基于LabVIEW的虚拟心电监护仪系统设计
基于LabVIEW的心电实时监测系统
摘 要 － ＠ ｇ ｆＬ ｂ ＩＷ 心 电 实 时监 测 系统 ， 用小 波 变换 对 原 始 Ｅ Ｇ波形 进 行 处理 ， 高 了Ｒ峰检 测 的 精 确 度 ； ￣ － ａＶ Ｅ 应 Ｃ 提 使 用 简化 后 的 运 算 方 法 ， 证 了 系统 的 实时 性 ； 出 面板 提 供 了各 种 心 率 变异 性 （ Ｒ 分 析 时域 指 标 的 数 字 、 保 输 Ｈ Ｖ） 图形 显 示 ， 使 数 据 更 为 直 观 、 取 更 为 方便 。 系统在 实验 室 中运行 稳 定 ， 得 了 良好 的 结 果 。 读 取
５ Ｈｚ ０ 的工 频 干 扰 。 处 理 后 的信 号 即进 ／Ｄ Ｑ 。 实 验 使用 预 ｋＡ 卡 本 ． 的是 Ｐ ＩＥ 系序 列 的Ｄ Ｑ 。 号 为Ｐ ＩＭＩ 一 ６ 一 。Ｄ Ｑ Ｃ— Ａ 卡 型 Ｃ — Ｏ １Ｅ １ Ａ 卡 由Ｐ Ｉ 线 连 接 到 微 型计 算 机 上 （Ｐ ＰＩ 内存 ： ６ ）并 最 Ｃ总 Ｃ Ｕ： Ｉ Ｉ， ２ ＭＢ ， ５
维普资讯
研 究论 著 一
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基于Ｌ ｂ Ｉ Ｗ的心电实时监测 系统 ａＶＥ王浩 宇 胡仲 源自 张 旭 龚 宗颖 李文婷 李川 勇
（ 开 大学 物 理 科 学 学 院 南 天津市 ３０ ７ ） ０ ０ １
关键词 Ｈ Ｖ Ｌ ｂ Ｉ Ｗ ； 拟仪 器； 波 变换 ； 时监 测 Ｒ ；ａＶＥ 虚 小 实
中 图 分 类号 ：Ｈ ７ ￣ ；Ｐ ９ ． Ｔ ７ ２． Ｔ ３ １ ２ ９
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ ８ ６ （０ ６ １— ０ １ ０ １０ － ８ ８２ ０ ）０ ０ ２ — ３
ｌ ｎ ｅ ｌ ｎ ｌｂ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ａ ｃ ｐ ａ ｌ ． ｑ ｓｗ ｌ ｉ ａ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｃ ｅ ｔ ｂ ｅ ｌ Ｋｅ ｗｏ ｄ ＨＲＶ；Ｌ ｂ ＥＷ ； ｉ ｕ ｌｉｓｒ ｍｅ ｔ Ｗ ａ ｅｅｓｔａ ｓｏ ａｉｎ ｒ ａ ｉ ｎ ｔｒｎ ｙ ｒｓ ａ ＶＩ ｖｒ ａ ｎ ｔ ｔ ｕ ｎ； ｖ ｌｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔ ； ｅ ｈ ｍｅ ｍｏ ｉ ｉ ｇ ｍ ｏ ｏ
基于LabVIEW的心率计设计[设计、开题、综述]
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BI YE SHE JI（二零届）基于LabVIEW的心率计设计所在学院专业班级测控技术与仪器学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要当今社会，心脏病已经是严重危害人类健康的疾病之一。
虽然现在社会上测量心电信号的各种设备已经相当普及，但其中绝大多数还是依赖硬件来进行信号的采集与分析，不但成本较高，而且不利于仪器的升级与维护。
随着虚拟仪器技术的快速发展，以LabVIEW为核心的数据采集及分析技术为心电信号测量带来了新的机遇。
虚拟仪器技术以PC强大的软硬件资源为基础，配合相对简单的采集硬件来进行工作。
LabVIEW为其技术核心，数据的采集、实时处理、保存、显示均由LabVIEW加以控制。
虚拟仪器既可以实现真实仪器的相应功能，又具有成本低廉、升级容易、使用方便等优点。
本设计为“虚拟心率计”，仅对心电信号中的简单参数心率进行测试。
压电器件将心跳信号转化为微弱电信号，经放大、滤波后由DAQ卡采集进PC中，经过LabVIEW加以分析、计算，最终得到心率。
经实验证明，本设计使用简便灵活、人机界面友好，实现了所要求的心率计测功能。
关键词：虚拟仪器，LabVIEW，心率计，压电器件Design of a Virtual Cardiotachometer Based on LabVIEWAbstractIn today’s society, heart disease is one of the serious diseases. Although many kinds of devices used for electrocardiosignal measurement are available now, most of them use hardware to collect and analyze the signal. As a result, the cost is rather high and it is hard for device update and maintenance. With the rapid development of virtual instrument technology, the technology of data collection and analysis based on LabVIEW brings a new opportunity for electrocardiosignal measurement.The foundation of virtual instrument technology is the powerful hardware and software resources of PC, combining with some relatively simple I/O modules. LabVIEW is the core of the virtual instrument; data acquisition, real-time