心电信号分析处理课程设计 2
基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计
基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计心电信号是一种重要的生物信号，可以通过分析和处理心电信号来诊断心脏病和其他心血管疾病。
在本文中，我将介绍基于MATLAB的心电信号分析与处理的设计方案。
首先，我们需要明确任务的目标和需求。
心电信号的分析与处理主要包括以下几个方面：心率分析、心律失常检测、心电特征提取和心电图绘制。
下面将详细介绍每个方面的设计方案。
1. 心率分析：心率是心电信号中最基本的参数之一，可以通过计算心电信号的RR间期来得到。
RR间期是相邻两个R波之间的时间间隔，R波是心电信号中最明显的波峰。
我们可以使用MATLAB中的信号处理工具箱来计算RR间期。
首先，我们需要对心电信号进行预处理，包括滤波和去除噪声。
常用的滤波方法有低通滤波和高通滤波。
低通滤波可以去除高频噪声，高通滤波可以去除低频噪声。
MATLAB中的fir1函数可以用于设计滤波器。
然后，我们可以使用MATLAB中的findpeaks函数来检测R波的位置。
findpeaks函数可以找到信号中的峰值，并返回峰值的位置和幅值。
通过计算相邻两个R波的时间间隔，就可以得到心率。
2. 心律失常检测：心律失常是心脏节律异常的一种表现，可以通过心电信号的特征来检测。
常见的心律失常包括心房颤动、心室颤动等。
我们可以使用MATLAB中的自动检测算法来检测心律失常。
首先，我们需要对心电信号进行预处理，包括滤波和去除噪声，同心率分析中的方法相同。
然后，我们可以使用MATLAB中的心律失常检测工具箱来进行心律失常检测。
心律失常检测工具箱提供了多种自动检测算法，包括基于模板匹配的方法、基于时间域特征的方法和基于频域特征的方法。
根据具体的需求和数据特点，选择合适的算法进行心律失常检测。
3. 心电特征提取：心电信号中包含丰富的信息，可以通过提取心电特征来辅助心脏疾病的诊断。
常见的心电特征包括QRS波群宽度、ST段变化和T波形态等。
我们可以使用MATLAB中的特征提取工具箱来提取心电特征。
生物医学信号分析课程设计之心电
一、实验目的初步学会人体心电的测量方法。
掌握QRS波群的测量方法。
观察运动对心电的影响。
二、实验原理如图所示，IC6A、IC6B、IC8A、IC8B、IC8C组成一差分放大电路，左手及右手的信号从LIFT和RIGHT引入该差分一级放大电路两个输入端，右脚接入GND0，在IC8C的8脚生成初步放大后的差动信号，该信号经过IC8D进行高低频滤波后，再通过IC7B外围电路中的R42调节放大倍数进行而二级放大，交流信号大小在1v左右的信号，通过IC9实现隔离传输。
图中调节器R37用于调节差分放大器的放大倍数，该放大倍数为1+2R10/R37。
调节器R38用于调节电路对称性，从而抑制共模干扰信号。
IC7A与其外围电路构成信号反馈，抑制共模信号。
三、实验步骤1、用板上的信号源调试电路⑴利用板上的信号源为放大电路提供信号：信号源已经预调到158Hz左右，20mv左右的正弦信号，连接心电电路的“LIFT”与信号源的“Signal”，连接心电电路的“GND0”与信号源的“GND”，连接心电电路的“RIGHT” 与心电电路的“GND0”。
⑵连接USB6008采样盒：实验板上的AI4、AI5和GND分别与USB6008对应相连，心电电路的“SIG_OUT”和“GND1”与USB6008的AI7和GND相连。
⑶打开MAX，进入Test Panels窗口。
采样参数分别设置如下：Channel Name为Dev1/ai4；MAX/MIN Input Limit分别为±1V；Rate为2000Hz；Mode为Continuous；Samples to Read为100；Input Configuration为RSE；去掉Auto-scale chart选择，按Start按钮就可以看到一级放大电路信号（AI4）的情况，调节电位器R37使AI４在±0.3V左右（顺时针信号放大）,见图。
⑷按Stop按钮，将MAX/MIN Input Limit分别改为±3V，设Channels Name为Dev1/ai5，然后按Start按钮，调节电位器R42使AI５信号幅度为±1v左右（顺时针信号大），见图。
课程设计心电图
课程设计心电图一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握心电图的基本知识、技能和应用，能够独立进行心电图的阅读和分析。
具体目标如下：1.了解心电图的基本概念、原理和组成部分；2.掌握心电图各波形的名称、含义和正常范围；3.熟悉心电图的测量和解读方法；4.理解心电图在临床诊断中的应用和意义。
5.能够正确识别和解读常见的心电图波形；6.能够分析心电图中的异常表现和相关疾病；7.能够运用心电图进行临床诊断和评估。
