ECG信号分析与处理系统设计
基于图像处理的智能心电信号分析与诊断系统设计
基于图像处理的智能心电信号分析与诊断系统设计随着社会的发展和科技的进步，心脏疾病已成为世界范围内的重要公共卫生问题。
心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是一种广泛应用于临床医学的测量和记录心脏电活动的非侵入性方法。
传统的心电信号分析和诊断依赖于医生的经验和繁琐的手动操作，这不仅耗时耗力，而且容易产生误判。
因此，开发一种基于图像处理的智能心电信号分析与诊断系统对于促进心脏疾病的早期发现和准确诊断具有重要意义。
本文旨在基于图像处理的技术原理，设计一种智能心电信号分析与诊断系统，以提高对心脏疾病的诊断准确性和效率。
首先，对于智能心电信号分析与诊断系统的设计，我们需要采用高质量的心电信号数据集作为系统模型的训练基础和算法的验证标准。
目前，国内外已经积累了大量的心电图数据集，例如MIT-BIH Arrhythmia数据库和PTB数据库等。
这些数据集包含了正常和异常心电信号，能够满足我们的系统设计和训练需要。
其次，我们需要对心电信号进行图像处理和特征提取。
传统的心电信号分析方法主要基于时域和频域特征，但这些方法往往需要大量的手工特征提取和计算量，效果并不理想。
基于图像处理的方法可以将心电信号转化为二维图像，利用图像处理算法提取图像的纹理、形状和颜色等特征。
我们可以采用图像灰度化、滤波、分割、边缘检测等处理步骤，以及特征提取方法如LBP （Local Binary Patterns）、HOG（Histogram of Oriented Gradients）和CNN（Convolutional Neural Network），从而提高特征的表达能力和分类准确率。
接下来，我们需要建立一个高效的心电信号分类模型。
通过使用监督学习的方法，可以将心电信号分为正常和异常两类，并对异常心电信号进一步细分。
常用的分类算法有k-最近邻算法（k-Nearest Neighbors，简称KNN）、支持向量机（Support Vector Machine，简称SVM）、随机森林（Random Forest）等。
心电图信号的分析与处理
心电图信号的分析与处理心电图（ECG）是反映心肌电活动的一种生物电信号，通过采集到的心电图信号可以对心脏健康状况进行评估和诊断。
但是，心电图信号的特性复杂、形态多变，需要经过一定的分析和处理，才能得到有意义的结果。
本文将重点介绍心电图信号的分析与处理方法。
I. 心电图信号的采集心电图信号的采集需要使用心电图仪。
心电图仪通过电极接触到患者身体表面，将心肌电信号转换为电压信号进行记录。
心电图信号的采集需要注意以下几点：1. 心电图电极的贴法电极贴法是影响心电图信号质量的重要因素之一。
常见的电极贴法有三导联和十二导联两种。
十二导联心电图信号采集可以覆盖整个心脏电活动区域，因此具有更高的识别能力和辨识度。
在贴电极的过程中，应注意保持电极与患者皮肤的紧密贴合，以避免干扰和噪声。
2. 采集环境的要求心电图信号的采集需要在静音、无干扰的环境下进行。
在采集过程中，应防止外界干扰因素的干扰，如手机信号、电子设备等。
同时，在采集过程中，应保持患者的放松和安静，以减少肌肉活动的干扰。
3. 采集长度和频率心电图信号的采集长度和频率会影响信号的分析和处理效果。
通常采集时间为10秒钟或更久，采集频率为500Hz或更高，以保证信号的准确性和稳定性。
II. 心电图信号的处理方法心电图信号的处理包括滤波、信号增强、特征提取和分类识别等步骤。
下面分别介绍具体的处理方法：1. 滤波滤波是心电图信号处理的重要步骤，可以去除信号中的底线漂移和干扰，提高信号的质量。
常用的滤波方法包括低通滤波和高通滤波。
低通滤波可以去除高频噪声信号，而高通滤波可以去除低频干扰信号。
同时，还可以使用带阻滤波器去除特定频段的噪声信号。
2. 信号增强信号增强是从低强度、高噪声信号中提取有用信息的重要手段。
信号增强方法包括平滑处理、降噪处理和分离处理等。
