心电信号检测处理技术研究毕业设计论文
一种新型心电信号检测读取电路的研究与设计
一种新型心电信号检测读取电路的 研究与设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重庆大学硕士学位论文
（学术学位）
学生姓名：李
瑞 副教授
指导教师：张思杰 专
业：信号与信息处理 学
学位类别：工
重庆大学通信工程学院
二 O 一四年四月
2
The Research and Design of A New Readout Circuit of ECG signal Detection
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering
心电信号分析与处理技术研究
心电信号分析与处理技术研究心电信号是一种非常重要的医学数据，对于心脏疾病的诊断、治疗和预防具有重要的意义。
因此，心电信号的分析和处理技术一直是医学工程领域的研究热点。
本文将从数据采集、信号预处理、特征提取和分类识别等方面介绍心电信号分析与处理技术的研究进展。
一、数据采集心电信号通常是通过心电图来进行采集的，心电图是将心电信号转化为图像的一种方式。
不同的心电图仪器有着不同的性能和精度，因此在进行心电信号分析时需要考虑到数据采集的准确性和可靠性。
目前，常用的心电图仪器有便携式、低成本的心电仪和专业的多通道心电记录仪等，它们都具有不同的特点和应用。
二、信号预处理在进行心电信号分析前，需要对心电信号进行预处理和滤波，以去除杂音干扰和增强数据的可读性。
信号预处理的方法包括滤波、去噪、补偿和校正等。
其中滤波技术是最基本的预处理方法之一，可以将心电信号中的高频和低频成分分离开来，以达到去噪的目的。
常见的信号滤波技术包括IIR滤波、FIR滤波、小波变换等。
三、特征提取特征提取是从原始的心电信号中提取其特征的过程，以便将其分类和识别。
常用的特征提取方法包括基于时域和频域的方法。
时域特征包括幅值、时间间隔、斜率、交叉等，频域特征包括功率谱密度、频域幅度等。
同时，基于小波变换的特征提取方法也得到了广泛的应用，因其可以对不同尺度的信号进行分析。
四、分类识别分类识别是将已提取的特征进行分类和判别的过程。
在实际应用中，分类识别是经常面临的问题。
常用的分类识别方法包括人工智能、神经网络、决策树、支持向量机等。
其中神经网络是目前应用最为广泛的方法之一，因为它能够自动学习并提供较高的准确性、鲁棒性和可靠性。
总体来说，心电信号分析与处理技术是一个非常复杂的过程，需要各种学科的交叉和融合，例如生物医学工程、数学、计算机科学等。
它的主要作用是诊断和预防心脏疾病，并为人们提供更加健康和高效的医疗服务。
未来，随着技术的不断发展和应用的不断扩大，心电信号分析与处理技术也将变得更为先进和普遍。
(完整word版)心电信号处理
心电信号处理方法探究胡林生物医学工程专业0802班引言：近些年来，随着人们生活节奏的加快和工作压力的加大,心脏病逐渐成为危害人类健康的主要疾病之一。
据统计，全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病，而在我国因心血管疾病而死亡的人数也占总死亡人数的44％，可见心脏病已成为危害人类健康和生命安全的“第一杀手”。
心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一，与其他生物电信号相比,它更易于检测并具有较直观的规律性，而且它是心脏电活动在体表的综合反映，临床心电图检查对于检测和诊断心脏疾病具有重要意义.在实际应用中，心电信号的去噪处理和波形检测是心电信号分析诊断系统的关键,其准确性、可靠性决定着诊断和治疗心脏病患者的效果。
本文结合吉林省科技发展项目“可穿戴人体参数无创连续监测仪器研制”中心电监测模块的研制任务，提出对心电信号去噪处理算法和波形检测算法进行研究,其具有重要的理论意义和实用价值。
目前世界上还没有满足临床要求的计算机心电图识别与诊断方法和相应的程序,特别是心电图波形识别方面, 还存在许多有待解决的问题P波的波峰和起止点的识别尚未得到很好解决就是一例。
心电图诊断的常见流程：图1心电图诊断的常见流程获取心电信号后的预处理主要是抑制干扰, 以获得便于识别的心电信号）波形识别主要提取心电信号中各波段的特征（如峰点、起止点）并加以识别) 波形参数测量是在波形识别基础上计算出各波的幅度与时间间隔）诊断是根据诊断标准对测量得到的参数作分析, 判断出波形中所含的病变因素.从图∗可以看出，波形的预处理与波形识别在心电图自动诊断中占着极其重要的位置，它们是心电图自动诊断过程的基础和重要组成部分。
