波器级联,组成两级滤波器,解决了低端截止频率和工频干扰滤除效果之间的矛盾。对心电信号多尺度小波变换后,直接把高尺度下的逼近信息置零再重构,可以滤除基线漂移,但它容易导致心电的P、T 波等低频成分失真,本文创新性地将小波变换与LMS自适应算法相结合,根据心电信号多级分解后的特点,将其高尺度下的逼近信息作为LMS 算法的输入端,参考端以常数输入,经LMS 递推运算后,再对ECG 进行重构。实验对比显示:该算法能够在滤去基线漂移的同时,有效降低心电信号中的低频成分(如P 波和T 波)的失真度,为更好的分析P 波和T 波特征信息提取提供了基础。 接着本文重点研究了心电特征信息提取方法。在对两种目前较成熟运用于心电分析仪上的特征波识别算法进行分析、改进和实验之后,作者对小波变换检测信号奇异点原理及当前基于小波的心电特征识别算法进行了研究,在此基础上创新
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH772

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董红生;心电波形检测与心率变异性分析方法研究[D];兰州理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 孙佳新;基于信号质量评估的可穿戴运动心电监护系统[D];东华大学;2011年
2 丁莉;基于虚拟仪器的动脉硬化智能分析系统设计[D];内蒙古大学;2011年
3 张忠奎;家用睡眠监护系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 杨晓利;心电信号R波与P波检测研究[D];中南大学;2008年
5 李亚琼;多参数人体状态监护系统的研究[D];山东大学;2010年
6 黄新林;基于ARM的ECG检测模块的研究与设计[D];合肥工业大学;2010年
7 张相蕾;基于Android的远程监控系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 范晨灿;基于蓝牙4.0传输的Android手机心电监护系统[D];浙江大学;2013年
9 许加庆;基于GPU的心肌梗塞早期辅助诊断系统设计[D];华南理工大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
2 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
3 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
4 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
5 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
6 李素云;张德祥;;基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
7 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
8 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
9 潘茂贵,张伟林;桥梁结构检测中小波分析的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
10 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
5 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
7 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
10 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
9 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
10 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 刘隆吉;便携式动态心电监护系统研究[D];山东科技大学;2010年
7 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
8 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
9 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
10 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王继祥;刘贵忠;刘广健;高向东;;基于小波谱失真测度的语音质量评估[J];兵工学报;2008年01期
2 徐洪安,费仁元,王民;用ADO构建LabView中的数据库访问接口[J];北京工业大学学报;2003年02期
3 罗志昌,张松,杨文鸣,杨子彬;脉搏波波形特征信息的研究[J];北京工业大学学报;1996年01期
4 姬军,董秀珍,王海滨,漆家学,王丹,张鹏;心电信号QRS波的识别算法及程序设计[J];北京生物医学工程;2001年02期
5 庄志,高上凯,高小榕;零负荷多参数睡眠监测方法的研究[J];北京生物医学工程;2002年01期
6 王林泓,杨浩;心电信号处理中滤波器设计的研究[J];北京生物医学工程;2002年03期
7 唐伟,黄晓庆,杨常清;多参数监护仪的发展与未来[J];北京生物医学工程;2003年01期
8 范宝林,彭屹;小波变换用于心电信号消噪及QRS波检测的研究进展[J];北京生物医学工程;2005年02期
9 万相奎,秦树人,梁小容,叶顺流;小波变换在心电信号特征提取中的应用[J];北京生物医学工程;2005年06期
10 王鸿鹏;戴博;杨孝宗;;心电自动分析系统[J];北京生物医学工程;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
2 朱洪俊;心电信号深层识别机理的研究与虚拟式心电图仪的研制[D];重庆大学;2002年
3 罗小刚;心电信号处理和特征信息提取方法的研究及心电工作站的研制[D];重庆大学;2003年
4 朱凌云;移动心电监护系统ECG信号的智能检测与分析方法研究[D];重庆大学;2003年
5 叶文宇;心电自动诊断技术的研究[D];天津大学;2003年
6 周群一;ECG心拍建模与分析识别[D];浙江大学;2004年
7 黄忠朝;基于体表心电图的心房颤动特征提取及临床辅助诊断研究[D];浙江大学;2006年
8 苏丽;远程心电监护诊断系统心电信号处理方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 季虎;心电信号自动分析关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 李桥;危重病人生命体征信号质量评估与分析[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张华杰;模糊神经网络在肺癌诊断中的应用[D];郑州大学;2010年
2 张雷;基于Web的远程监控和信息平台的研究与设计[D];杭州电子科技大学;2009年
3 张忠奎;家用睡眠监护系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 洪玮;ECG波形分类算法研究[D];浙江大学;2001年
