基于LabVIEW的心电信号采集系统的设计
基于LabVIEW的虚拟心电监护仪系统设计
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。
基于LabVIEW的心音和脉搏信号融合采集系统的设计
基于LabVIEW的心音和脉搏信号融合采集系统的设计陈培敏;田杨萌;王宏伟;王彩霞;郝少华【摘要】针对心音和脉搏信号同时在线采集的目的,设计了一套基于LabVIEW的心音和脉搏融合采集系统.本系统采用微型驻极体话筒和医用听诊头采集心音信号,采用本学院老师自主研发的压电式传感器采集脉搏信号,硬件部分由传感器、滤波电路、NI ELVIS硬件平台和PC,软件部分由LabVIEW的前面板和程序框图实现.测试表明,基于LabVIEW的心音和脉搏信号采集系统实现了在LabVIEW前面板上心音和脉搏信号的融合采集和实时显示,并将采集到的30组心音和脉搏信号储存在文件夹中.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)009【总页数】4页(P165-168)【关键词】LabVIEW;融合采集;传感器;NIELVIS【作者】陈培敏;田杨萌;王宏伟;王彩霞;郝少华【作者单位】北京信息科技大学北京100192;北京信息科技大学北京100192;北京信息科技大学北京100192;北京信息科技大学北京100192;北京信息科技大学北京100192【正文语种】中文【中图分类】TN911.7根据联合国老龄化社会标准，我国从2000年开始就已经进入了老龄化社会，据统计，从2005年开始我国60岁以上的老年人口已达到1.45亿，占总人口的11%，并且仍在以每年3.3%的速度增长。
到2020年，我国65岁以上老龄人口将达1.67亿，约占世界老龄人口的24%[1]。
随着我国人口老龄化的加速发展和人们生活方式的改变，我国心血管疾病的总体流行趋势一直呈上升态势，且发病人群愈来愈年轻。
由于我国老龄化的加快，今后10年，我国心血管病患病人数仍可能快速增长。
心血管的死亡率最高，但在美国、加拿大等发达国家自上世纪60年代末期心血管病死亡率出现下降趋势，实践证明开展心血管病预防是可以有效的降低心血管病的发病和死亡[2]，因此，本文设计出一套基于LabVIEW的同步采集心音和脉搏系统用于健康监测。
基于LabVIEW的心电信号检测平台的设计
基于LabVIEW的心电信号检测平台的设计
曼世超;卢会国;卢勇
【期刊名称】《成都信息工程大学报》
【年(卷),期】2016(031)003
【摘要】心电信号能直观、高效反映人体心脏健康状况,关注人体心电信号的动态变化对帮助预防、治疗各种心脏突发疾病具有重要意义。
该设计基于LabVIEW设计一个人体心电信号检测平台,对接收的数字信号进行相应的信号处理最终得到人体心电信号波形,平台还具有数据存储及波形回放功能,并可通过扫描相应二维码实现移动端访问等功能。
经测试,平台基本能够实现对人体心电信号状况的实时监控显示,方便人们随时关注自身心脏健康状况。
【总页数】6页(P255-260)
【作者】曼世超;卢会国;卢勇
【作者单位】成都信息工程大学电子工程学院,四川成都610225
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于LabVIEW的心电信号检测平台的设计 [J], 曼世超;卢会国;卢勇
2.基于LabVIEW的心电信号检测实验系统设计 [J], 韩君
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4.基于Labview7的生理信号检测实验平台的设计 [J], 王成;崔茂龙;张颖
5.基于LabVIEW的心电信号检测处理系统设计 [J], 杨宏丽;张庆平
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基于LabVIEW的心率计设计[设计、开题、综述]
![基于LabVIEW的心率计设计[设计、开题、综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb867d1f27284b73f3425014.png)
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。
基于Labview大鼠心电信号采集及实时RR间期检测
基于Labview大鼠心电信号采集及实时RR间期检测 张传耀;周青;江依法;万海同;叶含笑 【摘 要】目的 大鼠心电信号采集目前依赖于生理信号采集系统,其采样频率低,且无法进行软件算法的内部改造,不利于实验使用.本文设计了高精度大鼠心电信号采集系统以实现RR间期实时检测.方法 采用AD620设计心电信号采集电路,信号经USB-6008进行A/D转换后送入PC机,通过Labview编程完成滤波、预处理及显示.然后,通过Labview与Matlab混合编程,采用模板匹配方法实现RR间期实时检测.最后,随机选取10只大鼠心电数据进行离线分析,以阈值法作为对照检验RR间期实时检测的准确性.结果 阈值法检出率96.62%,模板匹配法检出率99.16%.结论 通过硬件与软件结合的方法能够获得高精度的大鼠心电信号.通过Labview与Matlab混合编程,采用模板匹配法能够实现RR间期实时检测,且检测准确性较高,为进一步的实验研究提供了基础.%Objective The rat ECG acquisition bases on various physiological signal acquisition systems at present. The users can not modify the analysis algorithm inside and these systems with low sampling frequencies are not useful. This article introduces a high-accuracy rat ECG acquisition system which realizes realtime detection of RR intervals. Methods First, we designed an ECG acquisition circuit based on AD620. USB-6008 was used to realize A/D conversion. Then the real-time detection of RR intervals was realized by Labview combined with Matlab by means of template matching method. Finally, to checkout the accuracy of the real-time detection of RR intervals, ECG signals of 10 randomly selected rats were analyzed offline compared with the threshold method. Results The detection rate of the threshold method and the template matching method were 96. 62% and 99. 16% , respectively. Conclusions High-accuracy rat ECG acquisition system can be realized by means of software combined with hardware. The real-time detection of RR intervals realized by Labview combined with Matlab by means of template matching method is accurate and provides the basis of the rat ECG research.
