基于matlab 的脉搏信号处理软件系统

《基于matlab 的脉搏信号处理软件系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统基于MATLAB的脉搏信号处理软件系统摘要:本文根据在实验室里测得的脉搏数据，基于MATLBA设计一个脉搏信号的GUI处理界面，并利用MATLAB强大数字信号处理功能还原脉搏波形，并对波形的特征信息进行提取及存储。原始信号进行了去除基线漂移、通过巴特沃斯带通滤波器以及二阶切比雪夫滤波器去除50HZ工频干扰，并且能计算实时的脉率并更新，显示脉率变化趋势曲线，进行频谱分析和输出文档。此软件有两个GUI界面，第一个为密码登陆界面，第二个为脉搏信号处理系统GUI界面。第二个GUI界面主要分为五大模块:1.打开与退出模块包括打开数据和退出系统;2.信号回

2、放模块包括对原信号和滤波信号的回放、暂停回放、继续回放、关闭窗口;3.信号放大与缩小模块包括对信号的X轴和Y轴的放大、缩小处理;信号快进退模块包括对信号的快进、慢进、快退、慢退处理;4.脉率实时处理模块包括输出脉率曲线、暂停回放、输出脉搏信息、脉搏频谱分析、清除波形、输出文档;5.脉率信号输出模块包括输出实时的脉率更新、以及脉搏数据的信息，诸如脉搏采样频率、采样时间、最大脉率值、最小脉率等。关键词：脉搏;脉率;Matlab;GUI;1引言人体内部各个生理系统之间(如循环系统、呼吸系统等)是相互耦合的。反映人身体健康状态相对最重要、最全面的是心脏血液循环系统,因此通过采集脉搏波进而分

3、析心脏循环系统功能,能从一个方面较全面反映人体的健康情况。从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。目前脉搏信息的研究已经应用于以下几个方面:(1)中医脉象信息的检测与识别;(2)血压的临床检测;(3)心率稳定性的一种简便估计方法;(4)心输出量的一种测量方法;(5)血管功能的一种早期、无创

4、检测方法。MATLAB(Matrix29基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统Laboratory,矩阵实验室)是由美国MathWorks公司开发的一种功能强、效率高、简单易学的可视化软件,覆盖面包括控制、通讯、金融、图像处理、建筑、生物学等几乎所有的行业与科学领域。除了经典的一些算法外,MATLAB还提供了丰富的数据分析和处理功能模块,如神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、自动控制、模糊控制、系统仿真等,因此MATLAB是一种高效的编程软件。本文介绍利用MATLAB软件作为技术平台,实现对统脉搏波快速、准确实时显示,而且实现方法简单有效,有一定的实用性。2软件总体界面与总体设

5、计思路2.1密码登陆系统图2.1未运行前密码登陆界面图2.2运行后输入错误的密码登陆界面图2.3运行后输入正确的密码登陆界面29基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统2.2脉搏信号处理系统界面图2.4未运行前的脉搏信号处理系统界面图2.4运行后的脉搏原信号与滤波信号回放29基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统图2.6运行后的脉率曲线回放与判断脉率正常、输出脉搏信息图2.7运行后的频谱分析29基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统2.3软件总体设计思路包含功能包含功能包含功能包含功能包含功能暂停回放输出脉搏信息判断脉率正常与否输出脉搏信号的采样频率、采样时间、最大脉率、最小脉率等输

6、出脉率曲线文本框中脉率的更新脉率变化趋势曲线脉率峰值变化曲线继续回放X轴缩小X轴放大X轴缩小X轴缩小信号快进信号快退信号慢进信号慢退退出系统关闭窗口暂停回放打开数据原始信号与滤波后的信号回放输入正确用户名和密码登陆脉搏信号处理系统运行登陆软件频谱分析清除波形输出文档输出信号幅频谱曲线、功率谱曲线输出按当前日期和时间命名的文档，包含有脉率及各种信息29基于MATLAB的脉搏信号处理软体系统3信号回放模块设计3.1脉搏波信号滤波脉搏信号是强干扰下的微弱信号，脉搏信号幅度很小，大约是微伏到毫伏的数量级范围，其主要频带范围在0～20Hz之间。一般情况下为1Hz左右，脉搏信号可看成一个准直流

7、信号，也可看成是一个甚低频交变信号。根据脉搏功率谱能量分析，健康人脉搏能量绝大多数分布于0.5～5Hz，而病人脉搏在1Hz以下和较高频段(如5Hz以上或10Hz以上)仍有相当一部分的能量分布。脉搏信号极容易引入干扰，一般情况下，由体表检测到的脉搏波主要有三种干扰：基线漂移，高频随机干扰和运动伪差噪声，还有一些干扰，比如工频干扰，等，这些干扰较之前三种干扰比较小，而且很容易去掉]。1).基线漂移：这种噪声是由于被测对象的呼吸运动和身体移位而产生的，呼吸的频率分量通常在0