平滑处理可以减少信号中的噪声干扰，降噪处理可以去除噪声及对信号的干扰，分离处理可以将不同来源的信号分离出来，以便进行后续分析。
ECG信号特征检测和自动分析系统的研究
ECG信号特征检测和自动分析系统的研究ECG（Electrocardiogram，心电图）是一项用于检测心脏电活动的非侵入性检测方法，是诊断心脏疾病的重要工具。
ECG信号的特征检测和自动分析系统的研究对于提高心脏疾病的诊断准确性和效率具有重要意义。
本文将介绍ECG信号的特征检测和自动分析系统的研究现状和方法。
ECG信号的特征检测是指对ECG信号中的心电波形进行分析和处理，提取出特定的心电特征参数，以便对心脏的状态进行评估和诊断。
常见的ECG信号特征包括R波峰值、P波峰值、QRS波群间期、ST段变化等。
特征检测的方法包括传统的阈值检测、滤波器法、小波变换、时频分析等。
这些方法各有优劣，研究者们在实际应用中根据具体情况选择合适的方法进行特征检测。
自动分析系统是指利用计算机技术和机器学习方法自动分析和解读ECG信号。
通过对大量的ECG数据进行训练和学习，系统能够自动判断ECG信号是否正常，或者存在何种心脏疾病。
自动分析系统的研究主要包括特征提取和分类器构建两个步骤。
特征提取是指从ECG信号中提取有价值的特征参数，比如心率、心电图形态等。
常用的特征提取方法包括统计特征、频域特征、时域特征等。
分类器构建是指根据提取的特征参数对ECG信号进行分类，常用的分类器包括支持向量机、人工神经网络等。
自动分析系统的目标是实现对ECG信号的自动化处理和诊断，提高诊断的准确性和效率。
近年来，随着计算机技术和机器学习方法的快速发展，ECG信号的特征检测和自动分析系统也取得了显著的进展。
许多研究者提出了新的特征提取方法和分类器构建方法，不断优化和改进ECG信号的分析和诊断结果。
同时，大数据和深度学习等技术的应用也为ECG信号特征检测和自动分析系统的研究提供了新的契机和挑战。
总之，ECG信号特征检测和自动分析系统的研究对于提高心脏疾病的诊断准确性和效率具有重要意义。
未来，随着技术的不断发展和应用的扩大，ECG信号特征检测和自动分析系统有望在医疗领域发挥更大的作用，成为心脏疾病诊断的重要工具。
ECG信号处理
精确心电图(ECG)信号处理来源：本站整理作者：叶子2011年08月31日 11:42分享[导读]心电图(ECG)是用来捕捉心脏在一段时间内情况的反映，它通过外部电极连接到皮肤转换成电信号来采集。
心脏外面形成的每个细胞膜都有一个关联电荷，它在每次心跳期间去极化。
它以微关键词：ECG心电图信号处理心电图(ECG)是用来捕捉心脏在一段时间内情况的反映，它通过外部电极连接到皮肤转换成电信号来采集。
心脏外面形成的每个细胞膜都有一个关联电荷，它在每次心跳期间去极化。
它以微小电信号的形式出现在皮肤上，可以通过心电图探测到并放大显示。
早在1900年Willem Einthoven就发明了第一台实用的心电图。
该系统很笨重，需要很多人去操纵它。
病人需要把他的胳膊和腿放到含有电解液的大型电极中。
今天的心电监护设备结构紧凑，携带方便，这样病人走动时也可以带着。
家用十二导联心电图可以装在口袋里。
心电图基础：文中这个关于心电图的术语“导联(lead)”，指的是两个电极间的电压差，这就是设备记录下来的差异。
例如，“Lead_I”是左臂和右臂电极之间的电压。
Lead_I和Lead_II都指的是肢体导联。
V1-V6指的是胸部导联。
心电图追踪V1就是Vc1电压(胸部电极的电压)，和Lead_I，Lead_II ，Lead_ III的平均电压之间的差别。
一个标准的十二导联心电图系统包括八个真实数值和四个派生值。
表1给出了各种导联电压(真实的和派生的)的简介。
导联名称计算注释这是一个真实导联，显示在心电图轨迹中。
表1：导联名称及心电图记录位置。
一个典型的心电图波形如图1所示。
X轴表示时间刻度。
在这里每格(5毫米)对应的是20毫秒。
Y轴显示的是捕获信号的振幅。
Y轴上每格(5毫米)对应的是0.5 毫伏。
(10毫米/毫伏及25毫米/秒)图1：典型的心电图波形。