情感态度价值观目标：1.培养对心电图学科的兴趣和热情，激发学习的积极性和主动性；2.培养严谨、细致的观察和分析能力，提高临床思维能力；3.培养医德医风，注重患者隐私和人文关怀。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括心电图的基本知识、心电图各波形的识别和解读、心电图的测量和分析方法以及心电图在临床诊断中的应用。
具体内容如下：1.心电图的基本知识：心电图的定义、原理、组成部分和分类；2.心电图各波形的识别和解读：P波、Q波、R波、S波、T波、U波和V波等；3.心电图的测量和分析方法：纸带记录法、数字记录法、心电图机操作和解读；4.心电图在临床诊断中的应用：常见心血管疾病的心电图表现、心电图诊断标准和临床意义。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性，培养临床思维能力。
具体方法如下：1.讲授法：教师讲解心电图的基本知识和临床应用，引导学生理解和掌握；2.讨论法：分组讨论心电图案例，培养学生的分析和解决问题的能力；3.案例分析法：分析实际病例心电图，引导学生将理论知识应用于临床实践；4.实验法：操作心电图机，进行心电图的测量和解读，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体资源如下：1.教材：选用权威、实用的教材，如《心电图学》等；2.参考书：提供相关的心电图参考书籍，供学生自主学习和拓展；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示心电图知识；4.实验设备：心电图机、纸带记录器等，用于实践操作和实验教学。
数字信号处理数字滤波器设计及在心电信号滤波中的应用的课程设计报告
一、课程设计的性质与目的《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课，是信息的数字化处理、存储和应用的基础。
通过该课程的课程设计实践，使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解；巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能，掌握数字信号处理的基础理论和处理方法，提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力，为以后的工作和学习打下基础。
二、课程设计题目方向二：数字滤波器设计及在心电信号滤波中的应用。
三、课程设计步骤：1、心电信号采集心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，幅度在10μV~5mV，频率为0.05~100Hz。
在心电信号的采集、放大、检测及记录过程中，有来自外界的各种干扰。
记录一段时间内的人体心电信号波形，要求长度不小于10秒，并对记录的信号进行数字化，保存为数据文件；这里，请同学们使用美国的MIT/BIH心电原始数据，由实验老师给出一定长度的的心电原始数据，数据保存在文件“a01.txt～a10.txt”中，在MATLAB中通过如下语句读取：load ‘a01.txt’;%从当前路径下的a01.txt文件读取心电原始数据到变量a01中，a01为二维数据，第一列%为心电信号时间，第二列为心电信号幅度。
2、心电信号分析使用MATLAB绘出数字化后的心电信号的时域波形和频谱图。
根据频谱图求出其带宽，并说明心电信号的基本特征。
3、含噪心电信号合成在MATLAB软件平台下，给原始的心电信号叠加上噪声或干扰，干扰类型分为如下几种：（1）白噪声；（2）工频干扰（50Hz）；（3）谐波干扰（二次、三次谐波为主，分别为100Hz、150Hz）；（4）其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或冲激干扰。
绘出叠加噪声后的心电信号时域和频谱图，在视觉上与原始心电信号图形对比，绘出其时域波形差，分析频域基本特征变化。
4、数字滤波器设计及滤波,完成以下题目中的一个给定滤波器的规一化性能指标（参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情况而定）例如：通带截止频率wp=0.25*pi, 阻通带截止频率ws=0.3*pi; 通带最大衰减Rp=1 dB; 阻带最小衰减Rs=15 dB，每个题目至少设计出5个用不同方法的不同类型滤波器。
《信号处理专题设计》课程设计的教学大纲
一、课程名称：信号处理专题设计二、课程性质：选修课三、课程学时：48学时四、课程对象：电子信息科学与技术、通信工程等相关专业的本科生五、课程简介：信号处理专题设计课程是电子信息类专业中的重要课程之一，旨在培养学生对信号处理理论和技术的深入理解，同时提高学生的工程实践能力。
通过本课程的学习，学生将能够掌握信号处理领域的基本理论和方法，具备解决实际问题的能力。
六、课程目标：1. 了解信号处理的基本概念和技术，理解信号处理在实际应用中的重要性；2. 掌握信号处理的基本原理和常用算法，能够运用这些知识进行实际工程设计和问题解决；3. 培养学生的创新意识和团队合作精神，能够独立或协作完成信号处理相关课题的实践设计与研究。
