matlab心电信号R波检测
使用Matlab进行心电图分析与心律失常检测的方法总结
使用Matlab进行心电图分析与心律失常检测的方法总结引言心电图是一种用来记录心脏电活动的方法，通过测量心脏产生的电信号，并将其转化为图形，可以帮助医生判断心脏的健康状况。
心电图分析在医学诊断中具有重要的意义，可以帮助医生发现心脏疾病的异常情况。
其中，心律失常是一种常见的心脏疾病，严重的心律失常可能危及患者的生命安全，因此心律失常检测具有重要的临床价值。
本文将介绍使用Matlab进行心电图分析与心律失常检测的方法，并总结一些相关的技术和工具。
心电图的基本原理心电图的基本原理是依靠测量心脏产生的电信号，并将其转化为图形显示。
正常情况下，心脏的电信号呈现出一定的规律性，通过观察和分析心电图波形，可以判断心脏的健康状况。
心电图分析的步骤使用Matlab进行心电图分析的一般步骤如下：1. 导入心电图数据：将采集到的心电图数据导入Matlab中，通常可以使用文本文件或者导入工具进行导入。
2. 数据预处理：对导入的心电图数据进行预处理，包括滤波、去噪和去基线等操作。
滤波可以去除信号中的噪声和干扰，使信号更加平滑；去噪可以去除信号中的伪迹和杂散噪声，提高信号质量；去基线可以去除信号中的直流分量，使信号更易于分析。
3. 特征提取：通过分析心电图波形，提取一些特征参数来描述心脏电活动的特点。
常见的特征参数包括R峰的位置、T峰的形态、QRS波群的宽度和波形形态等。
通过这些特征参数，可以对心脏电活动进行定量分析和比较。
4. 心律失常检测：根据特定的算法和规则，对提取的特征参数进行心律失常检测。
常见的心律失常包括心房颤动、室性心动过速、室上性心动过速等。
通过分析心电图波形和特征参数，可以判断出心律失常的类型和程度。
5. 结果显示：将心电图分析的结果通过图形显示出来，以便医生进行观察和诊断。
通常可以显示心电图波形、特征参数和心律失常检测结果等。
心电图分析的工具和函数在Matlab中，有一些常用的工具和函数可以用于心电图分析，包括信号处理工具箱、波形处理工具箱、模式识别工具箱等。
心电信号滤波处理matlab报告
心电信号滤波处理matlab报告一、需求分析。
心电信号是用于检测人体心脏功能的信号。
在记录和处理心电信号时，由于各种原因，会有各种不同的噪声和干扰信号，这些都会影响到分析心电信号的正确性和准确性。
为了处理这些噪声和干扰信号，需要对心电信号进行滤波。
在本文中，我们将使用MATLAB对心电信号进行滤波处理。
二、滤波处理方法。
主要有以下两种方法：1、数字滤波器法。
数字滤波器法是通过数字滤波器对信号进行处理。
数字滤波器是由数字电路组成的，可以对信号进行模拟处理。
数字滤波器法可以根据所需的滤波器特性，尤其是通带特性、截止频率等滤波参数设计数字滤波器。
2、小波变换法。
小波变换法是将信号分解成多个频带，每个频带的特征都不一样。
这样，可以对不同频率的信号进行不同的处理，从而达到更好的滤波效果。
小波变换法常用于去除心电信号中的基音干扰。
三、matlab代码实现。
接下来，将使用MATLAB对ECG信号（心电信号）进行滤波处理。
1、读取ECG信号。
首先，需要加载ecg.mat，这是一个包含心电信号的MATLAB数据文件。
load ecg;。
plot(ecg); 。
2、数字滤波器处理。
接下来，我们将使用数字滤波器对信号进行处理，以去除高频噪声。
例如，我们可以使用高通滤波器，相当于在信号中去除低频成分。
设计高通滤波器：fcuts = [50 60];。
mags = [0 1];。
devs = [0.005 0.005];。
[n, Wn] = buttord(fcuts/(Fs/2), mags, devs);。
[b, a] = butter(n, Wn, 'high');。
对信号进行滤波处理：ecg1 = filter(b,a,ecg);。
然后可以将处理后的信号与原始信号进行比较，以查看滤波后的效果。
plot(ecg1); % 滤波后的信号。
hold on;。
plot(ecg); % 原始信号。
3、小波变换处理。
基于matlab的心电信号QRS波检测与分析
燕山大学课程设计说明书题目：基于matlab的心电信号QRS波检测与分析学院（系）：电气工程学院年级专业：10生物医学工程1班学号：********xxxx学生姓名：XXX指导教师：XX教师职称：副主任燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：生物医学工程系说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份2013年12 月5 日目录一、MATLAB软件介绍 (2)二、概述 (3)三、ECG特征参数及分析 (4)3.1 心电信号的特点 (4)3.2 心电信号的特征参数 (4)四、QRS波得检测与分析 (5)4.1 以软件为主的方法实现QRS波的检测 (5)4.2 QRS波检测方法与程序 (5)五、心得体会 (14)六、参考文献 (14)一、MATLAB软件介绍MATLAB是矩阵实验室的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
