matlab心电监测与分析系统—软件部分(开题报告)

QRS 波群振幅（正向波与负向波振幅的绝对值相加）一般不应都小于 0.8mV。否则称为 低电压。
T 波：代表心室快速复极时电位变化。 ST 段：自 QRS 波群的终点至 T 波起点间的线段，代表心室缓慢复极过程。正常的 ST 段多为一等电位线，有时亦可有轻微的偏移，但在任一导联，ST 段下移一般不超过 0.05mV；ST 段上抬在 V1-V2 导联一般不超过 0.3mV，V3 不超过 0.5mV，在 V4-V6 导联 及肢体导联不超过 0.1mV。 PR 间期：从 P 波的起点至 QRs 波群的起点，代表心房开始除极的时间。心率在正常范 围时，PR 间期为 0.12-0.20s。在幼儿及心动过速的情况下，PR 间期相应缩短。在老年人 及心动过缓的情况下，PR 间期可略延长，但不超过 0.22s。 QT 间期：指 QRS 波群的起点至 T 波终点的间距，代表心室肌除极和复极全过程所需 的时间。心率在 60-100 次/分时，QT 间期的正常范围为 0.32-0.44s。QT 间期长短与心率 的快慢密切相关，心率越快，QT 间期越短，反之则越长。 RR 间期：代表从一次心室除极化开始到下一次心室除极化开始所需要的时间 关键问题三：如何提取心电特征？
在临床上，分析心电信号，可以确诊心肌梗塞及急性冠状动脉供血不足，协助诊断慢 性冠脉供血不足、心肌炎、心肌病及心包炎，判定有无心房、心室肥大，从而协助某些心 脏病的病因学诊断，观察某些药物对心肌的影响。此外，对某些电解质紊乱，心电信号不 仅有助于诊断，还可以对指导治疗有重要参考价值。
2.需要重点研究的关键问题及解决问题的思路 关键问题一：人体心电信号有哪些特点？
血不足，心绞痛发作等。 4、心肌梗死：分为急性期和陈旧期，急性心肌梗死的心电图特点为 QRS 波、ST—T 显著 改变，陈旧性心肌梗死的 ST—T 多恢复正常，仅遗留坏死性 Q 波。 5、心律失常：正常人的心律为窦性心律，节律均衡，频率为每分钟 60～100 次。如果心 脏激动的起源窦房结或传导系统出现异常，就发生了心律失常。 6、窦性心律失常：窦性心率每分钟超过 100 次为窦性心动过速，常见于运动或精神紧张、 发热、甲亢、贫血和心肌炎等。窦性心率每分钟低于 60 次为窦性心动过缓，常见于甲低、 颅内高压、老年人和部分药物反应。窦性心律不齐的心电图特点为 P-R 间期异常，临床意 义不大。 7、期前收缩：简称早搏，是指先于正常心动周期出现的心脏搏动，之后常出现长间歇称 为代偿间歇，分为房性、交界性和室性三种。心电图表现为 P 波、QRS 波和 ST—T 改变， 有完全性或不完全性代偿间歇。偶发的期前收缩可见于正常人，但频发的室性早搏或形成 二联律、三联律多见于多种心脏疾病。 8、异位心动过速：分为阵发性和非阵发性两类，又分为室上性或室性心动过速，除频率 快、节律不齐外，前者心电图形态多正常，后者 QRS 波宽大畸形，多见于器质性心脏病， 非器质性心脏病也可出现。 9、扑动与颤动：分为心房和心室两大类。心房扑动与颤动为频率在每分钟 250～600 次的 异位节律，P 波消失，代之以异常的“F”波，多见于老年心脏退行性改变、高血压病、冠 心病、肺心病、甲亢等。心室扑动与颤动属恶性心律失常，患者有生命危险，必须争分夺 秒地抢救。 3.创新点及实践价值