图2 心电波形的判断图3 受干扰的心电图小波变换的心电信号处理：小波变换是80 年代后兴起的一种新的数学分析工具,它克服了Fourier 变换的不足,在时域和频域均具有良好的局部化特性。
小波变换的含义是:把某一被称为基本小波(也叫母小波mot her wavelet）的函数Ψ( t）作位移τ,再在不同尺度α下与待分析信号系统f ( x）作内积,表示为：W T f (α,τ) = 1α∫f ( t）Ψ3 （1 - τα) d t =〈f ( t），Ψατ( t) > ,α〉0 (1)其中，< x , y 〉代表内积, 上标3 代表共轭，即〈f ( t），y （t) > =∫f ( t) y3 ( t）d t.小波变换在频域的等效表示为:公茂法等基于小波变换的心电信号处理研究Journal of Shandong University of Science and TechnologyNatural ScienceW T f (σ，τ) =α2π∫F（ω)Ψ3 （αω) ejωt dω，α> 0 （2）其中, F（ω) 、Ψ(ω）分别是f （x）、φ（x）的Fourier 变换。
毕业设计(论文)-基于单片机便携式心电图仪的研究与设计
基于单片机便携式心电图仪的研究与设计便携式心电监护仪摘要本系统以TI公司的高精度仪表放大器INA2331和低功耗AT89C51单片机为核心，实现了两路心电信号的采集和显示。
设计采用右腿驱动电路和高通负反馈滤波器等抑制干扰措施，提高了放大器的共模抑制比；选用内部资源丰富的AT89C51单片机和12864液晶显示器LCD 实现了心电信号的动态显示。
结果表明系统各项技术指标达到了设计要求，具有低功耗低成本的特点。
AbstractThe system which takes the high-precision instrumentation amplifier INA2331 and low-power AT89C51 MCU as the core has realized two_channel ECG’s detection, storage and display 。
It adopts a right-leg -driven circuit、a high-pass filter with reverse feedback and so on，which makes the CMRR of the preamplifier higher 。
By adopted the inner resourceful AT89C51 single chip and 12864 LCD the ECG can be recorded and playbacking demonstrated 。
The results indicate that the major technical specifications of the system meet the design equirements, The system has the following features, such as low-power、and low-cost 。
医学信号处理中的心电信号分析与分类技术研究
医学信号处理中的心电信号分析与分类技术研究概述：医学信号处理是医学领域的一项重要技术，通过对心电信号的分析与分类，可以帮助医生进行心脏疾病的诊断和治疗决策。
本文将介绍医学信号处理中的心电信号分析与分类技术的研究进展和应用现状。
一、心电信号的特点与基本概念：心电信号是由心脏肌肉收缩和放松引起的电信号，在心电图中以P波、QRS波群和T波等形态来表示不同的心脏电活动。
心电信号具有以下特点：1. 高噪声性：心电信号很容易受到肌肉运动、电源干扰等外部因素的干扰，需要进行降噪处理。
2. 非稳态：心电信号的频率和幅度在不同的时间段内可能发生变化，需要进行信号特征提取。
3. 多变性：心电信号的类型多样，包括正常心电图和不同类型的异常心电图，需要进行分类和识别。
二、心电信号分析技术：1. 预处理技术：预处理技术主要包括滤波和去噪处理，通过滤波去除心电信号中的低频噪声和高频干扰信号，然后采用降噪算法去除运动伪迹、电源干扰等噪声。
2. 特征提取技术：特征提取是将心电信号转化为一组数学特征，用来描述心电信号的形态和动态特征。
常用的特征包括时域特征（如平均值、标准差）、频域特征（如功率谱密度、频率带能量比）和时频域特征（如小波变换系数）等。
3. 心律失常检测技术：心律失常是指心脏节律异常的情况，包括室性心动过速、房性心动过速等。
心律失常检测技术主要基于特征提取和分类算法，通过对心电信号进行特征提取，然后使用分类算法进行心律失常的自动检测与分类。
4. 心脏病检测技术：心脏病检测技术旨在区分正常心电信号和异常心电信号，对心脏疾病进行诊断。