基于Matlab的心电信号分析与处理小论文.doc
基于Mat lab的心电信号分析与处理摘要：本课题设计了一个简单的心电信号分析系统。
直接采用Mat lab语言编程对输入的原始心电信号进行处理，并通过matlab语言编程设计对其进行时域和频域的波形频谱分析，根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试，得出一定的结论。
(This topic has designed a simple ECG analysis system. Direct use of Matlab programming language original ECG signal input is processed, and its waveform spectrum analysis of the time domain and frequency domain matlab language programming through design, prepared in accordance with specific design requirements to complete the system of procedures, debugging and functional testing，too a certain conclusion.)关键字：matlab、心电信号、滤波一、课题目的及意义心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物信号之一，它比其它生物电信号更易于检测，并且具有较直观的规律性，因而心电图分析技术促进了医学的发展。
然而，心电图自动诊断还未广泛应用于临床，从国内外的心电图机检测分析来看，自动分析精度还达不到可以替代医生的水平，仅可以为临床医生提供辅助信息。
其主要原因是心电波形的识别不准，并iL心电图诊断标准不统-。
因此，探索新的方法以提高波形识别的准确率，寻找适合计算机实现又具诊断价值的诊断标准，是改进心电图自动诊断效果，扩大其应用范围的根木途径。
(完整word版)matlab心电信号R波检测
原理（写出具体的计算公式）
心电信号是体表电极测量的心电电压幅度随时间变化的函数,属于时域波形信号,虽然从人体体表不同部位的不同导联上所测得的心电波形各异,且不同个体的心电信号存在差异,但所有正常的心电波形周期均可划分为P波!P一R段!QRS波群!S一T段!T波等几个主要部分,且每个特征子波段都代表着一定的生理学意义,如图(2一1)所示"如果心脏发生了病变,就会使得心电信号在周期和波形形态上发生某些畸变,有关的心电图学专著二中给出了大量心脏病变的心电图示例,足以说明心电波形的复杂多变性和电生理机理的复杂性"由于ECG信号容易受到各种噪声干扰的影响和其本身波形形态的复杂多变,一般情况下,直接利用ECG信号的时域波形进行信号分类和疾病诊断比较困难,更多的是要对时域ECG信号进行某种变换或处理,提取ECG信号的变换域特征进行分析和判断"体表心电图时域波形信号的幅度范围一般在IOuV一4mv之间,典型值为lmv左右"从时域波形中可以看出,ECG信号特征段的分界处是波形上的拐点,即波形变化起伏最大的点,这也是ECG信号波形检测与定位时最关注的点,关于心电信号中典型波段及特征点所代表的生理学意义将在下一节中进行较为详细的论述"
(3)对每个心动周期段信号的尺度一时间图,分别找出在每一个尺度下的正的极大值点和负的极大值点,将其连成线得到正!负模极大值线"由每条正!负模极大值线的斜率求出该点对应的李氏指数,根据李氏指数判据剔除李氏指数小于O和大于1所对应的模极值线。
(4)因为信号的连续小波变换的模极值线有可能出现中断现象,所以需对每一条正!负模极大值线进行直线拟合,以分别求出它们在尺度a二0的时间位置,若在a=0时正。负模极大值并不收敛于同一个点,则取二者的平均值作为R波的初步位置。
心电信号R波检测分析与处理
实验报告一、实验目的1.读取心电信号2.进行R波检测3.进行异变分析二、实验工具1.PC机2.Matlab软件三、实验原理及结果1.读取心电信号（1）心电数据文件存储方式心电数据文件在存储时为了节省存储空间，使用了自定义的格式，因此无法通过直观方式去读取心电数据。
一个心电数据记录由三个部分组成：(1)头文件(拓展名是hea)；(2)数据文件(拓展名是dat)；(3)注释文件(拓展名是art)”】。
[．hea]文件由ASCII码字符组成。
以234．hea为例：234 2 360 650000234．dat 2l2 200 11 l024 l008 18427 0 M LII234．dat 2l2 200 11 1024 1051 21057 0 Vl# 56 F 1971 3655 x2# None# The PVCs are uniform第一行从左到右分别代表文件名序号，导联数目，采样频率，采样点数；第二行从左到右记录导联1的数据，包括文件名，存储格式，增益，AD分辨率，ADC 零值，第一个采样点值，校验数，注解(如果是0，可以从中间读取任意一段输出)，导联类型；第三行从左到右记录导联2的数据，内容同第二行一致；最后几行以#开始的为注释行，一般说明患者的情况以及用药情况等。