主要分析心电信号中不同波峰波谷的幅值、时间间隔。 心电图主要有 P、Q、R、QRS、T、ST 波和 PR、QT、RR 间期组成； P 波：代表心房肌除极的电位变化。正常人 P 波时间一般小于 0.12s。 P 波振幅在肢体 导联一般小于 0.25mV，胸导联一般小于 0.2mV。P 波的形态在大部分导联上一般呈钝圆 形，有时可能有轻度切迹。心脏活动起源于窦房结，因此心房除极的综合向量是指向左、 前、下的，所以 P 波方向在Ⅰ、Ⅱ、aVF、V4-V6 导联向上，aVR 导联向下，其余导联呈 双向、倒置或低平均可。 Q 波：除 aVR 导联外，正常人的 Q 波时间小于 0.04s，Q 波振幅小于同导联中 R 波的 1/4.正常人 V1、V2 导联不应出现 Q 波，但偶尔可呈 QS 波。 R 波：正常人 R 峰时间在 V1、V2 导联不超过 0.04s，在 V5、V6 导联不超过 0.05s。过 去称为类本位曲折时间或室壁激动时间，指 QRS 起点至 R 波顶端垂直线的间距。如有 R 波，则应测量至 R 峰；如 R 峰呈切迹，应测量至切迹第二峰。 QRS 波群：代表心室肌除极的电位变化。正常成年人 QRS 时间小于 0.12s，多数在 0.06-0.10s。正常人 V1、V2 导联多呈 rS 形，V1 的 R 波一般不超过 1.0mV。V5、V6 导联 QRS 波群可呈 qR、qRs、Rs、R 型，且 R 波一般不超过 2.5mV。正常人胸导联的 R 波自 V1-V6 逐渐增高，S 波逐渐变下，V1 的 R/S 小于 1，V5 的 R/S 大于 1.在 V3 或 V4 导联， R 波和 S 波的振幅大体相等。在肢体导联，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联的 QRS 波群在没有电轴偏移 的情况下，其主波一般向上。aVR 导联的 QRS 波群主波向下，可呈 QS、rS、rSr 或 Qr 型。aVL 与 aVF 导联的 QRS 波群可呈 qR、Rs 或 R 型，也可呈 rS 型Ⅰ导联的 R 波小于 1.5mV，aVL 导联的 R 波小于 1.2mV，aVF 导联的 R 波小于 2.0mV。6 个肢体导联的 QRS 波群振幅（正向波与负向波振幅的绝对值相加）一般不应都小于 0.5mV，6 个胸导联的
心电信号属于生物医学信号，因此具有以下特点： 信号具有近场检测的特点，离开人体表微小的距离，就基本上检测不到信号； 心电信号通常比较微弱，至多为 mV 量级； 属于低频信号，且能量主要在几百赫兹以下； 干扰特别强。干扰既来自生物体内，如肌电干扰、呼吸干扰等；也来自生物体外，如工频 干扰、信号拾取时因不良接地等引入的其它外来串扰等； 干扰信号与心电信号本身频带重叠（如工频干扰等）。 关键问题二：如何正确分析心电图？要分析什么？
生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号，它是由复杂的生命体发出的不稳定 的自然信号。作为一种对判断人体生命状况及其重要的生理信号，处理心电信号就显得很 有必要，尤其在临床诊断上的应用。应用计算机分析心电信号，已经越来越广泛的用于心 脏功能检查、心电监护等方面，而心电分析中的首要关键问题是 QRS 波的检测，可靠的 检测不仅是诊断心律失常的重要依据，而且只有在 QRS 波确定之后，有可能计算心率并 进行心率变异分析，才能检测 ST 段的参数和分析心电的其它细节信息。进行全面综合分 析，才能对心脏的功能结构做出正确的判断。
该系统采用了 VC++6．0 开发平台，设计出简单易操作的用户界面。本设计具有便携式、 低功耗、低成本、实时性好、诊断准确的特点，使病人 24 小时得到良好的心电监护，有 着较广阔的实际应用前景和研究价值。