processing and judging, store and display are controlled by LabVIEW. Virtual Instrument has almost the same function of the ‘real’ one but with advantages such as low cost, easy to upgrade and easy to use.This design, a ‘Virtual Cardiotachometer’, only measure one of the simple electrocardiosignal, heart rate. Piezoelectric device transduces the heart beat into weak electrical signal. After filtering and amplification, the signal is got by DAQ card and sent to PC. Data is analyzed and calculated by LabVIEW, and then the heart rate can be got. Experiment results show that this design is simple and flexible with friendly man-machine interface. The required function for heart rate detection is realized.Keywords: Virtual Instrument, LabVIEW, Cardiotachometer, Piezoelectric Device目录摘要.......................................................................................................................... I II Abstract........................................................................................................................ I V 1 绪论. (1)1.1课题的来源 (1)1.2课题的意义 (1)1.3虚拟心率计技术的国内外发展现状 (1)1.3.1 虚拟仪器的国内外研究现状 (1)1.3.2 LabVIEW的发展历程 (2)1.3.2 心率计的研究现状 (3)1.4课题研究的主要内容 (3)2硬件电路的方案设计 (5)2.1传感器的选择 (5)2.1.1 方案评价 (5)2.2放大电路的设计选择 (6)2.2.1 方案评价 (6)2.3滤波电路的设计选择 (7)2.3.1 方案评价 (7)2.4各部分电路参数的选定以及总体电路的确定 (8)2.4.1电路各部分参数的选定 (8)2.4.2总电路的确定以及其工作流程图 (9)2.5 用Multisim对设计电路的仿真以及实际电路搭建 (10)3 LabVIEW的软件编程设计 (12)3.1系统流程图 (12)3.2 前面板的设计 (12)3.3程序设计 (13)3.3.1数据采集模块 (13)3.3.2放大滤波模块 (14)3.3.3波峰数判定纪录模块 (15)3.3.4波形纪录模块 (16)3.3.5数据读取模块 (16)3.3.6计时模块的设计 (17)3.4总程序图的组合设计 (17)4软硬件的组合 (18)4.1数据采集系统NI ELVIS II+ (18)4.2 NI ELVIS II+与硬件采集电路的结合 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)附录图1 Multisim中的仿真硬件电路 (23)附录图2 Multisim仿真结果 (24)附录图3 程序前面板图 (24)附录图4 总程序框图 (25)附录图5 放大滤波电路硬件实物图 (25)附录图6总体实物图 (26)1 绪论1.1课题的来源人的心率信息关系到一个人的健康状态，是人类生命特征的重要参数，在美国，每年因为心脏疾病而导致死亡的人数，比患其他疾病而死亡的人数要多。
课题三基于LABVIEW的心电信号分析系统设计与仿真报告
课题一心电信号分析系统的设计一、本课题的目的本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的应用。
通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：（1）了解基于LabVIEW的虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。
（2）了解人体心电信号的时域特征和频谱特征。
（3）进一步了解数字信号的分析方法；（4）通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器的理解。
（5）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
二、课题任务利用labVIEW设计一个基于虚拟仪器的简单的心电信号分析系统。
对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。
根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。
（1）对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。
（2）对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。