[．dat]文件采用212格式进行存储。
“2l2”格式是针对两路导联的数据库记录，这两路导联的数据交替存储，每三个字节存储两个数据。
这两个数据分别采样自导联l和导联2，第一个字节作为导联1数据的低8位，第二个字节的高四位作为导联l数据的高四位；第二个字节的低四位作为导联2数据的高四位，第三个字节作为导联2数据的低8位，以234．dat为例。
按照“2l2”的格式，前三个字节为“F0 34 1B”，两路导联值分别为0x3F0和0x41B，转换成十进制分别为1008和l051，这两个值分别是两路导联的第一采样点值，后面依此类推。
[．art]采用二进制存储，格式定义比较复杂。
毕业设计(论文)-基于matlab的心率检测系统[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于matlab的心率检测系统[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/36e860f216fc700aba68fcc6.png)
毕业设计（论文）题目：基于matlab的心率检测系统学院：信息工程学院专业名称：电子信息工程班级学号：学生姓名：指导教师：二O16 年06 月基于matlab的心率检测摘要：1984年，美国MathWorks公司正式推出了商业数学软件matlab。
这是一款用于算法的研发、数据的可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。
在国际学术中，matlab已经公认为方便、准确、可靠的科学计算标准软件。
在研发部门，matlab更被认作高效研究、开发的首要软件。
如今，matlab更是已经渗透到我们生活的各行各业。
这次对心率的检测也用到了强大的matlab。
由于matlab包含了众多的函数，我们可以利用这些函数来处理心电信号的显示、滤波及RQS波的检测等。
本次设计中运用到了GUI，这样可以很方便直观的显示我们需要的波形及更快捷的对波形进行一系列的操作。
对心电数据的显示可以用matlab中的textread函数。
在滤波中更是可以用到众多的滤波函数如buttord函数、butter函数及blackman函数等。
在这次毕设中，对心电信号的滤波采用的是带通滤波器加上hamming窗滤波器，这样可以有效的减少噪声的干扰。
对RQS波的检测采用的是动态阈值法。
这种方法在实际运用中成功率很高，并且算法思路清晰简明。
对于心率的检测，在用动态阈值法找到R波后，就可以同过编程来计算心率。
关键词：matlab、心率检测、RQS波检测、滤波指导老师签名：Heart rate detection based on matlabStudent name : Zhong Wei Qiao Class: 12041440Supervisor: Yang Su HuaAbstract: In 1984, the United States MathWorks company officially launched the commercial mathematical software is a high technology computing language and interactive environment for the development of algorithms,data visualization, data analysis and numerical the international has been recognized as a convenient, accurate and reliable scientific computing standard R & D is recognized as an effective research and development of the first ,matlab is already penetrated into all walks of life in our lives.The detection of heart rate also used a powerful matlab in this matlab contains a large number of functions,we can use these functions to deal with the ECG signal display, filter and RQS wave design is applied to the GUI,this can be very convenient and intuitive display we need the waveform and more efficient to carry out a series of operation of the display of ECG data can be used in textread matlab the filter is to