常用的方法包括基于规则的方法、基于模型的方法和基于机器学习的方法等。
其中，机器学习方法如支持向量机、深度学习等在心脏病检测中得到广泛应用。
三、心电信号分类技术：心电信号分类是将心电信号划分为不同的类型或类别的过程。
常见的心电信号分类包括正常心电图与异常心电图、房颤与其他心律失常、心肌梗死与非心肌梗死等。
生物医学工程专业毕业论文心电信号采集及分析系统设计
摘要心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一，早期诊断和治疗是预防心脏病的有效途径。
20世纪50年代末，美国科学家Holter首先发明了一种心电仪，人们称它为Holter心电仪或叫动态心电仪，这种技术在临床上可实现“长时间”、“动态”记录的心电图，就称为动态心电图。
能够记录病人24小时活动过程中的动态心电数据，给医生提供具有诊断价值的资料，对于心脏功能的评价，心脏病的早期诊断非常有益，所以心电监护仪在其中发挥着至关重要的作用。
本课题采用MSP430149单片机作为核心器件，主要完成对心电信号的24小时不间断采集、传输、存储、显示等功能。
关键词心电信号；动态心电图；MSP430单片机AbstractCardiovascular disease is one of main diseases that threat human health．and the early diagnosis and treatment are effective ways that prevent heart disease。
In the late 1950s in U.S. a scientist called Holter have invented the first such dynamic electrocardiogram instrument, people called Holter monit or or Dynamic electrocardiograph, this technology can be realized in clinical "long" and "dynamic" of ECG records, known as HOLTER.It’s very helpful to cardiac function in the early diagnosis that if it can record the patient 24 hours of dynamic ECG data process and provide the doctors materials that has diagnostic value in the evaluation.This subject uses msp430 single chip as the core device. The whole system mainly displays collection, storage, transport, display function for 24-hour uninterrupted ECG signal collection.Keywords ECG signal；dynamic electrocardiogram （DCG）；Holter；msp430；目录摘要 (I)Abstract ...................................................... I I 目录.. (2)第1章绪论 (1)1.1 课题研究意义 (1)1.2国内外研究现状与文献综述 (3)1.3设计主要研究内容与系统总体设计 (4)第2章心电图的产生和特征 (6)2.1 体表心电图 (6)2.2 心电的产生 (6)2.3 各波形的意义 (8)2.4 常见的心律异常类型及特征 (9)2.5 心电图的导联 (10)2.6 心电信号的特征 (11)2.7 心电信号常见干扰 (12)2.8 本章小结 (13)第3章心电检测电路设计 (14)3.1 心电信号放大器设计要求 (14)3.2 电极的选择 (16)3.3 保护与缓冲电路 (16)3.4 前置放大电路 (17)3.5 滤波电路 (20)3.5.1 低通滤波电路 (20)3.5.2 高通滤波电路 (20)3.6 右腿驱动电路 (21)3.7 电平提升电路 (22)3.8 导联脱落检测报警电路 (22)3.9 本章小结 (23)第4章控制、存储及接口电路设计 (24)4.1 中央处理器及其外围模块 (24)4.1.1 芯片的选型 (24)4.1.2 ADC模块 (24)4.1.3 定时器 (24)4.2 USB数据传输 (27)4.3 数据存储 (29)4.4 时钟日历芯片 (30)4.5 液晶显示 (31)4.6 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (3)致谢 (4)附录1 (5)附录2 (6)第1章绪论早在1887年，Waller用Lippman所制作的毛细管静电计记录到了体表心电图，而其心电图临床应用则始于1903年。