（3）根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和带通滤波器。
（4）编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。
（5）对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。
三、主要设备和软件（1）PC机一台。
（2）LabVIEW软件一套，要求最低版本8.20。
四、设计内容、步骤和要求必做部分：1. 利用labVIEW读取MIT-BIH数据库提供的数字心电信号，并还原实际波形美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。
MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。
为了读取简单方便，采用其txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。
利用labVIEW提供的文件I/O函数，读取txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。
2.对原始心电信号做线性插值处理由于原始心电信号数据不是通过等间隔采样得到的，也就是说原始的心电数据并不是均匀的，而用Matlab 中提供的数字滤波器处理数据时，要求数据是等间隔的。
通过LabVIEW平台进行多参数心电监护测试系统设计
通过LabVIEW平台进行多参数心电监护测试系统设计
目前心电监护的仪器设备已被广泛地应用到临床各科。
而心电监护又是最有价值的诊断技术之一，对于临床诊断、治疗及危重病人救治方案的制定就起着十分重要的作用。
临床各科使用多参数心电监护的报道屡见不鲜，但患者在高压氧舱中治疗时的应用则少有报道。
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC 开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显着区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
病人监护仪介绍：
病人监护仪属医疗设备，用于临床实时监护病人的ECG（心电图），SPO2（血氧饱和度），NIBP（无创血压），IBP（有创血压），Temperature（温度），etCO2（末端二氧化碳/呼吸）等各种生理特征参数。
测试系统的架构
测试系统以工控机为控制平台。
由内部的GPIB和串口卡来对外围的可编程仪器的控制；由数据采集卡对测试信号进行采集；DIO （数字输入输出）对自制夹具内部的继电器切换控制；由直流电源控制电磁阀进行测试气体回路管理；通过网路服务器进行测试数据库，测试报表，登录信息的存储管理；
图一系统结构
测试系统的界面
1）用户管理：
为了测试系统的操作安全和信息安全，该测试站只允许培训合格的用户访问。
该系统还根据使用者的级别定义了相应的操作权限。
所有访问信息都会通过网络传入服务器的登录数据库中。
基于LabVIEW的心电监护系统设计
基于LabVIEW的心电监护系统设计摘要心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。
心电监护系统可以及时获取患者的心电信息，以便及时发现异常情况，采取相应的处理措施，是降低心脏病死亡率的有效手段之一。
美国国家仪器有限公司(National Instruments，简称NI)开发的虚拟仪器编程语言LabVIEW提供丰富的函数库，利用I/O接口设备完成信号的采集和测试，利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理，利用计算机显示器来模拟传统仪器的控制面板，从而利用计算机仪器系统技术来完成各种测试功能。
本文通过对国内外医疗系统发展的分析，针对现代医疗监护系统的要求，利用LabVIEW平台开发了基于虚拟仪器的心电监护系统。
首先，根据心电信号的特点，设计心电采集模块，包括心电前置放大器，右腿驱动电路，高通滤波器，低通滤波器，可变Q值50Hz双T陷波电路和增益可调电路。
其次，软件上采用LabVlEW强大的图形语言，设计了操作简单、界面优美的PC机测试系统，包括对采集上来的心电信号、脉搏信号的分析处理和显示存储，同时设置了自动报警系统，操作者可以实时监测被测者的心电情况，便于及时做出诊断，及早治疗。
关键词：虚拟仪器；心电信号；LabVlEW；实时监测ABSTRACTHeart disease is one of the major diseases which is a serious threat to human health and life. ECG monitoring system can access to the ECG information of patients tim- ely and then detect anomalies and take corresponding measures, which is an effective means of reducing mortality of heart disease.National Instruments Developed a Virtual Instrument language--LabVIEW：it has abundant functions．Using I/O instrument realize acquisition and testing of signals，using powerful software realize calculating and analyzing and disposing of data, using the displayer to simulate the tradition control panel．