心电图特点：心电图系统设计的第一步包括，了解需要获取的信号种类。
心电图信号包括存在于高偏置和噪声的低振幅电压。
ECG解决方案
ECG解决方案简介：ECG（心电图）解决方案是一种用于监测和分析人体心脏电活动的技术方案。
它通过记录心脏电信号并将其转化为可视化的图形，匡助医生诊断心脏疾病、评估心脏功能以及监测病人的健康状况。
本文将详细介绍ECG解决方案的工作原理、应用领域、技术要求以及市场前景。
一、工作原理：ECG解决方案基于心电图的获取和分析。
它通常包括以下几个步骤：1. 心电信号采集：通过心电图仪器或者可穿戴设备，将病人的心电信号采集下来。
这些信号可以是表面心电图（常用的12导联心电图）或者是持续心电监测（例如Holter监护仪）。
2. 信号处理与滤波：对采集到的心电信号进行预处理，包括滤波、放大、去除噪声等，以确保信号质量。
3. 心电特征提取：根据心电信号的特征，提取出心率、QRS波形、ST段、T 波等参数，用于后续的分析和诊断。
4. 心电图分析：利用机器学习、人工智能等技术，对心电图进行自动或者半自动的分析，识别心律失常、心肌缺血等异常情况。
5. 诊断报告生成：根据分析结果，生成诊断报告，匡助医生做出准确的诊断和治疗决策。
二、应用领域：ECG解决方案在医疗领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 心脏疾病诊断：ECG解决方案可以匡助医生准确诊断心脏疾病，如心律失常、心肌缺血、心肌梗死等。
通过分析心电图特征，可以提供重要的参考信息。
2. 心脏健康监测：可穿戴的ECG设备可以实时监测病人的心脏健康状况，及时发现异常情况并提醒病人或者医生采取相应的措施。
3. 临床研究：ECG解决方案可以在临床研究中应用，匡助研究人员采集和分析大量的心电数据，探索心脏疾病的发病机制和治疗方法。
4. 远程医疗：通过互联网和挪移通信技术，ECG解决方案可以实现远程心电监测和诊断，为偏远地区或者无法前往医院的病人提供便捷的医疗服务。
三、技术要求：ECG解决方案需要满足以下技术要求，以确保准确性和可靠性：1. 心电信号采集设备：需要使用高质量的心电图仪器或者可穿戴设备，能够准确采集和记录心电信号。
利用MATLAB进行心电图信号处理与分析
利用MATLAB进行心电图信号处理与分析心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是一种记录心脏电活动的重要手段，通过对心电图信号的处理与分析可以帮助医生判断患者的心脏健康状况。
MATLAB作为一种功能强大的科学计算软件，被广泛运用于心电图信号处理与分析领域。
本文将介绍如何利用MATLAB进行心电图信号处理与分析，包括信号预处理、特征提取、心率检测等内容。
1. 信号预处理在进行心电图信号处理之前，首先需要对原始信号进行预处理，以提高后续分析的准确性和可靠性。
常见的信号预处理方法包括滤波、去噪和基线漂移校正等。
1.1 滤波滤波是信号处理中常用的技术，可以去除信号中的噪声和干扰，保留有用的信息。
在心电图信号处理中，常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
MATLAB提供了丰富的滤波函数和工具箱，可以方便地实现各种滤波操作。
1.2 去噪心电图信号往往受到各种干扰和噪声的影响，如肌肉运动、呼吸运动等。
去噪是信号预处理中至关重要的一步，可以有效提取出心电活动的真实信息。
MATLAB中有多种去噪算法可供选择，如小波去噪、均值滤波等。
1.3 基线漂移校正基线漂移是指心电图信号中由于各种原因引起的直流成分变化，会影响后续特征提取和分析的准确性。
在预处理阶段需要对基线漂移进行校正，以保证后续分析结果的可靠性。
MATLAB提供了多种基线漂移校正方法，如多项式拟合、小波变换等。
2. 特征提取特征提取是对经过预处理的心电图信号进行进一步分析和抽取有意义的特征信息。
常见的特征包括R峰位置、QRS波群宽度、ST段变化等，这些特征可以反映心脏活动的规律和异常情况。