5 高遵伯;基于DSP的脉搏血氧饱和度测量仪的研制[D];国防科学技术大学;2002年
6 孟丽娅;心电信号实时检测方法的研究[D];重庆大学;2002年
7 李文龙;多参数网络监护系统的研究[D];南京航空航天大学;2003年
8 尹登峰;动态ECG分析中QRS波检测算法的研究[D];浙江大学;2003年
9 孙光耀;小波变换在心电信号特征提取中的应用研究[D];北方工业大学;2003年
10 李向军;基于多尺度时频分析的心电R波检测以及心率变异性(HRV)分析方法研究[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈颖昭;高跃明;甘振华;李仁贵;李秀翔;杜民;;基于STM32的便携式家用心电检测仪的设计[J];电子技术应用;2013年09期
2 倪原;赵博;刘朝辉;夏东京;;音乐-低频电磁振动生理信息反馈治疗系统设计[J];生命科学仪器;2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨晓利;基于体表ECG的ShR信号检测研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋蓝天;基于时频特征的ECG信号识别研究[D];江南大学;2011年
2 张青岭;基于单片机模糊控制的农业温室无线温湿度监控装置设计[D];江西农业大学;2011年
3 王斌;无线心电检测系统的设计与实现[D];郑州大学;2011年
4 李琳;基于虚拟仪器的人体阻抗测量系统设计[D];内蒙古大学;2012年
5 李爱娟;基于血管容积变化的血氧饱和度检测系统设计[D];内蒙古大学;2012年
6 聂桥桥;智能处理在ECG检测中的应用研究[D];南昌航空大学;2012年
7 刘建峰;基于Windows CE6.0的嵌入式心电监护系统研究[D];山东大学;2012年
8 张相蕾;基于Android的远程监控系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 赵博;音乐—低频电磁振动生理信息反馈治疗系统设计[D];西安工业大学;2013年
10 马玉润;ECG预处理与QRS波群检测技术研究[D];兰州大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 鄂玉荣;由虚拟语气的两式引发的思考[J];内蒙古科技与经济;2004年02期
4 ;PA—310“虚拟式”电能质量分析装置通过部级鉴定[J];高电压技术;1999年01期
5 袁红平;时态形式的“距离”含义[J];邵阳高等专科学校学报;1999年02期
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7 黄晓龙;杨爱玲;陈康民;;基于LabVIEW软件技术的虚拟式通风机气动性能和噪声测试平台[J];风机技术;2007年01期
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10 季忠,金涛,秦树人;基于PC的虚拟式生物医学仪器的开发[J];中国机械工程;2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈健平;;虚拟式在应用语言中的变化及教学[A];'92对外经济贸易大学学术报告会论文集[C];1992年
2 朱冀恺;王重鸣;;虚拟式团队管理的特征与绩效关系[A];第九届全国心理学学术会议文摘选集[C];2001年
3 张训文;孙金锋;张迪;张鹏;;基于LABwindows虚拟式示波器程序设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
4 纪跃波;郭隐彪;;虚拟式多功能时频分析系统的研究与开发[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
5 高一虹;;“实证性假设”与“启发性假说”——语言相对论的双重解读[A];世纪之交的中国应用语言学研究——第二届全国语言文字应用学术研讨会论文集[C];1998年
6 段虎明;秦树人;;离散频谱校正方法及其在旋转机械振动测试中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 狄长安;颜家林;孔德仁;王昌明;;基于虚拟仪器的便携式发射药及弹道测试系统[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
8 李红梅;;《最新高级英汉词典》谈略[A];中国辞书学会双语词典专业委员会第三届年会暨学术研讨会论文集[C];1998年
9 戚晖;张文苑;厉秉强;;开放式虚拟仪器系统研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
10 左国青;周剑;白宜诚;;虚拟仪器在地球物理仪器中的应用探讨[A];当代矿山地质地球物理新进展[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李斌;我国构筑“虚拟式”国家科技图书文献中心[N];中国文化报;2000年
2 胡品福;“虚拟式”企业联盟可强化商品管理[N];医药经济报;2006年
3 ;Riverbed RiOS 5.0提升效率7.4%[N];电脑商报;2008年
4 王鑫;醒醒吧,网络经济![N];西南电力报;2000年
5 孟昭丽;福大“预就业”模式破解大学生就业难[N];经济参考报;2007年
6 记者 贾西平;国家工程技术图书馆开馆[N];人民日报;2001年
7 肖颜;音箱价值凭何而论[N];中国电子报;2000年
8 本报记者 张杰;冯仑的连续剧[N];中国房地产报;2009年
9 钱晨;IT组织如何实施服务台[N];中国计算机报;2006年
10 张旭军;WAN优化再上台阶[N];网络世界;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 朱洪俊;心电信号深层识别机理的研究与虚拟式心电图仪的研制[D];重庆大学;2002年
2 季忠;脑电信号特征信息提取的时频分析方法及虚拟式脑电图仪的研制[D];重庆大学;2003年
3 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
4 段虎明;实验模态分析的前端信号精度研究及虚拟式模态分析仪的研制[D];重庆大学;2008年
5 殷敬伟;多途信道中Pattern时延差编码水声通信研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史吉娜;德汉两种语言中虚拟式语法现象表现形式比较[D];青岛大学;2010年
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3 彭丽玲;病案管理系统及其在虚拟式医电仪器中的应用[D];重庆大学;2003年
4 李翠薇;环境监测仪器的发展现状及其虚拟化对策[D];重庆大学;2004年
5 黄捷;实验模态分析中结构建模的研究及虚拟式模态分析仪的研制[D];重庆大学;2010年
6 张跃俊;虚拟式试验模态分析仪的设计与开发[D];重庆大学;2002年
7 万相奎;虚拟式多通道温度测试仪的设计与研发[D];重庆大学;2002年
8 曹怡;基于虚拟式心电图仪的心电图数据信息管理系统[D];重庆大学;2003年
9 王勇;甘蔗剥叶元件疲劳寿命理论与虚拟试验平台研究[D];广西大学;2001年
10 王晓锋;基于虚拟仪器结构的虚拟式音频分析仪设计[D];重庆大学;2002年
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