in order to realize all kinds of testing functions through computer．Based on the analysis of the foreign Telemedicine development，according to the recent Telemedicine requirements．design a system based on Virtual Instrument．Firstly, electro-cardio signal collective module，including ECG signal preamplifier, high-pass filter，low-pass filter,50 Hz double T trap filter with adjustable Q value，circuit with adjustable gain，has been designed according to the ECG feature．Second，using powerful graph language LabVIEW，designed an easy to operate and beautiful PC Test system，including the analysis ,disposal , display and store the ECG data and pulse data. meanwhile，by designing auto—alerting system，the operator Can measure the ECG quality of the patient real time，then Can give the diagnoses and treatment．keywords：Virtual Instrument ；ECG data ；LabVIEW ；real-time detection目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2生物医学信号简介 (2)1.2.1生物医学信号的特点 (2)1.2.2心电信号的产生机理及临床应用 (2)1.2.3心电信号的特点 (3)1.3虚拟仪器(VirtuaI Instrument) (4)1.3.1虚拟仪器应用于生物信号检测的意义 (4)1.3.2虚拟仪器概述 (5)1.3.3LabVIEW简介 (5)1.4本文主要研究内容 (6)第二章系统总体设计 (7)2.1系统设计原则 (7)2.2系统整体组成及工作原理 (7)2.3系统硬件组成 (8)2.3.1前置放大器的设计 (9)2.3.2LabVIEW数据采集卡的选择 (10)2.4系统软件组成 (11)2.4.1模块化结构设计 (11)2.4.2软件设计思想 (11)2.4.3系统的软件部分编写 (12)2.5技术指标 (13)第三章系统硬件设计 (14)3.1心电监控系统硬件的组成 (14)3.2心电信号调理 (15)3.3脉搏信号调理 (21)3.3.1传感器的选择 (21)3.3.2放大与滤波电路 (21)3.4Multisim仿真结果 (22)第四章系统软件设计 (25)4.1LabVIEW概述 (25)4.2系统的程序结构 (25)4.3各部分模块子程序设计原理 (27)4.3.1用户登录模块 (28)4.3.2 数据采集模块 (30)4.3.3数据处理模块 (32)4.3.4数据分析、报警模块 (35)4.3.5 数据显示、存储模块 (38)第五章结论 (41)参考文献 (42)致谢............................. 错误!未定义书签。
LabVIEW在医疗设备研发中的应用案例
LabVIEW在医疗设备研发中的应用案例概述：随着现代医学的发展，计算机技术在医疗设备研发中发挥着越来越重要的作用。
LabVIEW作为一款图形化编程工具，在医疗设备研发领域具有广泛的应用。
本文将介绍几个LabVIEW在医疗设备研发中的应用案例，并分析其在提高设备效率、降低成本和改善患者体验等方面的优势。
案例一：心电监护仪的设计与开发在心电监护仪的研发过程中，LabVIEW可提供实时监测、数据采集和信号处理等关键功能。
通过LabVIEW的图形化界面，工程师可以快速实现对心电信号的采集和分析，同时进行数据可视化，使医生能够直观地了解患者的心电情况。
此外，LabVIEW还具备灵活的数据存储和报警功能，能够提供及时准确的诊断结果，提高医疗设备的可靠性和精准性。
案例二：医用影像设备的控制系统医用影像设备的控制系统通常需要实时操作和大数据处理能力。
LabVIEW提供了灵活的图形化编程环境，可以与影像设备的硬件进行无缝对接。
通过LabVIEW，工程师可以实现对电子影像的高效处理和实时控制，提高影像设备的分辨率和稳定性。
同时，LabVIEW还能够通过网络远程控制和实时监测，方便医生和技术人员随时随地进行影像的查看与诊断。
案例三：生物医学信号的处理与分析生物医学信号处理是医疗设备研发中的重要环节，LabVIEW在此方面具有突出的优势。
例如，对脑电信号的处理，LabVIEW可以通过特定的算法实现信号滤波、特征提取和模式识别等功能。
此外，LabVIEW还支持与其他设备的数据融合，例如心电、呼吸和体温等信号的综合分析，为医生提供更全面的诊断依据。
案例四：医用机器人的控制与操作医用机器人在手术、康复和辅助治疗等方面具有广泛的应用前景。
LabVIEW可以作为医用机器人的控制系统，实现精准的运动控制和操作。
通过LabVIEW的图形化编程界面，医生可以远程操控机器人进行手术操作，提高手术的精确度和安全性。
此外，LabVIEW还可以实现机器人与其他设备的数据交互，在手术过程中提供全程监测和实时反馈。
基于LabVIEW的心电监护仪自动检定系统的研发