心电信号检测电路的设计
毕业论文(设计)题目:心电信号检测电路的设计目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (2)2 心电信号的特征、检测电路的要求以及心电图导联 (3)2.1 人体心电信号的特征 (3)2.1.1抑制干扰的措施 (3)2.1.2 降低噪声的措施 (4)2.2 心电信号检测电路设计要求 (4)2.3 ECG导联方式 (4)3 心电信号检测电路的整体制作 (6)3.1 ECG前置放大器 (6)3.1.1 AD620AN实际放大倍数以及共模抑制比的测量 (8)3.1.2 有源低通滤波电路 (9)3.2陷波电路 (10)3.3 安全隔离 (13)3.4 补偿跟随 (15)4 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (16)心电信号检测电路的设计摘要：心电信号检测电路是各种心电监护仪中的核心组成部分，其性能的好坏直接影响心脏疾病的准确诊断和治疗，因此心电信号检测电路的精确性和可靠性是至关重要的。
针对心电信号具有的特殊性、微弱性和易受干扰等特点，本心电信号检测电路由高性能单片集成的仪器放大器AD620组成的前置放大电路、50HZ双T 陷波电路以及以6N136为核心的光电隔离电路构成 ,从而使该电路具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比等特点,很好地满足心电采集设备的要求，电路简单可靠，可行性强。
关键词：心电信号检测；前置放大；陷波；光电隔离The Manufacture of ECG circuit designAbstract: The Manufacture of ECG circuit is the core component of the ECG monitor, the quality of the system directly impacts on the accuracy of diagnosis and treatments about heart diseases, therefore the accuracy and reliability of ECG detection system is very important.Due to the particularity and weak and easily distracted of ecg signals, we use high-performance single-chip AD620 formed the ECG preamplifier circuit, double T-notch filter circuit and high speed data transmission photoelectric isolation circuit to design the Manufacture of ECG circuit,which make this circuit has high input impedance, high common mode rejection ratio, low noise, low temperature drift and high signal-to-noise ratio characteristics, such as well meet the requirements of ecg acquisition device, with the advantages of simple and feasibility.Key words: ECG detection; preamplifier; filter;Photoelectric isolation1 引言心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。
移动式心电信号检测分析仪的设计毕业设计论文
摘要本文介绍了一种微型移动式心电图机。
该仪器具有强大的功能：显示监测、存储、回放、打印、记录管理、电源报警、电话或者互联网络传输。