2.1 R峰检测R峰是心电图中QRS波群中最高点对应的峰值，通常用于计算心率和分析心脏节律。
MATLAB提供了多种R峰检测算法，如基于阈值法、基于波形相似性比较法等。
通过R峰检测可以准确计算心率，并进一步分析心脏节律是否规律。
2.2 QRS波群特征提取除了R峰位置外，QRS波群中的形态和宽度也包含了丰富的信息。
ECG解决方案
ECG解决方案简介：心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是一种用于检测心脏电活动的无创性检查方法，通过记录心脏电信号的变化，可以帮助医生判断心脏功能及心脏病变情况。
ECG解决方案是指提供针对心电图检测和分析的一系列技术和工具，旨在提高心电图检测的准确性和效率。
一、ECG解决方案的概述ECG解决方案是基于现代医疗技术和人工智能算法的集成系统，主要包括心电图采集设备、数据处理软件和分析工具。
通过将心电图信号采集、传输、处理和分析整合在一起，ECG解决方案能够提供全面的心电图检测和分析服务。
二、心电图采集设备心电图采集设备是ECG解决方案的重要组成部分，它能够将患者的心电信号转化为数字信号，并传输给数据处理软件进行进一步分析。
现代的心电图采集设备通常采用无线传输技术，具有便携性和高精度的特点。
该设备通常由多个电极、放大器、滤波器和模数转换器等组成，能够准确地记录心脏电活动。
三、数据处理软件数据处理软件是ECG解决方案的核心部分，它能够接收并处理心电图采集设备传输的数字信号，并提供多种功能和工具进行数据分析。
数据处理软件通常包括以下几个方面的功能：1. 数据接收和存储：软件能够接收来自心电图采集设备的数据，并将其存储在数据库或云端服务器中，以便后续的数据分析和查询。
2. 信号处理和滤波：软件能够对心电图信号进行数字信号处理和滤波，去除噪声和干扰，提高信号的质量和准确性。
3. 心律分析：软件能够对心电图信号进行心律分析，包括心率、心律失常和心电图波形等方面的分析，帮助医生判断心脏功能和病变情况。
4. 心电图报告生成：软件能够根据心电图信号的分析结果生成详细的心电图报告，包括心率、心律失常、ST段变化等方面的评估和建议，为医生提供参考。
5. 数据可视化和远程访问：软件能够将心电图数据以图表或曲线的形式进行可视化展示，方便医生和患者进行数据分析和交流。
同时，软件还支持远程访问功能，医生可以通过互联网远程查看和分析患者的心电图数据。
ECG解决方案
ECG解决方案概述：心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是一种用于检测心脏电活动的非侵入性方法，广泛应用于临床医学领域。
ECG解决方案旨在提供一种高效、准确、可靠的方法来解读和分析心电图数据，以帮助医生进行心脏疾病的诊断和治疗。
1. 数据采集与传输：ECG解决方案需要使用专业的心电图采集设备，通过电极与患者的身体接触来获取心电信号。
采集设备应具备高灵敏度、低噪声和稳定性等特点，以确保获取到高质量的心电图数据。
采集到的数据可以通过有线或无线方式传输到计算机或移动设备上进行进一步处理和分析。
2. 数据预处理：心电图数据通常包含各种噪声和干扰，例如肌电干扰、基线漂移和电源干扰等。
为了提高数据质量，ECG解决方案需要进行数据预处理。
预处理的步骤包括滤波、去除基线漂移、降噪和增强信号等。
这些步骤的目的是消除干扰，使得心电图数据更加清晰和可靠。
3. 心律分析：心律分析是ECG解决方案的核心功能之一。
通过对心电图数据进行分析，可以检测心脏的节律异常和心律失常。
常见的心律失常包括心动过速、心动过缓、房颤和室颤等。
ECG解决方案应该能够自动识别和分类不同类型的心律失常，并提供相应的报告和建议。
4. 心电图解读：ECG解决方案应该能够自动解读心电图，提供详细的心电图分析报告。
报告应包括心脏的电轴、心率、PR间期、QRS间期、QT间期等关键参数的测量结果，并与正常范围进行比较和分析。
此外，报告还应提供异常波形的标注和解释，以帮助医生进行准确的诊断。