use a large number of filter functions such as buttord function, Blackman function and butter function and so this complete set, the ECG signal filtering using a band-pass filter and Hamming window filter, which can effectively reduce the noise dynamic threshold method is used to detect the RQS method in practical application success rate is very high, and the algorithm is clear and heart rate detection, after using the dynamic threshold method to find the R wave, you can use the program to calculate the heart rate.Keyword：matlab,heart rate detection ,RQS wave detection ,filterSignature of Supervisor:目录1 前言课题的背景及意义 (3)国内外研究概况及发展趋势 (3)研究的内容及实验方案 (4)2 心电信号及其特征心电信号的产生 (8)心电信号的特点 (9)心电信号频域特点 (9)心电信号时域特点 (10)3 心电信号的预处理心电信号预处理的意义 (11)滤波方案的设计与分析 (13)低通配合窗函数滤波 (14)带通配合窗函数滤波 (14)最终方案的选择 (16)4 心电信号RQS波的复检RQS波的检测方案与分析 (19)方案选择与处理 (21)5 心电信号的心率检测心率计算 (23)6 系统软件设计GUI结构设计 (24)模块实现 (26)7总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)第一章前言当前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。
基于Matlab的小波提升与心电信号R波检测
基于Matlab的小波提升与心电信号R波检测岑小林;胡佳宗;陈援峰【摘要】本文以MIT-BIH心电数据库作为研究对象，简要介绍了使用小波变换进行心电信号检测的原理和小波提升算法的机制，阐述了采用提升小波变换的方法分解ECG信号并对R波进行定位的流程。
给出了matlab示例代码。
%We used the MIT-BIH database in our research, introduced the theary of ECG detection using wavelet transform and the mechanism of the Lifting Scheme, we explained how to decompose ECG signal by Lifting Scheme, and how to locate the position of R-Wave. We also give the example code of matlab.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】2页(P132-133)【关键词】MIT-BIH;小波提升;Matlab【作者】岑小林;胡佳宗;陈援峰【作者单位】广州城市职业学院广东广州 510405;广州城市职业学院广东广州510405;广州城市职业学院广东广州 510405【正文语种】中文【中图分类】R540.41心电信号是最重要的生命体征信号之一。
心脏病患或潜在的心脏病患,包括心血管疾病高危人群、亚健康人群、病情待定人群,通过心电设备记录患者在正常生活、工作及活动时的心电变化并且加以分析,可以帮助确定病情,或者捕捉到潜在的心脏疾病的心电信息,对患者起到预警及监护作用。
新型心电监测设备普遍具备了智能诊断功能。
这一功能是建立在对心电图的自动分析基础之上。
要能够自动分析心电图,R波的检测是最基本的,这是因为从心电图上看,R波一般是幅度最大的波,最容易被检测到。
-matlab心电信号的QRS波检测与分析 -
燕山大学课程设计说明书题目：基于matlab的心电信号QRS波检测与分析学院（系）：电气工程学院年级专业： 09医疗仪器学号：学生姓名：指导教师：孟辉赵勇教师职称：讲师讲师燕山大学课程设计（论文）任务书2012年12 月10 日目录一、 MATLAB软件介绍 (2)二、概述 (3)三、 ECG特征参数及分析 (4)3.1 心电信号的特点 (4)3.2 心电信号的特征参数 (4)四、 QRS波得检测与分析 (5)4.1 以软件为主的方法实现QRS波的检测 (5)4.2 QRS波检测方法与程序 (5)五、心得体会 (14)六、参考文献 (14)一、MATLAB软件介绍MATLAB是矩阵实验室的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单元是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解决问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点。
