心电测量工频干扰智能抑制技术

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1、摘要工频干扰是影响心电信号检测质量的主要因素之一。本文将数字控制技术应用于心电测量领域，完成了基于嵌入式系统的心电检测工频干扰智能抑制系统设计。该系统以Epson33209单片机为核心，不仅具有三电极单通道心电信号检测功能，而且实现了皮肤电极阻抗自动匹配和右腿驱动相位补偿功能。皮肤电极阻抗不平衡会将共模干扰转化为差模干扰，目前只能采用皮肤准备和涂敷导电膏的方法减小不平衡程度。通过对人体和测量装置的系统分析，本文提出了一种适用于心电检测的皮肤电极阻抗自动匹配技术。这种方法通过设计皮肤电极阻抗自动补偿电路和逐次逼近优化算法实现皮肤电极阻抗自动平衡。启腿驱动电

2、路是广泛使用的共模干扰抑制技术。出于系统稳定性的考虑，右腿驱动电路降低了放大电路截止频率。这样不仅限制了系统高频干扰抑制能力，而且电容引起的相移也影响了系统对工频干扰的抑制效果。本文提出了一种数字右腿驱动电路，这种电路将采集到的右腿放大电路输出信号数字化并进行数字信号处理，通过模数转换和滤波网络反馈至右腿，实现了右腿驱动信号的相位补偿功能。实验证明，本文采用的皮肤电极阻抗补偿技术可以将混杂在心电信号中的工频干扰降低到原来的2／3一I／3；右腿驱动相位补偿技术可以将工频干扰降低至原来的I／2。根据线性电路叠加原理，该系统对工频干扰抑制的总能力可以将工频干扰

3、降低为原来的i／3一i／6，取得了显著效果。关键词：心电图工频干扰皮肤电极阻抗右腿驱动电路智能控制嵌入式系统ABSTRACTPowerlineinterferenceisflitunavoidableprobleminthemeasurementofelectrocardiogramsignals．Inthisarticle，digitalcontroltechniquewasusedinelectrocardiogrammeasurement，andallintelligentsystembasedorltheembeddedsystemwassucc

4、essfullyaccomplishedandhadovercometheinterferenceofelectrocardiogramsignals．WiththekernelofSCMEpson33209，besidesthefunctionofelectrocardiogramsignalsmeasurement，thesystemhadfunctionsofskin—electrodeimpedancematchingautomaticallyanddriven—right·legcircuitphasecompensation．Theimbal

5、anceofskin-electrodeimpedancewillalterconHnonmodeinterferencetodifferentialmodeinterfbrence．Atpresent，theonlyremedyisskinpreparationandaddinggeltoreducethedegreeofitsmismatch．Amethodforskin-electrodeimpedanceautomaticmatchingWaspresentedbasedonthesystemanalysisofthebodyandthemeas

6、urementdevice．Skin-electrodeimpedancebalancewasapproachedthroughacircuitforautomaticmatchingandgradualapproximationoptimizationalgorithm．Thedriven—right—legcircuitisoftenusedtoreducecommonmodeinterference．Consideringsystemstability,thecut-offfrequencyofthedriven—right··legamplifi

7、erislower．Consequently,notonlythehigh—frequencyinterferencemitigateabilityisdepressed，butalsothepowerlineinterferencemitigateefficiencyisinfluencedbythephaseshiftintroducedbythecapacitances．Thisthesis’Spresentedanimproveddriven—right—legcircuit．Driven-fight-legsignalphasecompensa

8、tionWasaccessedbythreesteps：acquiringthe