5. 数据存储与共享：ECG解决方案应该具备数据存储和共享的功能。
采集到的心电图数据可以存储在本地计算机或云端服务器中，以备后续分析和回顾。
同时，医生和患者应该能够方便地共享心电图数据，以便远程会诊和监护。
6. 用户界面与操作：ECG解决方案应该具备友好的用户界面和简单易用的操作方式。
用户界面应清晰明了，显示心电图数据和分析结果，同时提供各种操作选项和功能按钮。
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*****************实践教学*******************某某理工大学计算机与通信学院2015年春季学期信号处理课程设计题目：ECG信号分析与处理系统设计专业班级：通信工程姓名：学号：指导教师：成绩：摘要系统的研究心电信号处理对疾病的早期预测及家庭医疗保健具有十分重要的意义，一直是生物医学工程领域的研究热点。
心血管疾病是人类生命的最主要威胁之一，而心电(Electrocardiogram)，ECG信号是诊断心血管疾病的主要依据，心电信号是心脏电生理活动在体表的表现，提供了心脏功能等生理状况的有重要价值的临床医学信息，是临床心脏病诊断的基础。
因此，设计心电信号处理系统具有重要意义。
本论文综合运用数字信号处理的理论知识对心电信号进行分析与处理，实现ECG信号的频谱分析，基线漂移检测等，设计滤波器实现心电信号的滤波，滤去高频和低频干扰，实现ECG信号的增强。
同时使用陷波器对50Hz的工频干扰进一步滤除，得到比较纯净的心电信号。
关键词: 心电信号，工频干扰，基线漂移目录摘要 (I)一、前言 (1)二、心电信号 (2)2.1 原始心电信号分析 (2)2.2 心电信号中的噪声 (3)2.3 系统总体设计框图 (4)三、设计原理及方法 (5)3.1 数字滤波器简介 (5)3.2 IIR滤波器的设计原理 (5)3.3 IIR滤波器的设计 (5)3.3.1 IIR数字低通滤波器设计过程 (5)3.3.2 IIR数字带通滤波器设计过程 (9)3.4 FIR滤波器 (10)3.4.1 FIR滤波器的设计 (11)3.4.2 FIR数字低通滤波器设计过程 (11)3.5 陷波器 (13)3.5.1陷波器的基本原理及作用 (13)3.5.2双T法设计陷波器 (13)四、MATLAB简述 (15)五、总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)一、前言心电图(ECG)是用来捕捉心脏在一段时间内情况的反映，它通过外部电极连接到皮肤转换成电信号来采集。
心脏外面形成的每个细胞膜都有一个关联电荷，它在每次心跳期间去极化。
它以微小电信号的形式出现在皮肤上，可以通过心电图探测到并放大显示。
早在1900年Willem Einthoven就发明了第一台实用的心电图。
该系统很笨重，需要很多人去操纵它。
病人需要把他的胳膊和腿放到含有电解液的大型电极中。
今天的心电监护设备结构紧凑，携带方便，这样病人走动时也可以带着。
家用十二导联心电图可以装在口袋里。
目前，心电信号的采集与处理在医用方面也有了重要地位。
同时，在处理信号时也存在着诸多问题。
在信号采集时，身体的任一微小运动都会产生“基线漂移”，这是一种低频干扰，同时，由于肌电的存在又产生了高频的肌电噪声，由于空间电磁场的存在又使心电信号中混有50Hz的工频干扰。
这些噪声不去除，就会影响下一步的信号处理。
综合运用数字信号处理的理论知识进行生物医学信号分析与处理，实现ECG信号的频谱分析，基线漂移检测等，设计滤波器实现心电信号的滤波，滤去高频和低频干扰，实现ECG信号的增强。
信号处理是一项巨大的挑战，因为实际的信号为0.5MV，它处在一个300mv偏移量环境里。
其他因素如交流电的干扰，外科设备的射频干扰，手术植入的的设备如起搏器和生理检测系统也会影响精度。
心电图里噪声的主要来源是基线漂移（低频噪声）电力线干扰（来自电力线的50Hz或60Hz噪声）肌肉噪声（这种噪声是很难被清除，因为它是在同一地区的实际信号。
