非接触式心电测量技术的研究与实现

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1、分类号学号M201271902学校代码10487密级硕士学位论文非接触式心电测量技术的研究与实现学位申请人：张旭东学科专业：光电信息工程指导教师：刘陈副教授答辩日期：2015.5.22ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandimplementationofnon-contactECGmeasurementtechnologyCandidate:ZhangXudo

2、ngOptielectronicInforamationMajor:EngineeringSupervisor:AssociateProf.LiuChenHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMarch,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

3、明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘

4、要伴随着生活质量的提高，大家对于个人健康的关注度日益增强。心脏健康一直倍受大众关注。目前心电图的测量主要使用湿电极，不适合长期监测。采用非接触式心电仪可以解决这个问题。非接触式电极利用电极与皮肤形成的耦合电容来获得心电信号。它的便携性、广泛适用性都有很大提高，对于家庭医疗保健的发展有重要意义。为实现非接触式心电测量仪，开展了如下工作：(1)在分析非接触心电测量的原理的基础上，进行非接触电极设计。本文设计了四层印制电路板结构的非接触式电极，该电极为有源电极，不同于传统湿电极的是需要四根连接线对电极和调理电路进行连接；(2)针对

5、非接触电极设计后端调理电路。从导联线的接口开始，依次设计仿真了差分放大、滤波和模数转换电路。同时根据非接触式电极与传统湿电极传输信号电平不同，而且应用在单电源的便携式设备中，进行相应的优化调整；(3)对前端模数转换得到的心电信号设计相应的算法进行处理。心电图的数据中包含很多便于诊断预防的特征数据，本文参考MIT标准心电处理算法加以优化，开发了一套移动平台适用的心电参数提取算法。(4)开发了完整的基于非接触式电极的便携式心电监测仪，完成了产品化的硬件设计，实现了心电处理算法在安卓终端的移植。最后，通过实际测试，比较分析了传统湿

6、电极和所开发非接触式电极的测试结果，验证了本研究设计的非接触式心电采集系统的准确性，该系统能够对人体心电图进行实时稳定的监测，可以对心电参数进行有效提取。关键词：非接触心电测量差分放大便携I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeimprovedqualityoflife,peoplepaymoreattentiontopersonalhealth.Heartdiseasehasbeenhighlyconcernedbythepublic.Currently,electrocardiogram(ECG)meas

7、urementmainlyusewetelectrode,whichisnotsuitableforlong-termmonitoring.Non-contactelectrodecanbeagoodsolutiontoaddressthisproblem.Thenon-contactelectrodesusethecouplingcapacitorbetweentheelectrodeandskintodetectECGsignal.Comparedwithconventionalelectrodes,itsportabi

8、lityandextensiveapplicabilityhasgreatlyimproved,itisveryimportanttohomemedicalcare.Fortherealizationofnon-contactECGmeasuringinstrument,wemainlyc