人体心电信号采集及预处理技术与系统实现开题报告

1. 研究目的与意义

随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快,心脏疾病的发病率迅速上升,成为威胁人类身体健康的主要因素之一。心脏病是危害人类生命的主要疾病之一，心电信号是诊断各种心血管疾病最直接的手段，不断完善心电信号采集系统并探索更加精确的分析方法是国内外研究的重要课题。心脏疾病发作迅速,发作时间不确定,需要长时间监测人体的心脏活动来加以应对。心电图是记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化的图形,是诊断心脏疾病的主要依据,且具有方法简便,诊断可靠,对病人无损害的优点。利用可穿戴计算技术能够将监测设备、处理器和通信电路等集成在手环等形式的设备中,实现长期持续的心电监测。本文的主要工作是面向这类可穿戴心电监测系统,设计相关的心电信号处理方法和硬件设备,并进行数据的实时采集和处理，并通过可视化展现。系统可实时地采集、存储和处理心电信号,对心电信号进行特征提取,计算心电特征参数,根据预置或用户自定义的策略,实时的检测出异常的心电信号片段。

2. 研究内容和预期目标

本文的主要研究内容为：结合心电信号处理与分析的相关技术理论,对软件系统进行需求分析,完成软件系统的总体设计,按照功能将软件系统分为:心电信号数据采集与存储、心电信号预处理、心电信号特征提取、心电信号分析和可视化及用户交互等主要功能模块,并完成硬件系统的连接和调试，依据原理图编写相关库函数。

软件系统各功能模块的详细设计,具体包括:在心电信号采集和存储模块实现了硬件数据传输、心电数据包解析和数据存储等功能;在心电信号预处理模块中引入算法去除肌电干扰,;在心电信号特征提取模块中提取心电信号的关键特征参数判断检测异常心电信号片段、心电信号波形实时显示界面设计。

利用python语言,实现整个软件系统,然后对软件系统作功能测试。

3. 国内外研究现状

自1902年荷兰生理学家einthoven用弦线式电流计描绘出人类第一份心电图以来，心电图的临床应用已有一百多年的历史。

目前，利用常规心电图机记录和分析心电图波形及其周期性特征已经成为临床上最安全、最快速、最广泛应用的心脏功能检查方法。

除常规心电图机外，常用的心电图设备还有床边心电监护仪、动态心电记录仪、负载运动心电系统等。

4. 计划与进度安排

第一阶段

完成心电信号监测设备的实验环境搭建和硬件调试。

第二阶段

5. 参考文献

[1]肖月桐,吉银生,张森.心电信号采集及心电图分类识别的方法研究[j].集成电路应用,2019,36(01):33-36.

[2]占峰松. 面向穿戴应用的心电信号处理方法及软件实现[d].电子科技大学,2018.

[3]余传奇. 基于wifi传输的心电信号采集与数据分析系统设计[d].郑州大学,2018.