它通常在软件里纠正。
）其他干扰（例如，来自其他设备的射频噪声）。
信号采集以后，存在许多软件算法来去除噪声。
基线漂移也是目前存在的比较突出的问题，它是一种存在于心电图系统的低频噪声。
是由于点击，呼吸和身体运动的偏置电压造成的。
这可能会在分析心电图波形是造成问题。
这种噪声可以通过使用硬件实现高通滤波。
本文主要介绍了关于几种噪声去除方法以及相应滤波器的介绍。
其中着重介绍了IIR 滤波器和FIR滤波器。
二、心电信号2.1 原始心电信号分析用load函数将原心电信号导入b = load('D:\Users\Data.txt')，并画出心电信号的时域波形和频谱图（幅频和相频），如图1所示:图1 原始心电信号的时域波形图及频谱图心电信号由于受到人体诸多因素的影响，因而有着一般信号所没有的特点：(1)信号弱。
心电信号是体表的电生理信号，一般比较微弱，幅度在10pV～5mV，频率范围在0.05-100Hz以内，而90％的ECG频谱能量集中0.25-35Hz之间，心电信号频率较低，大量的是直流成分，去掉直流，它的主要频率范围是0.05-100Hz，大部分能量集中在0.05-40Hz。
(2)噪声强。
由于人体自身信号弱，加之人体又是一个复杂的系统，因此信号容易受到噪声干扰。
(3)随机性强。
心电信号不仅是随机的，而且是非平稳的。
同时，在心电图检测过程中极易受到各种噪声源的干扰，从而使图像质量变差，使均匀和连续变化的心电数值产生突变，在心电图上形成一些毛刺。
使原本很微弱的信号很难和噪声进行分解。
2.2 心电信号中的噪声人体心电信号是一种弱电信号，信噪比低。
一般正常的心电信号频率范围为0.05-100 Hz，而90％的心电信号(ECG)频谱能量集中在0.25-35 Hz之间。
采集一种电信号时，会受到各种噪声的干扰，噪声来源通常有下面几种：(1)工频干扰50 Hz工频干扰是由人体的分布电容所引起，工频干扰的模型由50 Hz的正弦信号及其谐波组成。
幅值通常与ECG峰峰值相当或更强。
(2)电极接触噪声电极接触噪声是瞬时干扰，来源于电极与肌肤的不良接触，即病人与检侧系统的连接不好。
其连接不好可能是瞬时的，如病人的运动和振动导致松动；也可能是检测系统不断的开关、放大器输入端连接不好等。
电极接触噪声可抽象为快速、随机变化的阶跃信号，它按指数形式衰减到基线值，包含工频成分。
这种瞬态过渡过程可发生一次或多次、其特征值包括初始瞬态的幅值和工频成分的幅值、衰减的时间常数；其持续时间一般的1s左右，幅值可达记录仪的最大值。
(3)人为运动人为运动是瞬时的(但非阶跃)基线改变，由电极移动中电极与皮肤阻抗改变所引起。
人为运动由病人的运动和振动所引起，造成的基线干扰形状可认为类似周期正弦信号，其峰值幅度和持续时间是变化的，幅值通常为几十毫伏。
(4)肌电干扰(EMG)肌电干扰来自于人体的肌肉颤动，肌肉运动产生毫伏级电势。
EMG基线通常在很小电压范围内。
所以一般不明显。
肌电干扰可视为瞬时发生的零均值带限噪声，主要能量集中在30-300 Hz范围内。
(5)基线漂移和呼吸时ECG幅值的变化基线漂移和呼吸时ECG幅值的变化一般由人体呼吸、电极移动等低频干扰所引起，频率小于 5 Hz；其变化可视为一个加在心电信号上的与呼吸频率同频率的正弦分量，在O.015-O.3Hz处基线变化变化幅度的为ECG峰峰值的15％。
(6)信号处理中用电设备产生的仪器噪声心电信号是由人体心脏发出的极其精密、相当复杂并且有规律的微弱信号，外界干扰以及其它因素的存在都会使其变得更为复杂，要准确地对其进行自动检测、存储、分析却是一项十分艰巨的任务。
例如，工频干扰信号对心电图的影响会使心电信号的特征点定位变得十分困难。
因此，心电信号的监视、分析必须在建立在有效抑制各种干扰、检测出良好的心电信号的基础之上。
(7)共模信号(commonmode signal)从体表采集到的信号除了人体心脏产生的电信号外，还包含许多与心电无关的电信号。
由于体表各个导联均可看到这些信号，故称为共模信号。
共模信号强度可以远远大于心电信号，从而干扰心电图分析。