七、教学内容：1. 信号处理基础知识1.1 信号的基本概念1.2 时域分析与频域分析1.3 离散信号与连续信号2. 信号处理算法与技术2.1 傅里叶变换及其应用2.2 时域滤波与频域滤波2.3 自适应信号处理3. 信号处理系统设计3.1 数据采集与预处理3.2 数据压缩与传输3.3 实时信号处理系统设计4. 课设项目4.1 选题与任务分配4.2 调研与方案设计4.3 实施与验证4.4 报告撰写与成果展示八、教学方法：1. 理论讲解：通过课堂讲授，系统地介绍信号处理的基本理论、算法和技术，引导学生建立起完整的知识体系；2. 实践操作：通过实验课或课程设计，指导学生利用MATLAB等工具进行实际数据处理和系统设计，培养学生的动手能力；3. 导师指导：每个课设项目配备一名教师作为指导老师，负责对学生进行项目管理与成果评定；4. 论文撰写：要求学生撰写课设论文，对课程设计过程进行总结和归纳，提高学生的论文写作能力。
九、教材与参考书：主教材：《数字信号处理（第四版）》著者：Proakis J G参考书：1. 《数字信号处理与应用》著者：Zhang S B2. 《MATLAB信号处理技术及应用》著者：Wang L十、成绩评定：1. 平时成绩：包括课堂表现、实验报告、作业等；2. 课程设计成绩：包括课程设计的过程管理、设计成果质量等；3. 期末考试：对学生的整体学习情况进行综合考核；4. 考核比例：平时成绩占30，课程设计成绩占30，期末考试成绩占40。
信号分析与处理课程设计大纲
《信号分析与处理课程设计》教学大纲课程编码：060251005 学时/学分： 2周/4学分一、大纲使用说明本大纲根据自动化专业2017版教学计划制订（一）适用专业测控技术及仪器专业（二）课程设计性质必修课（三）主要先修课程和后续课程1、先修课程：电路、信号与系统、数字信号处理。
2、后续课程：毕业设计（四）适用教学计划版本2017版教学计划二、课程设计目的及基本要求通过本课程设计使学生进一步巩固《信号与系统》《数字信号处理》的基本概念、理论、分析方法和实现方法；使学生掌握的基本理论和分析方法方面的知识得到进一步扩展；使学生能有效地将理论和实际紧密结合；增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
课程设计不仅是对程序设计能力的综合锻炼,更是对团队合作,软件开发与项目管理过程的训练。
因此,课程设计综合题目可以根据题目的难度不同由小组合作完成,每个小组1—3人。
三、课程设计内容及安排课程设计要求学生学习LabVIEW软件及应用，学习并研究信号分析与处理课题有关理论，利用LABVIEW编程，完成相应的信号分析与处理课题，写出课程设计报告,打印程序，给出运行结果。
（1）信号发生器的设计（2）连续时间系统的时域分析（3）离散时间系统的时域分析（4）信号的频谱分析（5）连续时间信号的抽样及频谱分析（6）卷积积分与离散卷积（7）数字滤波器设计（8）网络的频响特性分析（9）连续时间系统的变换域分析（10）离散时间系统的变换域分析（11）快速傅立叶变换（12）系统的状态变量分析（13）虚拟小波消噪仪的设计（14）虚拟模糊热点温度分析仪设计（15）自拟课题（需经老师核准2、安排整个课程设计分为以下几个阶段进行:开题,系统设计,系统编码实现,系统测试,系统评价与验收。
开题:题目可来自教师指定的参考题目,也可自由选题,特别是鼓励有创新性的题目或是在已知题目的基础上进行创新。
系统设计:系统设计的任务是对所确定的题目从问题需求,数据结构,程序结构,难点及关键技术等方面进行分析,形成的系统设计方案,并进行详细的分工。
基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计
河南科技大学课程设计说明书课程名称医学信号处理题目基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计（2）院系医学技术与工程学院班级医疗器械工程111班学生姓名指导教师侯海燕宋卫东＿日期 2014年9月11号课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称医学信号处理学生姓名专业班级医疗器械工程111班设计题目基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计（2）一、课程设计目的1．熟练掌握使用MATLAB程序设计方法2．掌握数字信号处理的基本概念、理论、方法3．掌握序列离散傅里叶变换的MATLAB实现，并进行频谱分析4．熟练掌握使用MATLAB设计IIR或FIR数字滤波器5．学会用MATLAB对信号进行分析和处理二、设计内容、技术条件和要求一）设计内容与技术条件1．根据给定的一段MIT-BIH心电信号（101号），画出心电信号的时域波形和频谱图（幅频和相频）；2．根据心电信号频率范围及其噪声的频率范围设计2个滤波器（一个IIR，一个FIR）实现对心电信号滤波。
滤波器的种类（高通，低通，带通，带阻），滤波器性能指标（通阻带截止频率，衰减系数），滤波器的设计方法（IIR有冲击响应不变法和双线性变换法，FIR有窗函数法及频率抽样法）等自行设计。