基于MATLAB的心电信号QRS波标定方法的研究
基于MATLAB 的心电信号QRS 波标定方法的研究摘要：心电信号特征参数的提取和检测是心电图分析的基础，而在ECG 分析中，快速准确地检出QRS 波群十分关键，本文对QRS 波的识别方法进行研究，对传统的Moriet-Mahoudeaux 算法进行改进，并提出了自己的改进算法，通过MA TLAB 编写程序实现这一算法，并用MIT-BIH 心电数据库对这一算法进行检验，同时与传统的算法检测结果进行实验对比，结果表明该算法简单有效，准确率高。
关键字：ECG ；MA TLAB ；MIT 心电数据；QRS 波标定一、引言心电数据的波形识别和参数提取是心电自动化分析系统的关键，其可靠性和准确性直接决定诊断结果的准确性。
在ECG 检测中QRS 波是检测的关键，只有正确识别了R 波的位置，才能分析ECG 的其他细节，从而进行参数测量和波形分析。
因此R 波标定的准确性，对于心电分析技术是很重要的。
目前，R 波标定的方法有很多种[1-3]，但是各种方法均有不足，因为心电信号波形的复杂性和各种类型的噪声存在生理上的变异性，都使R 波的标定有很大困难。
本文对Moriet-Mahoudeaux 算法进行改进，在一定程度上消除了QRS 波的漏检与错检。
由于MATLAB 的具有强大的信号处理功能，本文采用MATLAB 作为编程工具。
二、QRS 波的识别2.1心电信号的简述典型的心电波形包括P 波、QRS 波群和T 波。
P 波反映了左右两心房的去极化过程，QRS 波群代表左右两心室去极化过程的电位变化，它通常包括了3个紧密相连的电位波动，T 波反映了心室复极化过程中的电位变化．除了各波的形状有特定意义外，各波之间的时间间隔在临床上也有重要的理论和实践意义。
2.2 QRS 波识别的算法及其改进1981年，Moriet-Mahoudeaux [4]根据正常心电信号的特点和幅频特性，首次提出了幅值和一阶导数的算法，也称为Moriet-Mahoudeaux 算法。
基于matlab的心电信号预处理
基于matlab的心电信号预处理一、心电信号（1）心电信号的特性人体心电信号是非常微弱的生理低频电信号，通常最大的幅值不超过5mV，信号频率在0．05～100Hz之间。
心电信号是通过安装在人体皮肤表面的电极来拾取的。
由于电极和皮肤组织之间会发生极化现象，会对心电信号产生严重的干扰。
加之人体是一个复杂的生命系统，存在各种各样的其他生理电信号对心电信号产生干扰。
同时由于我们处在一个电磁包围的环境中，人体就像一根会移动的天线，从而会对心电信号产生50Hz左右的干扰信号。
心电信号具有微弱、低频、高阻抗等特性，极容易受到干扰，所以分析干扰的来源，针对不同干扰采取相应的滤除措施，是数据采集重点考虑的一个问题。
常见干扰有如下几种：①工频干扰②基线漂移③肌电干扰心电信号具有以下几个特点：·信号极其微弱，一般只有0.05～4mV，典型值为1mV；·频率范围较低，频率范围为0.1～35Hz，主要集中在5～20Hz；·存在不稳定性。
人体内部各器官问的相互影响以及各人的心脏位置、呼吸、年龄、是否经常锻炼等因素，都会使心电信号发生相应变化；·干扰噪声很强。
对心电信号进行测量时，必然要与外界联系，但由于其自身的信号非常微弱，因此，各种干扰噪声非常容易影响测量。
其噪声可能来自工频(50Hz)干扰、电极接触噪点、运动伪迹、肌电噪声、呼吸引起的基线漂移和心电幅度变化以及其他电子设备的机器噪声等诸多方面。
（2）心电信号的选择本次实验所采用的心电信号来自MIT-BIH库，库中有48组失常的心电信号，要在其中找出符合实验要求的心电信号（即含有肌电干扰、工频干扰和基线漂移）。
（3）正常心电信号波形图1是正常心电信号在一个周期内的波形，由P波、QRS波群和T波组成。
P波是由心房的去极化产生的，其波形比较小，形状有些圆，幅度约为0.25mV，持续时间为0.08~0.11s。
窦房结去极化发生在心房肌细胞去极化之前，因而在时间上要先于P波，只是窦房结处于心脏内部，其电活动在体表难以采集。
基于matlab的数字滤波器设计及心电信号分析
目录1、课程设计的目的 (1)2、课程设计的原理 (1)2.1用窗函数法设计FIR滤波器 (1)2.2用巴特沃斯法设计IIR低通滤波器 (1)3、课程设计设计步骤及结果分析 (1)3.1心电信号采集......................................... 错误!未定义书签。
3.2源数据的导入 (2)3.3绘出源心电信号的时域波形图和频谱图并进行分析 (2)3.4含噪心电信号合成 (3)3.5时域波形差 (5)3.6数字滤波器设计及滤波 (6)3.7心电信号时域波形及频谱的观察和分析 (12)4、心得体会 (18)1 课程设计的目的通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；熟悉设计数字滤波器的方法，掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法，掌握数字滤波器的计算机仿真，并能够对设计结果加以分析。