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ＬａｂＶＩＥＷ Ｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｎｉｔｏｒ
０ 引 言
在临床医学诊断中，多参数生命监护仪能够为医 生提供病 患 的 生 理 参 数［１］，其 测 量 准 确 性 格 外 重 要。 依据国家计量检定规程 ＪＪＧ７６０－２００３《心电监护仪》 （以下简称“规程”），多参数生命监护仪检定主要通过 两个步骤完成：（１）按照规程要求的检定参数和步骤， 检定人员首先连接标准信号源输出端和多参数监护仪 输入端，然后触发标准信号源产生待检定标准信号，同 时依据待检定标准信号类型调整多参数生命监护仪的 测量模块，经测量、读取等方法得到心电监护仪上检定
根据医疗机构在用的生命监护仪实际情况，本文 检定对象选用深圳迈瑞生物有限公司 ｉＭＥＣ８系列型 号多参数监护仪，它通过 ＲＪ４５接口与外界通信。标准 信号源采用 Ｆｌｕｋｅ公司型号为 Ｐｒｏｍｓｉｍ８生命体征模拟 器，它能够产生多参数监护仪测量的各项检定参数，通 过 ５导联连接线发送待检定标准信号给多参数监护 仪，并具有与计算机连接的迷你系列 Ｂ型 ＵＳＢ接口。 计算机是整个检定系统的核心，可模拟检定工作人员 对多参数监护仪测量参数模块的调整和对标准信号源 的触发，采集数据，分析数据，得出结论，自动生成原始 记录表和检定证书等。硬件框架如图 １所示。
参数的信息，记录下来，填入原始数据记录表；（２）检 定工作人员对采集得到的数据依据规程中数据处理要 求进行数据处理、分析，得出检定结论，将检定需求的 数据和结论填入原始记录表中和检定证书内。由于检 定参数有 ３０多个［１－２］，完成检定需 １５ｍｉｎ，检定周期 不得超过一年，且一个三甲医院的多参数监护仪数量 可达上千台，因此周期性检定的工作量非常大。同时， 由于数据记录和分析结果填入都是靠人工完成，由于 主客观因素，检测数据的真实性和检定结果的权威性 容易受到质疑。
基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计
基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和集成开发环境，广泛应用于虚拟仪器控制系统的设计与开发。
虚拟仪器是指通过软件模拟实际仪器的功能，实现数据采集、信号处理、控制等操作，具有灵活性高、成本低、易于扩展等优点。
本文将介绍基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计的相关内容。
1. LabVIEW简介LabVIEW是一种基于图形化编程的开发环境，主要用于测试、测量和控制应用程序的开发。
用户可以通过拖拽和连接图形化元件来编写程序，而不需要深入了解底层的编程语言。
LabVIEW提供了丰富的函数库和工具包，可以方便地进行数据采集、信号处理、控制算法设计等操作。
2. 虚拟仪器控制系统设计流程2.1 系统需求分析在设计虚拟仪器控制系统之前，首先需要进行系统需求分析。
这包括确定系统的功能模块、硬件接口要求、性能指标等方面的需求。
通过与用户充分沟通，明确系统设计的目标和范围，为后续的设计工作奠定基础。
2.2 系统架构设计在系统架构设计阶段，需要考虑系统整体结构、模块划分、数据流向等问题。
合理的系统架构可以提高系统的可维护性和扩展性，降低系统开发和维护成本。
在LabVIEW中，可以利用虚拟仪器控制面板和图形化编程环境来实现系统架构设计。
2.3 软件模块设计根据系统需求，将整个虚拟仪器控制系统划分为若干个功能模块，并设计每个模块的具体实现方案。
在LabVIEW中，可以通过建立子VI （Virtual Instrument）来实现不同功能模块之间的交互和通信。
每个子VI对应一个特定的功能，通过调用和组合不同的子VI可以完成整个系统的功能。
2.4 界面设计与优化虚拟仪器控制系统的用户界面设计至关重要。
一个直观友好的界面可以提高用户体验，减少操作误差。
在LabVIEW中，可以通过自定义控件、布局调整、颜色搭配等方式来设计界面，并利用LabVIEW提供的图形化工具进行界面优化。
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基于LabVIEW的虚拟心电监护仪系统设计
何伶俐
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2017(038)002
【摘要】目的:基于LabVIEW软件和相应的心电硬件采集模块设计一种虚拟心电监护仪系统.方法:采用Vernier公司的心电传感器和NI ELVIS作为信号采集平台.在LabVIEW软件平台上,用图形化的编程语言,设计出信号采集及处理模块、特征参数提取模块和报表输出模块.结果:该监护仪系统能用计算机软件实现心电信号的读取、处理、分析及报表输出等功能,克服了临床医生心电分析的个体差异.结论:该监护仪系统具有操作简单、成本低和通用性强等优点,对小型化、智能化多生理参数检测系统的研制有一定的参考价值.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】何伶俐
【作者单位】637000 四川南充,川北医学院影像学系
【正文语种】中文
【中图分类】R318.6;TH772.2
【相关文献】
1.基于Android的心电监护仪的硬件系统设计 [J], 欧阳宇基;郭永乐;佘金;廖永明;李喆
2.基于GPRS的远程心电实时监护仪软件系统设计 [J], 李继明;张跃;陈可
3.基于USB接口的虚拟心电监护仪设计 [J], 林静
4.基于μC/OS-Ⅱ的心电监护仪软件系统设计与开发 [J], 张石;董建威;佘黎煌
5.基于LabVIEW的心电监护仪自动检定系统的研发 [J], 李林超;徐文龙;徐冰俏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。