抗运动干扰的多路心电监测系统

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1、抗运动干扰的多路心电监测系统张子辰2015年6月中图分类号：TN29UDC分类号：620抗运动干扰的多路心电监测系统作者姓名张子辰学院名称光电学院指导教师赵跃进教授答辩委员会主席邱丽荣教授申请学位工程硕士学科专业仪器仪表工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月Multiplenumberofcollectionsofanti-noiseECGmonitorsystemCandidateName:ZichenZhangSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyMentor

2、:Prof.YuejinZhaoChair,ThesisCommittee:Prof.LirongQiuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InstrumentandMeterEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

3、研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要心脏是人体重要的器官，心脏功能异常会对个人健康构成严重威胁，目前，快速诊断心脏功能是否正常的方法是将被测者的心电信号与医学界公认的标准心电信号进行比对，考察各物理量是否处于正常范围之内。目前对心电信号的分析工作不仅用于监测重病患者的生命体征，对于部队日常训练，高温及井下的作业，以及火箭发射过程中承受超重环境以及摆脱地球重力后

4、位于失重环境下的航天员，同样需要时刻对心脏功能进行监测，以保证个人生命及国家财产安全。因此，如何能够在监测对象处于运动及工作状态下，排除干扰，采集到高质量的心电信号成为设计心电监测系统设计的难点和核心问题。目前，市场上绝大多数心电监测系统均能够在试验者处于静止状态时提取出高质量的心电信号，然而，这些心电监测系统也具有一个共同的缺陷，就是由于采用单路或双路输入设计的心电信号采集系统的抗干扰能力较差，试验者进行运动后呼吸幅度稍大，心电信号中就会混入较大幅度的噪声，造成心电信号杂乱，严重时会引起波形失真。此问题运用专业术语表述是信噪比下降，均方

5、根误差上升。因此本论文提出，采用增加心电信号采集装置的数量，即采用多路心电数据采集结合后期数据处理的方法来提高系统的抗干扰能力。本文设计心电监测系统采用了六路十八导联的方式在不同体表位置对心电信号进行同步采集，结合软件处理算法去除采集心电信号中的噪声，抑制监测对象运动对心电图像的影响。在电路去噪方面，通过设计右腿驱动电路以及传统的滤波电路的方法抑制干扰。对于软件去噪部分，本文运用小波去噪算法及改进的预同步独立成分分析技术进行噪声抑制，与传统的单路或双路监测系统相比，信噪比有所提高，均方根误差小于单路或双路系统，证明论文构建的多路心电监测系

6、统对于运动干扰具有显著的抑制效果。关键词：心电信号，运动干扰，小波变换，独立成分分析，信噪比，均方跟误差I北京理工大学硕士学位论文AbstractHeartisanimportantorganofhumanbody.Cardiacdysfunctionisaseriousthreattopersonalhealth.Atpresent,themethodofrapidlydiagnosisofcardiacfunctioniscomparetheusers’ECGsignalwiththestandardECGsignaltocheckw

7、hethereachphysicalquantityatthenormalrange.AnalysisECGsignalisnotonlyusedtomonitorthecriticallyillpatient'slifesignals,butalsoforsoldiersofdailytraining,theworkerswhichworksinhightemperatureandminehole,theastronautwhichintheendureheavyenvironmentwhilerocketislaunchingandi

8、nweightlessnessenvironmentwhiletheyescapingthegravityoftheearth.Weneedtomonitorcardiacfunctionto