2 课程设计的原理2.1、用窗函数法设计FIR滤波器根据过渡宽带及阻带衰减要求，选择窗函数的类型并估计窗口长度N，窗函数类型可根据最小阻带衰减As独立选择，因为窗口长度N对最小阻带衰减As没有影响，在确定窗函数类型以后，可根据过渡宽带小于给定指标确定所拟用的窗函数的窗口长度N，设待求滤波器的过渡宽带，它与窗口长度N近似成反比，窗函数类型确定后，其计算公式也确定了，不过这些公式是近似的，得出的窗口长度还要在计算中逐步修正，原则上在保证阻带衰减满足要求的情况下，尽量选择较小的N，在N和窗函数类型确定后，即可调用MA TLAB中的窗函数求出窗函数。
2.2、用巴特沃斯法设计IIR低通滤波器巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数中，N为滤波器的阶数。
在Ω=Ωc附近，随着Ω加大，幅度迅速下降。
幅度下降的速度与阶数N有关，N越大，通带愈平坦，过渡带愈窄，过渡带与阻带幅度下降的速度愈快，总的频响特性与理想低通滤波器的误差愈小。
3 课程设计设计步骤及结果分析3.1、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。
基于MATLAB的心电信号的分析与处理设计医学信号处理
4.两个滤波器滤波效果分析；
2.1设计步骤…………………………………………………………………………..1
2.2设计流程图………………………………………………………………………..1
1.将给定的MIT-BIH心电信号（122号）导入matlab，并画出心电信号的时域波形和频谱图（幅频和相频）；
2.用双线性Z变换法设计一低通数字滤波器；
3.用IIR冲击响应不变法设计一高通数字滤波器；
4.对原心电信号进行低通滤波，并画出滤波后的心电信号的时域波形和频谱图（幅频和相频）；
5.对原心电信号进行高通滤波，并画出滤波后的心电信号的时域波形和频谱图（幅频和相频）；
二是噪声背景强：预测的有用信号往往淹没在许多无用信号中；
三是信号频率低：心电信号基本是周期的信号，同样，它又有着非平稳的性质，ECG信号随时都处于微小的变动之中，而不是固定不变的。ECG节律会随运动而变，甚至会随某种疾病(如糖尿病)而变。虽然不同的人之间的心电波形差异很大，但所有的正常的心电波形的都可以划分为P波、QRS波、T波和U波几个部分。心电信号是心电电压振幅随时间变化的信号，即是时域信号。采用体表电极作为传感器时，信号的幅度范围是10uV-～4mV，典型值是lmV。一个典型的导联电压对时间的函数关系如图（b）所示：
2.2流程图如图（a）所示：
图（a）
三．设计过程及分析
3.1心电信号的特点
ECG信号是心脏活动过程中心脏的肌肉和神经电活动的综合，它的信源是心脏。由于生命体自身的机理以及信号源的不可触及性，ECG信号象其他生命体系统产生的信号一样，具有以下几个主要特点：
matlab心电信号R波检测
图1-1标准的心电波形图不同导联所记录的心电图,在波形表现上会有所不同,但一个正常的心电波形周期图基本上都是由一个P波,一个QRS披群,一个T波以及过渡期所组成"有时在T波后,还会出现一个小的U波"心电信号的这些特征波形和过渡期均代表着一定的生理学意义,现以MLH导联的正常心电图波形为例,如图(1一l)所示,对心电波形的主要组成及其特点进行简要介绍"。
(1)P波:也叫心房去极波,反映的是左右两心房去极化过程的电位变化"波形一般圆钝光滑,历时0.08一0.11:,波幅不超过0.25mV"两心房复极化过程所产生的电位变化称为T a波,它通常与P一R段!QRS波群或S一T段重叠在一起,且波幅很低,在心电图上不易辨认"。
(2)P一R间期(或称P一Q间期):是P波起点到QRS波群起点之间的时间间隔,反映了自心房除极开始至心室除极开始的一段时间"正常成人的P一R间期为0.12一0.20:"若超过0.205,一般表明有房室传导阻滞的发生"P一R间期的长短与年龄及心率有关。
(3)QRS波群:反映两心室去极化过程的电位变化"典型的QRS 波群包括三个紧密相连的电位波动:第一个向下的波称为Q波;紧接着是向上!高而尖峭的R波;最后是向下的S波"在不同导联中,这三个波不一定都出现,各波的幅度变化也较大"历时约0.06一0.105"。
(4)S一T段:指Q RS波群终点与T波起点之间的线段,一般与零电位基线平齐"在这段时期内,因心室各部分都已全部进入除极化状态,但尚未开始复极,故心室各部分之间没有电位差存在,心电曲线恢复到基线水平"但若有冠状动脉供血不足或心肌梗死等情况发生时,S一T段常会偏离基线,并超过一定的幅度范围"。
(5)T波:反映两心室复极化过程的电位变化"波形圆钝,升降支并不完全对称,波形的前支较长而后支较短,占时约0.05一0.255"T波方向应与QR S波群的主波方向一致"在以R波为主的导联中,其波幅应不低于本导联R波的1/10。
基于Matlab心电信号实时处理的研究.kdh.