基于Labview的心电信号数据采集系统
论 著基于Labview的心电信号数据采集系统商怀超【中图分类号】R331.3+8 【文献标识码】C 【文章编号】1672-5085(2008)07-0009-03【摘要】心电信号的测定对深入了解心脏系统疾病的病理生理改变,协助疾病的诊断和鉴别诊断,评定治疗效果,以及确定能否承受胸部手术等具有重要意义。
心电信号的测定已成为现代医学检测中不可缺少的检测项目。
如何利用Labview 结合数据采集装置来采集和分析这些心电信号数据将成为本文讨论的重点,并将就系统设计时出现的一些具体问题做具体的分析。
应用领域:生物医学工程挑战:对心电信号的采集分析,为心电图的科学仿真和研究提供了有利的测量平台。
应用方案:用NI 公司的多功能数据采集卡和Labview 软件,结合自行开发的采集装置开发了一个具有采集分析和特征提取功能的心电信号测量系统。
使用产品:La bview7.0、N I 公司和研华公司的数据采集卡等介绍:对于传统的心电监护仪器,其信号的采集、处理、显示均由硬件电路来实现,电路生产的技术要求高,绝大多数由国外进口、价格昂贵,维护和更换时易造成资源浪费。
基于计算机技术的虚拟仪器技术依据“软件即仪器”的思想,利用计算机强大的信号处理能力,通过软件模拟传统仪器面板的控制、显示功能,进一步实现信号的各种分析、大量存储、按需回放等多种功能要求。
本章介绍了基于虚拟技术的心电监护系统的实现方案和相关技术,以期充分利用计算机家庭普及程度提高的同时,使众多心脏病患者只要配置较少硬件设施就可以完成家庭心电监护的目的,而为进一步实现远程医疗奠定了可行性基础。
系统的构成本系统主要由三部分构成即心电采集与预处理电路、Lab 2jack 接口卡、软件部分组成。
各部分的主要功能为:1 心电采集、预处理电路该模块为必要的硬件处理模块,它通过前端电极、引入人体标准到联心电信号,该模块利用集成电路构成的差动输入方式和右腿驱动方式提高CMRR 、用光点隔离技术保证人体的安全性,输入的心电信号通过可以放大到1.5Vpp 。
基于LabVIEW的EEG信号采集与处理系统设计
基于LabVIEW的EEG信号采集与处理系统设计毛丽民;朱培逸;刘叔军;杨自【摘要】In this paper,a method of EEG signal processing based on LabVIEW is proposed based on the EEG signal collected by Emotiv Epoc.The LabVIEW software platform is used to analyze the collected signal and obtain the EEG signal,to capture the current state of the receiver,and save and read the EEG data.Firstly,the Fourier transform is used to analyze the frequency domain information in a certain period of time,then the wavelet analysis is applied to capture the time of a signal appearing in a certain bining these two methods,we can get better analying result of EEG signal.Through a large number of experimental tests,the processing method of EEG signal proposed in this paper can filter out the high recognition rate signal,and provide an effective way for the study of EEG based control.%针对Emotiv Epoc采集的脑电信号,提出了一种基于LabVIEW的EEG信号的处理方法.应用LabVIEW软件平台,对采集的信号进行解析获取EEG信号,捕捉受试者的当前状态,同时对解析出的EEG数据进行保存与读取.首先利用傅里叶变换进行分析,得出在某段时间范围的频域信息,然后在此基础上进行小波分析,捕捉某一通道的某一信号出现的时间,结合这2种方法,更好地分析EEG信号.通过大量实验测试,提出的基于LabVIEW的EEG 信号处理方法,能筛选出识别率较高的信号,从而对基于脑电控制的研究提供了一种有效途径.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】6页(P153-157,186)【关键词】LabVIEW;脑电图描访器信号;傅里叶变换;小波分析;识别【作者】毛丽民;朱培逸;刘叔军;杨自【作者单位】常熟理工学院电气与自动化工程学院,江苏常熟215500;常熟理工学院电气与自动化工程学院,江苏常熟215500;常熟理工学院电气与自动化工程学院,江苏常熟215500;常熟理工学院电气与自动化工程学院,江苏常熟215500【正文语种】中文【中图分类】TP242.6人类在脑机接口方面的研究已有40多年，开辟很多生物学与医学的新道路。
基于Labview的数据采集系统设计毕业设计
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）说明书论文题目基于Labview的数据采集系统设计目录摘要........................................................................................................................................ I I Abstract (III)第一章绪论........................................................................................................................ - 1 -1.1背景.......................................................................................................................... - 1 -1.2国内外技术现状...................................................................................................... - 1 -1.3数据采集技术的介绍............................................................................................. - 2 -1.4虚拟仪器的介绍...................................................................................................... - 9 - 第二章PCI8602的硬件结构及性能.................................................................................. - 13 -2.1 功能概述............................................................................................................... - 13 -2.2元件布局图及简要说明........................................................................................ - 15 -2.3信号输入输出连接器............................................................................................ - 17 -2.4 各种信号的连接方法........................................................................................... - 18 -2.5各种功能的使用方法............................................................................................ - 21 -2.6 CNT定时/计数功能.............................................................................................. - 22 - 第三章PCI8602的编程函数........................................................................................... - 23 -3.1 编程纲要............................................................................................................... - 23 -3.2 PCI设备操作函数接口......................................................................................... - 25 - 第四章数据采集的程序设计............................................................................................ - 33 -4.1 前面板设计........................................................................................................... - 33 -4.2 程序后面板设计................................................................................................... - 33 -4.3 vi层次结构............................................................................................................ - 40 - 第五章采集实验结果及总结.......................................................................................... - 41 -5.1 实验结果............................................................................................................... - 41 -5.2 总结与展望........................................................................................................... - 42 - 致谢...................................................................................................................................... - 43 - 参考文献.............................................................................................................................. - 44 -摘要本设计介绍了一种基于Labview编程软件的数据采集系统设计方案。
基于Labview和Matlab的心电信号分析系统设计
基于Labview和Matlab的心电信号分析系统设计
胡晓;魏薇;郑庆州;高鹰
【期刊名称】《计算机时代》
【年(卷),期】2010(000)002
【摘要】介绍了一种采用Labview和Matlab相结合设计心电信号分析仪的方法:利用Labview灵活的图形化编程工具设计前面板,利用Labview平台上Matlab调用节点调用小渡变换等算法.应用该方法所设计的系统具备读取并显示心电信号文件、小波变换的滤波功能和测试ECG信号参数等功能,效果良好;系统实现简单,可扩展性强.