与其他心电图机的突出不同之处在于，本系统采用新型低功耗的16位单片机--MSP430 F135作为整个系统的控制核心，该心电图机必须具有节能的特点，能用干电池供电,并配备相应的16位低功耗存储器AT29LV1024和液晶显示模块LMS0192A，AT29LV1024 是一种3V系统供电的闪速可编程可电擦除的16位存储器（PEROM），具有1M位的存储空间.液晶显示模块LMS0192A工作电压低、功耗极低,特别适用于便携式的仪器仪表中。
该电路中用到的所以器件均为节能高效器件，从而简化了系统硬件电路，同时也大大降低了系统成本，因而该心电图机具有极为广阔的应用前景。
关键词：心电图机；存储器；节能； MSP430AbstractIn this paper,I will Introduct a new ECG Analyzer。
The instrument has a powerful feature : Show monitoring, storage, playback, printing, records management, power alarm, telephone or Internet transmission. Electrocardiogram machines and other conspicuous difference is, The system uses a new low-power 16-bit microcontroller - MSP430 F135 as the core of the whole system of control, the ECG machine must have the characteristics of energy-saving，Batteries can power，And corresponding with the 16 low-power memory AT29LV1024 and LCD module LMS0192A, AT29LV1024 a 3 V power supply system programmable Flash, can erase the memory of the 16 (PEROM), With 1 M bit of storage space. LCD module LMS0192A low-voltage, low power consumption, especially for portable instrumentation in. The circuit used in the device are therefore highly efficient energy-saving devices, thus simplifying the system hardware, but also greatly reduce the cost of the system, thus the ECG machine has extremely broad prospects.Key words: ECG machine; Memory; Energy conservation; MSP430毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 绪论1.1 课题研究的背景和意义随着生活节奏的加快、工作压力的增大，心脏病成为严重危害人民健康的疾病之一。
我国死亡人口中大约有20%～30%是与心脏病有关。
及时了解人类心脏病的状况，对于适时治疗、预防心脏病突发死亡，具有十分重要的意义。
目前，医生对心血管疾病的诊断基本上是以常规心电图(ECG)为主要手段，它在诊断心律变异、心肌缺血、心肌梗塞等方面有着重要作用，它是记录心脏电活动简单而实用的方法，能反映出兴奋在心脏内的传播过程及心脏的机能状态。
如果心脏的传导系统发生障碍或某部分心肌发生病变，心电活动的变化能恰当及时地反映在心电图上，表现为各个波形的异常变化和进行性演变过程[1]。
产生心电图的波形信号和其他生命体系统产生的信号一样，具有以下几个主要特点：第一随机性较强：即信号无法用确定的函数式来描述；第二是噪声背景强：欲测的有用信号往往淹没在许多无用信号中；第三是信号频率相对低：难以正确识别信息；第四是心电信号基本是周期的但它又有着非平稳的性质，随时都处于微小的变动之中，而不是固定不变的[2]。
所以如何对心电信号准确地检测并进行有效地处理，是摆在人们面前的难题，它己经成为目前信号处理领域一个比较热门的研究课题。
与此同时也出现了相应的分析方法和分析理论，进而推动着科学的进步和发展。
早期在处理信号受限于硬件设备而难以实践。
现在随着科学技术的快速发展，硬件条件已经不是问题，并且有很多测方法被提出，小波变换(Wavelet Transform)便是当今一项重要的检测技术，它是以数学理论为基础，它能同时提供心电图信号的时域和频域的局部化信息。