第 09卷第 3期中国水运 Vol.9 No.3 2009年 3月 China Water Transport March 2009收稿日期:2009-02-25作者简介:余永纪(1984-,男,杭州电子科技大学电子信息学院在读研究生,研究方向为电子信息系统集成。
基金项目:浙江省科技厅计划项目(2005C33006基于 Matlab 心电信号实时处理的研究余永纪,张亚君,洪明(杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州 310018摘要:该文基于 Matlab 强大功能的考虑, 利用 Matlab 软件作为技术平台, 实现了 PC 机与单片机实时串行通信和心电数据的实时处理,完成心电数据的采集与传输、数据存储、数字滤波、QRS 波检测及结果图形显示等功能。
利用这个方法可以避开复杂的算法,简单编程就可以实现心电数据的实时处理和分析,提高了开发效率,对心电检测技术的研究有一定的实用性。
关键词:Matlab;心电信号;回调函数;实时中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(200903-0105-03引言一个心电监测系统在采集到心电信号之后都要进行较为复杂的数据处理和分析,如数字滤波、QRS 波检测、心律失常分析等。
Matlab 是美国 Mathworks 公司开发的面向理论分析研究、工程计算数据处理和绘图的一套具有强大功能的软件系统。
运用 Matlab 软件进行这些方面的应用可以起到事半功倍的效果。
该文介绍利用 MATLAB 软件作为技术平台, 在心电数据采集之后实现 PC 机与单片机实时串行通信, 并进行滤波处理、数据存储、QRS 波检测和波形显示的方法。
该方法充分发挥了 Matlab 的优势, 实现了心电数据的实时处理和分析, 简单实用。
一、系统原理图 1 系统原理图系统原理如图 1所示。
系统以 MSP430F449为下位机, 主要完成心电信号的采集功能。
这一部分主要包括心电采集电路、信号放大电路、滤波电路等。
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本文注重于QRS波的检测，而在查阅一些文献资料以后，发现QRS波的检测主要分为基于小波变换的心电信号ORS波检测与基于EMO与Marr小波变换的心电信号ORS波检测两种。
基于小波变换的心电信号ORS波检测
具体算法实现步骤如下：
《生物医学信号处理》实习报告
学生姓名：
学号：
实验室名称：
项目名称：心电信号的R波检测
项目内容：
1)总结常用的QRS波检测算法；
2)选择一种QRS波检测算法，理解该检测算法；
3)编写程序，检测不含噪声的模拟ECG信号中R波
4)对模拟ECG信号加高斯噪声生成含噪声的模拟ECG信号；
5)利用前面编写的QRS波检测算法，检测含噪声模拟ECG信号的R波；
(1)P波:也叫心房去极波,反映的是左右两心房去极化过程的电位变化"波形一般圆钝光滑,历时0.08一0.11:,波幅不超过0.25mV"两心房复极化过程所产生的电位变化称为Ta波,它通常与P一R段!QRS波群或S一T段重叠在一起,且波幅很低,在心电图上不易辨认"。
(2)P一R间期(或称P一Q间期):是P波起点到QRS波群起点之间的时间间隔,反映了自心房除极开始至心室除极开始的一段时间"正常成人的P一R间期为0.12一0.20:"若超过0.205,一般表明有房室传导阻滞的发生"P一R间期的长短与年龄及心率有关。
小波变换可以分为连续小波变换(CWT)、离散栅格小波变换(DWT)和离散序列的小波变换(DSwT)。信号x(t）的小波变换定义式是： 其中 是基本小波又称母小波函数 是母小波经过移位和伸缩所
生的一组函数,称之为小波基函数,a是尺度因子,它实现对母小波函数的伸缩变换,b是时移变量,它实现对母小波函数的移位变换,以确定对信号分析的时间中心"在连续小波变换中,a、b、t均是连续变量,而在离散小波变换中,需对它们进行离散化,常取