要求输出所设计的滤波器的系统函数，画出滤波器的频率响应（幅频响应和相频响应）曲线；3．用该滤波器对心电信号进行滤波，画出滤波以后心电信号的时域波形和频谱（幅频）；分析信号滤波前后心电信号的时域和频域的变化；4．两个滤波器滤波效果异同分析；5．运用GUI设计一个心电信号处理系统界面。
（选作）二）设计要求1．根据滤波器的性能指标要求，设计数字滤波器；2．程序中按照IIR滤波器的步骤一步步完成设计；尽可能的少调用MATLAB 自带的函数文件；3．设计程序要通用性好，整齐易懂，并要求主要语句有注释；4．设计结果中的图示要美观，整齐，有标题，有纵横坐标标示；5．课程设计报告要有理论依据、设计过程，结果分析。
心电图课程设计报告
心电图课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生了解心电图的基本概念、原理和应用，掌握心电图的阅读和分析方法，培养学生的实际操作能力和临床思维能力。
具体目标如下：1.知识目标：•掌握心电图的基本概念、原理和术语；•了解心电图在不同疾病状态下的表现；•熟悉心电图的操作步骤和解读方法。
2.技能目标：•能够独立进行心电图的操作和解读；•能够分析心电图异常表现并与临床疾病相对应；•能够运用心电图结果进行临床决策和病情评估。
3.情感态度价值观目标：•培养学生的责任感和关爱患者的意识；•培养学生的批判性思维和解决问题的能力；•培养学生的团队合作和沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括心电图的基本概念、原理、操作步骤和解读方法。
具体安排如下：1.心电图的基本概念和原理：介绍心电图的定义、产生机制和心电信号的记录方法。
2.心电图的操作步骤：讲解心电图机的使用方法、电极的放置和心电图的记录技巧。
3.心电图的解读方法：教授如何分析心电图的各个波段、间期和异常表现，以及如何与临床疾病相对应。
4.常见心电图异常表现的分析：讲解各种心电图异常表现的特点和临床意义。
5.心电图在临床应用中的案例分析：通过实际案例，让学生学会运用心电图结果进行临床决策和病情评估。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：教师讲解心电图的基本概念、原理和解读方法，为学生提供系统的知识框架。
2.案例分析法：通过实际案例，让学生学会运用心电图结果进行临床决策和病情评估。
3.实验法：学生亲自动手进行心电图的操作和解读，培养实际操作能力和临床思维能力。
4.小组讨论法：学生分组讨论心电图的案例，培养团队合作和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威的心电图教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的心电图参考书籍，供学生拓展阅读和深入研究。
- 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)。
设计原理
1.信号频谱的含义。
任一信号，只要符合一定条件都可以分解为一系列不同频率的正弦（或余弦）分量的线性叠加；每一个特定频率的正弦分量都有它相应的幅度和相位。
因此对于一个信号，它的各分量的幅度和相位分别是频率的函数；或者合起来，它的复数幅度是频率的函数。
这种幅度（或相位）关于频率的函数，就称为信号的频谱。
把信号频谱，即幅度（或相位）关于频率的变化关系用图来表示，就形成频谱图。
从频谱图上，我们既可以看到这个周期信号由哪些频率的谐波分量（正弦分量）组成；也可以看到，对应各个谐波分量的幅度，它们的相对大小就反映了各谐波分量对信号贡献的大小或所占比重的大小。
2.处理对象分析。
待处理对象为一段心电信号（ecg.txt），选取抽样频率为fs=360。
首先画出其时域波形图，对此信号求傅里叶变化，利用MATLAB绘制出其频谱图。
然后按要求选取合适的噪声信号（x1=0.03sin(2*pi*50*p)），把该噪声信号和上述心电信号进行叠加，并求出叠加后的信号的时域波形和频谱图（幅频）。
3.滤波器设计原理。
用窗函数法设计FIR滤波器(具有线性相位的性质，就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变。
)时，首先根据技术指标要求，选取合适的阶数N 和窗函数的类型w(n)（布莱克曼窗），使其幅频特性逼近理想滤波器幅频特性。
其次，因为理想滤波器的hd(n)是无限长的，所以需要对hd(n) 进行截断。
简而言之，用窗函数法设计FIR滤波器是在时域进行的，先用傅里叶变换求出理想滤波器单位抽样相应hd(n)，然后加时间窗w(n)对其进行截断，以求得FIR 滤波器的单位抽样响应h(n)。
由于噪声信号的频率为50Hz，故可选取低通滤波器实现对其滤波，通带阻带截止频率分别取为40Hz,45Hz。
4.滤波器对信号的滤波分析。
用3中设计的滤波器对加噪声后的信号进行滤波处理，低于阻带截止频率的信号可以通过，从而使得50Hz的噪声信号被滤除。