为了抑制基线漂移，设置了0.5Hz高通滤波；由于心电信号属于低频信号，设置了二阶低通巴特沃斯滤波器，消除100 Hz以上的高频成分（带通滤波）；为了消除50 Hz工频干扰，设置50 Hz陷波器。
2.3 系统总体设计框图图2 系统总体设计框图三、设计原理及方法3.1 数字滤波器简介数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。
可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。
如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。
如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。
信号通过线性系统后，其输出就是输入信号和系统冲激响应的卷积。
从频域分析来看，信号通过线性系统后，输出信号的频谱将是输入信号的频谱与系统传递函数的乘积。
除非为常数，否则输出信号的频谱将不同于输入信号的频谱，某些频率成分较大的模，因此，中这些频率成分将得到加强，而另外一些频率成分的模很小甚至为零，中这部分频率分量将被削弱或消失。
因此，系统的作用相当于对输入信号的频谱进行加权。
3.2 IIR滤波器的设计原理IIR数字滤波器的设计一般是利用目前已经很成熟的模拟滤波器的设计方法来进行设计，通常采用模拟滤波器原型有butterworth函数、chebyshev函数、bessel函数、椭圆滤波器函数等。
IIR数字滤波器的设计步骤：(1)按照一定规则把给定的滤波器技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标；(2)根据模拟滤波器技术指标设计为响应的模拟低通滤波器；(3)根据脉冲响应不变法和双线性不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器；如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。
3.3 IIR滤波器的设计3.3.1 IIR数字低通滤波器设计过程IIR滤波器系统函数的极点可以在单位圆内的任何位置，实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元少，效率高，又由于IIR数字滤波器能够保留一些模拟滤波器的优良的特性，因此应用很广。
设计数字滤波器的方法主要有基于冲激响应不变法的IIR数字滤波器设计，基于双线性Z变换的IIR数字滤波器设计，数字高通，带通及带阻IIR滤波器设计。
我们所使用的方法是基于双线性Z变换的IIR数字滤波器设计。
按照技术要求设计一个模拟滤波器，得到模拟低通滤波器的传输函数H（s），再按一定的转换关系将H(s)转换成数字低通滤波器的系数函数H(z)。
这样设计的关键问题就是找到这样的转换关系，将s平面上的H(s)转换成z平面上的H(z)。
(1)巴特沃斯滤波器分母多项式的因式表示，如表1所示：表1 巴特沃斯滤波器分母多项式的因式表示(2)巴特沃斯低通滤波器的阶数公式N=log10((10^(As/10)-1)/(10^(Rp/10)-1))/(2*log10(ws/wp))）(3)巴特沃斯低通滤波器函数由巴特沃斯低通滤波器的阶数公式和巴特沃斯滤波器分母多项式的因式表示求出归一化巴特沃斯低通滤波器Has (s )N=7则Has(s )=1/((s+1)*(s^2+0.4450s+1)*(s^2+1.247s+1)*(s^2+1.8022s+1))(4)用于去除工频干扰产生的毛刺的巴特沃斯低通滤波器的频域特性，如图3所示:图3 巴特沃斯低通滤波器的相频和幅频特性(5)经过巴特沃斯低通滤波器器后心电信号的时域波形和频谱图，如图4所示:图4 经过巴特沃斯低通滤波器后心电信号的时域波形图和频谱图对比原始信号的时域波形图和频谱图可得通过低通滤波器后的心电信号波形图可以明显看出波形变得平滑，由工频干扰产生的毛刺被低通滤波器成功滤除。