4.完成本选题所需的工作条件（如资料、工具书、计算机设计绘图、实验、调研）及解决ຫໍສະໝຸດ Baidu办法 工具：软件，数据库支持 工具书： 各类有关心电信号的文献
毕业论文（设计）开题报告
题目：心电监测与分析系统—软件部分
学院： 专业： 年级： 姓名： 指导教师： 职称：
1.本选题的理由及意义 随着社会的进步和科学技术的不断发展，人们对生活质量的要求也越来越高，健康状
况已成为社会关注的焦点。心脏疾病是造成人类死亡的三大疾病（心脏病，脑血管病和癌 症）之一。长期以来，对心脏病的研究一直是医学界的一个主要课题。目前出现了很多无 创伤性早期诊断手段，在众多心脏功能评估方法中心电图是应用最成熟、最普及的检查方 法。心电图是各种心血管疾病检查中必不可少的数据信息，它对于心律失常、心肌缺血以 及心肌肥厚等心血管疾病的诊断具有非常重要的意义，由于其简单、方便、无创等特点， 在临床上得到了广泛的应用。
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动态心电 Holter 系统(Dynamic Electrocardiography，DCG)即便携式动态心电监护仪，是 1949 年美国科学家 Norman J．Holter 首创，故也称 Holter 系统，可连续记录 24 小时心电 活动的全过程，包括休息、活动、进餐、工作、学习和睡眠等不同情况下的心电图资料， 能够发现常规 ECG 不易发现的心律失常和心肌缺血，是临床分析病情、确立诊断、判断 疗效重要的客观依据。 本课题结合生物医学工程研究所心电课题小组低成本、低功耗、便携式动态心电 Holter 系统的设计和研制，本文针对便携式 Holter 前期所采集到的人体心电数据，采用目前国际 上热门的心电分析技术，设计出准确稳定可靠的动态心电信号自动分析软件系统。该系统 包括对前端采集到的 Holter 心电数据的显示和分析二个模块，研究快速稳定准确的波形特 征点提取算法，并主要对心率不齐 HRV 做了较详细的研究，为了满足广大用户的需要，
传统的心电信号特征点提取方法主要采用线性滤波器法。该法处理的速度快，也比较 易于实现，但由于心电信号的频率变异性使得该法在准确性方面比较有限。随着小波理论 的发展，运用小波方法对心电信号特征点进行提取成为了主流，但这些方法在阈值确定上 较烦琐，而且由于受锢于二进小波变换的尺度只能是按 2 的整次幂取值，使得在特征点提 取时所选的尺度并非最优，这也导致二进小波方法检测的准确度有限。所以在此提出一种 基于连续小波变换的特征提取方法。采用和 QRS 波形态相似的 Mexican—hat 小波为母小 波。经过小波变换后，心电信号特征点对应着小波变换模极值点，而由于连续小波变换在 尺度取值时选取非二进尺度，从而跳出了二进小波变换的尺度只能是按 2 的整次幂取值的 限制，有利于选取适合特征点提取的最佳尺度，这些都给心电信号检测带来了可靠性保证。 关键问题四：如何根据心电特征点来分析心脏是否正常？若不正常可能是何种疾病？ 1、心房肥大：分为左、右心房肥大或双心房肥大，心电图特点为 P 波异常，多见于慢性 肺源性心脏病、风湿性二尖瓣狭窄或各种病因所致心房肌增厚、房腔扩大。 2、心室肥大：分为左、右心室肥大或双心室肥大，心电图特点为 QRS 波异常，多见于风 湿性心脏病、慢性肺源性心脏病、先天性心脏病、高血压病或各种病因所致的心室肌增厚、 心室腔扩大。 3、心肌缺血：心电图特点为 ST 段和 T 波异常，简称 ST—T 改变，见于慢性冠状动脉供