1. 研究目的与意义
心电信号预处理对研究心电图以及治疗心脏类疾病具有重大意义。
1887年,心电图的先驱Waller(沃勒)教授成功记录了人的第一例心电图。
1903年,心电图开始用于临床医疗,提供医疗辅助。
2. 课题关键问题和重难点
1.ECG信号检测中最常见的三种噪声,即工频干扰、肌电干扰和基线漂移。
2.工频干扰是人体分布电容和电极引线环路受工频电磁场影响而产生的,频率为50Hz工频及其谐波,而且幅度较低。
在心电图上表现为细小的波纹,它会掩盖原有信号的细节信息,影响心电信号观测,使用IIR滤波器或FIR滤波器设计算法时,在完成必要的滤波的基础上,如何尽可能简化运算并保证心电信号的线性相位是一个难点。
3. 国内外研究现状(文献综述)
心电图反映的是心脏兴奋的电活动过程,他对心脏的基本功能及其可能存在的疾病的研究具有重要参考价值。
心电信号由P波、QRS波、T波以及静息期构成,各波的频率特性不同,是典型的时频特性和时间尺度的生物信号。
P波是由心房去极化产生的,位于QRS波前,有波行小持续时间段等特性,幅度约为0.25mV。
4. 研究方案
1.肌电信号低通滤波器与工频抑制滤波器的设计:由于从设备采集的信号会受到各种电磁干扰,肌电干扰主要是由人的自主呼吸还有肌肉运动的主要分布在2000Hz左右的高频干扰,工频干扰主要由于我国采用的是50Hz的三相交流电和空气中的各种电磁波引起的。
通过分析原始的心电信号,由MATLAB软件通过快速傅里叶变换得到原始信号频谱可以得到:建立通带截至频率为20Hz阻带截至频率为40Hz的低通滤波器可以兼顾滤除肌电干扰和工频干扰,采用IIR模拟低通滤波算法,即巴特沃斯滤波器,切比雪夫I型滤波器,椭圆滤波器,FIR窗函数法设计的滤波器,频域法设计的滤波器等等。
来实现低通滤波器的设计,后期加入自适应小波变换来从多种方法中择优。
5. 工作计划
2022-2022第一学期:第15-16周:完成选题,查阅相关中英文资料第17周:与导师沟通进行课题总体规划。
第18-19周:完成外文文献翻译,列出开题报告大纲,根据毕设任务书的要求进行初步滤波器设计,并为开题报告的完善查阅文献。
2022-2022第二学期:第1-2周:提交开题报告,并准备好课题所需求的条件(如寻找数据集)。
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