【总页数】3页(P25-26,31)
【作者】胡晓;魏薇;郑庆州;高鹰
【作者单位】广州大学机械与电气工程学院,广东,广州,510006;广东省人民医院;广州大学机械与电气工程学院,广东,广州,510006;广州大学机械与电气工程学院,广东,广州,510006
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于LabVIEW和Matlab的虚拟信号分析仪设计 [J], 陈华丽
2.基于labview的心电信号分析 [J], 魏萍
3.基于LabVIEW的轴承振动信号分析系统设计与开发 [J], Zhuo Xingcheng;Tong Yifei;Li Dongbo
4.基于LabVIEW的心电信号分析系统设计 [J], 杨妮;尚宇
5.基于LabVIEW的振动信号分析系统设计 [J], 李思琦; 蒋志坚
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基于LabVIEW的数据采集 系统分析与设计
引言现代技术的进步，特别是以计算机技术为代表的不断革新的计算机技术，正从各个层面上影响并引导着各行各业的技术革新，基于计算机技术的虚拟仪器系统技术也正以不可逆转的力量推动着测量控制技术、数据采集和分析等技术的发展。
传统仪器主要由信号采集与控制模块、分析与处理模块、以及测量结果的表达与输出模块这三大功能模块组成。
传统仪器的这些功能都是以硬件(或固化的软件)形式存在的。
而虚拟仪器则是将这些功能移植到计算机上完成。
它在计算机上插上数据采集卡，然后利用软件在屏幕上生成仪器面板，并利用软件进行信号的分析与处理。
相对于传统仪器，虚拟仪器具有性能高、扩展性强、开发时间少、完美的集成功能等特点。
LabVIEW是一款优秀的虚拟仪器软件开发平台。
LabVIEW以其直观、简便的编程方式，众多的源码级设备驱动程序，多种多样的分析和表达支持功能，可为用户快捷地构建实际生产中所需要的仪器系统创造有力的基础条件。
其中数据采集与仪器控制是LabVIEW最具竞争力的核心技术。
1 系统整体方案设计一个完整的LabVIEW程序主要包括前面板、程序框图、连接器三部分。
前面板是一种交互式图形化用户界面，用于设置输入数值和观察输出：框图是定义VI功能的图形化源代码，可利用图形语言对前面板的控制量和指示量进行控制；图标和连接器窗格用于把程序定义成一个子程序，以便在其他程序中加以调用。
本系统包括波形信号采集、保存标准信号、信号处理和分析、采集数据回放四个部分。
图1是信号采集与分析系统框图。
1．1 波形信号的采集该部分主要利用外部触发方式发出触发信号，以使发出信号和通道的采集达到同步。
以信号发生器发出信号为例；为了分析有限个波形的数据，必须保证采集卡采集的数据是发出的全部信号并且只有一个发出信号。
本系统通过采集卡输出一个脉冲信号来触发信号发生器，以使采集卡的输入通道和脉冲输出通道同步。
实际上，正是基于这一点，其发出的任意信号才必须被无遗漏的同步采集过来。
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・基础研究・基于LabVIEW的心电信号采集系统的设计
于 杰,李川勇,贾林壮
摘 要:目的 设计一套基于LabVIEW的心电信号采集系统。
方法 在插入式信号采集板DAQ的硬件支持下,利用LabVIEW编程软件,设计了一套双通道心电信号采集系统,本系统用传统的心电图机采集心电信号,经过调解后,输
入计算机采集并显示,同时,为了能够对心电信号作进一步的研究,利用小波变换对心电信号进行了处理。
结果 成
功采集到心电信号,并计算了心率的大小。
关键词:LabVIEW;心电信号;采集系统
中图分类号:R540.41;TP311.52 文献标识码:A文章编号:1009-7090(2001)03-0131-0003
The Design of ECG Aquiring System on LabVIEW Y U Jie,LI Chuan-y ong,J I A Ling-zhuang Department o f Bio2 physics,Nankai Univer sity
Abstract:Objective T o design the ECG acquiring system on LabVIEW.Methods With a DAQ board,we design an ECG acquisi2
tion system based on LabVIEW.The electrocardiographic signal is conditioned by a traditional ECG machine and acquired by a DAQ
board on a com puter.A wavelet trans formation was used to process the acquired signal.R esults The ECG signals were acquired success fully and the heartbeat rate was calculated.
