心电信号处理分析

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综上可知，对心电信号进行处理具有重要的 意义。如何把心电信号的特征更加精确的提 取出来进行自动分析，判断出其异常的类型 是亟待解决的焦点问题。
拟对心电信号进行如下处理
（1）利用MATLAB对MIT-BIH数据库提供的数 字心电信号进行读取，并还原实际波形。 （2）对原始心电信号进行线性频谱分析。 （3）设计一个IIR滤波器和一个FIR滤波器，利 用MATLAB软件对滤波后的心电信号编程显示其 频谱，分析比较滤波前后的频谱。 （4） 根据前面的设计，进行基于Simulink的动 态仿真设计。实现心电信号的分析和处理。
巴特沃斯低通滤波器的频域特性
低通滤波器相频特性 4 2
幅度
0 -2 -4
0
20
40
60
80 100 120 频 率 /Hz 低通滤波器幅频特性
140
160
180
1.5
1
幅度
0.5 0 0
20
40
60
80 100 频 率 /Hz
120
140
160
180
布拉克曼窗低通滤波器的频域特性
100
Magnitude (dB)
0
-100
-200
0
0.1
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Normalized Frequency ( rad/sample)
0.9
1
Hale Waihona Puke Baidu
0
Phase (degrees)
-500 -1000 -1500 -2000
0
0.1
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Normalized Frequency ( rad/sample)
预期实验结果
通过用MATLAB设计的IIR低通 滤波器和FIR低通滤波器对带有 噪声的心电信号进行处理，消除 原心电信号中由工频干扰产生的 毛刺现象 。
一、设计原理 1、原心电信号频谱分析（傅里叶变换） 2、滤波器设计 IIR（巴特沃斯滤波器 ），FIR（布拉克 曼窗低通滤波器 ） 3原心电信号分别经过两种滤波器滤波 二、设计内容 1、原始心电信号的时域波形和频谱图 2、原始心电信号经IIR滤波器滤波后的心 电信号的时域波形和频谱图 3、原始心电信号经FIR滤波器滤波后的 心电信号的时域波形和频谱图
工频干扰
工频干扰是由电力系统和人体的分布电容引起的， 其频率包括50Hz的基波及其各次谐波，其幅值成 分在ECG峰一峰值的0—50％范围内变化。工频干 扰是电路中最常见的干扰，心率信号变化缓慢，特 别容易受到工频信号的干扰，因此对工频信号干扰 的抑制是保证心率信号测量精度的主要措施之一。 正常心电信号的幅值范围在10uV-4mv之间，典型 值为1mV。频率范围在O.05-100Hz以内，而90％ 的ECG频谱能量集中O.25-35Hz之间，小于工频 50Hz，因此通过低通滤波器可以有效滤除工频干 扰。这样不但能够降低系统的功耗，而且能够在一 定程度上减小外界的电磁干扰 。
基于MATLAB的心电信号处理分析
SX1503224 晋晓飞
心电信号的特点
(1)信号弱。心电信号是体表的电生理信号，一般比较微弱， 幅度在10uV～4mV，频率为0.05～100Hz。 (2)噪声强。由于人体自身信号弱，加之人体又是一个复杂的 系统，因此信号容易受到噪声干扰。 (3)随机性强。心电信号不仅是随机的，而且是非平稳的。同 时，在心电图检测过程中极易受到各种噪声源的干扰，从而 使图像质量变差，使均匀和连续变化的心电数值产生突变， 在心电图上形成一些毛刺。使原本很微弱的信号很难和噪声 进行分解。