小波分析还具有多尺度性和“数学显微”特性，这些特性使得小波分析能够识别信号中的突变信号。
90年代以后小波变换由理论探讨阶段进入了工程应用阶段。
目前在数字信号分析、语音处理、影像处理及计算机视觉等研究领域上迅速发展[3]。
本课题即针对心电图（ECG）信号的特征加以研究分析，主要采用小波分析方法对信号进行预处理和特征提取，使变换后的心电数据曲线平滑、特征点突出，客观地反映信息的真实性，给医生提供清晰的心电图形，真实地反应心脏内病灶的部位或严重程度，进而提高分析和诊断的精确性，所以它在医学临床应用方面具有十分重要的意义[4]。
1.2 心电信号检测技术的发展历史心电信号检测处理指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的心电信号的检测和处理。
它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。
60年代中期，有人提出用小型计算机实现心电信号的检测和处理的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足心电信号检测的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机心电信号的计算方法和程序结构的大量研究，为后来的心电信号的检测和处理的发展奠定了理论基础。
计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得心电信号的检测进入了实用阶段。
价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使心电信号的检测和处理的研究出现了高潮。
在70年代后期，出现了比较完善的检测方法，并投入到医疗系统中。
80年代，心电信号的结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。
90年代，心电信号检测技术发展到了数字时代，它是心电技术发展历史过程中的第四代[5]。
1.3 论文的主要工作和内容安排心脏的活动状态除了反映在心率上，更主要的是通过ECG信号波形及它们的各种参数来反映。
ECG信号的参数提取和波形识别是心电信号分析的关键，其准确性和可靠性决定着诊断与治疗心脏病患者的效果。
本文主要内容包括心电信号降噪处理、波形检测、特征参数提取等方面，主要研究和设计的内容如下：1）降噪处理：利用小波理论，对心电图信号进行处理，去掉某些“细节”，再恢复有用信号就能得到消噪后的心电图信号。
2）波形检测：运用小波理论对心电信号的QRS波进行有效识别，并设计出一套算法分别实现了对QRS波、P波、T波的定位和特征点识别。
3）实验验证：在设计算法的基础上，编制程序，完成论文所要达到目的[6]。
2 心电图信号及MIT-BIH数据库2.1 心电信号的产生心脏是一个由心肌组织构成的空腔器官，它推动着血液的流动，向器官、组织提供充足的血流量，以供应氧和各种营养物质，并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等)，使细胞维持正常的代谢和功能，是人体最重要的器官之一，是血液循环系统的动力泵。
心脏由左心室、左心房、右心室和右心房四部分构成，各个部位协调进行着有节律性的收缩和舒张，从而推动全身血液循环往复运动。
舒张期中，血液从静脉返回心脏；收缩期中，血液从心脏射入动脉。
心脏细胞除极和复极的电生理现象，是心脏运动的基础，使之有节律地舒张和收缩，从而实现“血液泵”的功能，维持人体循环系统的正常运转。
心电是心脏有规律收缩和舒张过程中心肌细胞产生的动作电位综合而成的，从宏观上记录心脏细胞的除极和复极过程，从一定程度上客观反映了心脏各部位的生理状况，因而在临床医学中有重要意义。
心电信号的产生是由于在心肌细胞一端的细胞膜受到一定程度的刺激时，由于通透性的改变，引起膜内外的阴阳离子产生流动，使心肌细胞除极化和复极化，并在此过程中与尚处于静止状态的临近细胞膜构成一对电偶，所有偶极子电场向量相加，形成综合向量，即心电向量，当它作用于人体的体时，在体表不同部位则形成电位差，通常从体表检测到的心电信号就是这种电位差信号，此变化过程可用置于体表的一定电极检测出来，因此，将引导电极放在肢体、躯体表面或体内（包括心脏）的任何不同部位，连续记录两点间的电位差所得到的随时间变化的曲线，就是人们所熟悉的心电图。
它反映了心脏在兴奋的产生、传导和恢复过程中的电变化，可以作为心脏疾病诊断的依据。
当然当检测电极安放位置不同时，得到的心电信号波形也不同，于是产生了临床上不同的导联接法。