(5)T波:反映两心室复极化过程的电位变化"波形圆钝,升降支并不完全对称,波形的前支较长而后支较短,占时约0.05一0.255"T波方向应与QRS波群的主波方向一致"在以R波为主的导联中,其波幅应不低于本导联R波的1/10。
(6)Q一T间期:指从QRS波群起点到T波终点之间的时间,它代表心室开始去极化到全部复极化完毕所需的时间"这一间期的长短与心率密切相关"心率越快,Q一T间期越短:反之,则Q一T间期越长"正常的Q一T间期依心率!年龄及性别不同而有所不同.当心率为75次/分时,Q一T间期为0.30一0.405"分析Q一T间期的变化,对疾病的早期诊断和分析抗心律失常药物对心脏的影响,可起到一定的辅助作用"由于Q一T间期受心率的影响比较大,临床上经常采用修正的Q一T间期,即采用Bazett公式计算:
(3)QRS波群:反映两心室去极化过程的电位变化"典型的QRS波群包括三个紧密相连的电位波动:第一个向下的波称为Q波;紧接着是向上!高而尖峭的R波;最后是向下的S波"在不同导联中,这三个波不一定都出现,各波的幅度变化也较大"历时约0.06一0.105"。
(4)S一T段:指QRS波群终点与T波起点之间的线段,一般与零电位基线平齐"在这段时期内,因心室各部分都已全部进入除极化状态,但尚未开始复极,故心室各部分之间没有电位差存在,心电曲线恢复到基线水平"但若有冠状动脉供血不足或心肌梗死等情况发生时,S一T段常会偏离基线,并超过一定的幅度范围"。
当 时就称之为二进离散小波变换，然而取
时，在实际信号分析中有时显得尺度跳跃跨度太大,当希望尺度a在a>O的范围内取任意值进行分析时就需要进行连续小波变换"下面将根据心电信号的连续小波变换模极大值线检测和定位R波峰。
心电信号的R波峰是奇异点,而且它具有较大的幅度和较高的斜率等典型特征,根据基于小波变换的信号奇异性检测理论可知,每个R波的位置都对应于小波变换的模极大值的汇聚点,所以本算法首先对心电信号作连续小波变换并对信号按照心动周期进行分段,以便分别对一个心动周期内的波形进行奇异性分析,然后分别在每一个心动周期内检测模极大值点,它们的连线就是模极大值线由此确定R波的位置,并剔除李氏指数为负对应为噪声产生的模极值线以及应用不应期策略减少噪声干扰,提高检测准确率。
图1-1标准的Βιβλιοθήκη 电波形图不同导联所记录的心电图,在波形表现上会有所不同,但一个正常的心电波形周期图基本上都是由一个P波,一个QRS披群,一个T波以及过渡期所组成"有时在T波后,还会出现一个小的U波"心电信号的这些特征波形和过渡期均代表着一定的生理学意义,现以MLH导联的正常心电图波形为例,如图(1一l)所示,对心电波形的主要组成及其特点进行简要介绍"。
6)分别检测不含噪声和含噪声的心率失常ECG信号（任务一中得到的MIT-BIH数据）
原理（写出具体的计算公式）
心电信号是体表电极测量的心电电压幅度随时间变化的函数,属于时域波形信号,虽然从人体体表不同部位的不同导联上所测得的心电波形各异,且不同个体的心电信号存在差异,但所有正常的心电波形周期均可划分为P波!P一R段!QRS波群!S一T段!T波等几个主要部分,且每个特征子波段都代表着一定的生理学意义,如图(2一1)所示"如果心脏发生了病变,就会使得心电信号在周期和波形形态上发生某些畸变,有关的心电图学专著二中给出了大量心脏病变的心电图示例,足以说明心电波形的复杂多变性和电生理机理的复杂性"由于ECG信号容易受到各种噪声干扰的影响和其本身波形形态的复杂多变,一般情况下,直接利用ECG信号的时域波形进行信号分类和疾病诊断比较困难,更多的是要对时域ECG信号进行某种变换或处理,提取ECG信号的变换域特征进行分析和判断"体表心电图时域波形信号的幅度范围一般在IOuV一4mv之间,典型值为lmv左右"从时域波形中可以看出,ECG信号特征段的分界处是波形上的拐点,即波形变化起伏最大的点,这也是ECG信号波形检测与定位时最关注的点,关于心电信号中典型波段及特征点所代表的生理学意义将在下一节中进行较为详细的论述"