K ey w ords:LabVIEW;ECG;collecting system
1 前言
生物电是生命的特征,心电是生物电的一种。
利用心电图等有关心电活动的曲线和图形资料为临床提供诊断信息,是心血管病不可缺少的检查诊断方法。
传统的心电图诊断方法是由三大功能模块组成:心电信号的记录、分析和表述结果,这三者都是由手工完成的,完全依靠医生的临床经验,在结果分析方面存在个体差异,并且在心电图结果的保存方面也有不便。
随着计算机技术的发展,计算机在心电图中的应用为人们从事心电学研究和进行临床诊断提供了现代化的手段,如果把传统心电图机的信号分析和处理、结果表达与输出等的功能由计算机完成,可以使传统心电图机在数据处理、表达、传送、存储等方面获得突破。
虚拟仪器是一种新兴的构造仪器的技术,它利用计算机强大的计算能力和丰富的软硬件资源来组
作者单位:南开大学生物物理系,天津 300071
收稿日期:2000-10-11;修回日期:2001-01-12织仪器系统,实现从传统仪器向计算机系统的过渡。
LabVIEW是基于虚拟仪器技术的应用开发软件,这种软件开发平台具有编程简单、结果直观的特点,这为开发出符合要求且界面友好的心电信号采集分析系统提供了方便。
我们使用了美国National Instruments公司的相关产品,利用LabVIEW511图形化软件开发平台的超强能力和DAQ数据采集板,采用虚拟仪器的方法,建立了一种新的心电信号采集、显示和分析方法,使传统的心电图机成为一个智能化的心电信号采集和分析系统。
2 系统的构成
心电信号采集和分析系统由软件和硬件两部分组成,硬件部分的任务是由传统的心电图机将心电信号转换为电信号,并进行信号调理,再由数据采集板DAQ通过其A/D转换等的功能,将信号以数字形式采集到计算机;软件部分通过编程将由硬件部分采集到的信号进行显示、分析和处理。
系统的结构框图如图1所示。
131
生物医学工程与临床2001年9月第5卷第3期
211 硬件部分
硬件部分包括四部分:电极、心电图机、多功能数据采集板和计算机。
电极使用的是心电图标准导联电极,按照临床实践确立的12导联的常规位置;安放在身体的相应位置;心电图机使用的是上海光电医用电子仪器有限公司生产的M odel ECG -6511,作用是调理心电信号,包括信号的放大和预处理,预处理是由心电图机的滤波功能,滤除心电信号中的工频干扰和肌电干扰,然后信号通过心电图机上的CRO 插口引出,并接入到DAQ 板。
信号的A/D 转换和与计算机接口等功能由Na 2tional Instruments 公司生产的数据采集卡PI O -MI O -16E -1完成。
PI O -MI O -16E -1有16个模拟信号
输入端口,可构成16个单通道输入和8对差分输入,因此可以实现对多个信号的并行采集,对于心电信
号的输入方法我们采用的是差分输入,输入信号在A/D 转换时其采样精度为12bit ,经过A/D 转换的心
电信号由PI O -MI O -16E -1传给计算机的虚拟仪器工作环境,即可进行下一步的处理了。
本系统中使用了金长城P Ⅱ300个人计算机,型号为ABC6333PT -C 。
212 软件部分
软件部分的设计利用了美国NI 公司的LabVIEW 开发软件包,此开发软件包含了丰富的功能函数库和完备的总线设备驱动程序。
LabVIEW 的一个重要特色就是其基于图形(G raphing )的编程方式:Lab 2VIEW 采用了框图而非传统的文本方式和编程方法,
这种编程方法直观简便,有利于简化编程,缩短开发时间和降低开发难度。
图2
软件流程图
2
31 生物医学工程与临床2001年9月第5卷第3期
LabVIEW 开发环境分为前面板和流程图两部分,前者对应于一台实际仪器的面板,实现的是对仪表的控制和信号的表达功能;后者是程序的图形化源代码,它包括函数、结构、代表前面板上控制对象和显示对象的端子以及连线等,用于实现仪表对信号的采集处理等操作。
图2所示的是此采集系统的软件流程图。
本系统中软件部分的开发包括两部分:面板的设计和信号处理,前面板的结构如图3所示,其功能包括两大部分:系统的设置和信号处理。
R -R 间期的提取,系统中利用,提取特征点R ,即通过二次样条小波的21尺度变换,有效地突出QRS 波,效果如图4所示,经小波变换后,R 波非常明显,而且漂移也得到了一定的抑制,这样就可以提取R 波,并计算R -R 间期和心率。
原始信号经小波变换后,如图5提取R 波并计算心率。
3 讨论
用虚拟仪器的技术改造传统仪器使其智能化,是一个实际可行的方案,通过NI 公司的软硬件产品可以快速、经济地实现。
本文中用NI 的DAQ 和Lab 2VIEW 改造的心电信号采集系统,在实践中证明能够满足设计要求,而且结果的显示非常直观明了,与以往的系统相比,程序的设计也非常的简单。
对于基于LabVIEW 的心电信号采集系统,目前只是完成了其中的一部分内容,进一步的内容包括对心电图导联的自动选择、滤波器的选择等,以及信号处理软件的完善,如QT 间隔的提取、ST 段的位移和心率变异的计算等的工作,将继续进行。
参考文献:
〔1〕黄大显1现代心电图学〔M 〕1北京:人民军医出版社,
1998:1-3
〔2〕苗振魁1医用电子仪器〔M 〕1天津:天津大学出版社,
1992:89-91
〔3〕LabVIEW Basics C ourse Manual 〔M 〕1May 1997Edition ,Part
Number 320628D -01
〔4〕DAQ PCI E Series User Manual 〔M 〕1July 1997Edition ,Part
Number 320945C -01
3
31生物医学工程与临床2001年9月第5卷第3期 。