由于多导联检测是以单导联检测技术为基础，因此本文进行检测研究就是基于单导联基础之上而进行的[7]。
2.2常见的心电图检查方法心电图检查可分为静态心电图、动态心电图、His束电图、食管导联心电图、人工心脏起搏心电图等。
应用最广泛的是静态心电图及动态心电图。
1) 静态心电图(RestECG)：也叫常规心电图，它只能记录某一段短时间内的心电活动，记录时间通常为10秒，最常用的是12导联同步心电图；2) 动态心电图(Ambuloatyr ECG)：也即通常所说的Holert（俗称“背盒子）心电图，近些年它在国内迅猛发展。
它可以连续记录24小时甚至更长时间内的心电变化的全过程，克服了做一次心电图难以捕捉有效的诊断依据的缺点，并且它是一种便携式的记录器，使用简单方便。
3)监测心电图（Monitoring ECG）：通过心电检测仪器对被检者的心电活动进行长时间、远距离的监测，心脏监护系统种类很多，一般均包括心电示波屏、记录装置、心率报警和心律紊乱报警等几个部分，可持续监测心率和心律的变化。
4)运动负荷试验心电图(Sertss Test of ECG): 目前诊断冠心病最常用的一种辅助手段。
通过运动、药物、物理、心脏起搏等方法增加心脏负荷，诱发心肌缺血，并用心电图记录这种缺血性改变[8]。
2.3心电图（ECG）信号心脏周围的组织和体液都能导电，它好比电源，会产生微弱的电流。
这些弱电流经过传导反映到体表，被连接于体表的电极接收后，通过处理芯片就会形成一种波形也就是我们看到的心电图波形了。
正常心电波形实际是由一系列“波组”构成的曲线图，测量电极安放位置和连接方式(称导联方式)不同，人与人之间的个体差异也很大，所记录到的心电图在波形上也会有所不同，但基本上都包括一个P波、一个QRS波群和一个T波，有时在T波之后还出现一个小的U波，这些波段名称均是国际上所规定的。
心脏的病变，会使心电信号在周期和形态上发生畸变,电图异常引起心电图异常的病因多见于器质性心脏病或者心脏外疾病，正常心脏也可发生。
心电图异常主要表现在心电波形(P波、QRS波群、T波和U波等)、间期(P-R、R-R、Q-T间期等)和心率(RR间期)等参数的变异上，同时正常心电图中，有的波型因导联不同可有倒置，因此心电信号处理是信号处理的难题之一[9]。
2.3.1 心电信号特征通过体表电位提取出的心电信号属于强噪声背景下的生物电信号，它具有以下特征：1）微弱性：从人体体表拾取的心电信号一般只有0.05～5mv；2）不稳定性：人体信号处于不停的动态变化当中；3）低频特性：人体心电信号的频率多集中在0.05～100 Hz之间；4）随机性：人体心电信号反映了人体的生理机能，是人体信号系统的一部分，由于人体的不均匀性，且容易接收外来信号的影响，信号容易随着外界干扰的变化而变化，具有一定的随机性[10]。
2.4 心电信号的采集心电信号的频率低、变化缓、信号弱。
信号来自于人体，因此阻抗较高，常伴随着较强的背景噪声，心电信号采集如图2.4所示，其基本要求有： 图2.4 心电信号采集方法高共模抑制比——由于心电信号在毫伏级，而且伴有较强的干扰信号，要求心电放大器必须具有好的抗干扰能力；高输入阻抗——放大器输入端的阻抗一定要高，否则所测信号会产生很大误差，同时也会降低整机的抗干扰能力；低噪声——电噪声是指放大器内部固有的电扰动，若心电放大器本身噪声较高，可能会将有用的微弱信号淹没，一般要求心电放大器输入噪声在μV 级。
低漂移——漂移是指一种装置或系统的某些特性的缓慢变化。
前置放大器的零点漂移(主要由温度引起)对整机影响最大，因为这种漂移经中间级和功率级放大，会影响记录，因此要求前置放大器因温度引起的零点漂移尽可能小。
高安全性——因为要通过电极和人体接触，会有电流流经人体，所以一般采用浮地放大器保护被检测者的安全[11]。
2.5 MIT-BIH 数据库介绍目前国际上公认的标准心电数据库有三个，分别是美国麻省理工学院提供的MIT-BIH 数据库、美国心脏学会的AHA 数据库及欧洲ST-T 心电数据库。
在本论文的研究中用MIT-BIH 数据库对本课题中设计的算法进行验证。
数据库中的数据为了节省文件长度和存储空间，使用了自定义的格式，所以没有通用的读取方式。
每一个数据库记录包含头文件、数据文件和注释文件。
MIT/BIH 数据库中每个病例的ECG 数据每通道360H 频率的采样率、12位采样精度。
每个采样值2个字节。
数据库中每个病例的ECG 数据，皆有两组不同导极，通常是MLII 和V1，或者依照对象不同有时是MLII 配上V2、V4或V5的ECG 信号。
由于网站上提供的数据主要是面对UniX/Linux 操作系统，所以我们直接下载的ECG 数据在Windows 操作系统下无法直接识别，必须进行格式转换。