基于CPLD的心冲击图信号实时处理方法研究

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心脏病发作是导致死亡的最常见的原因之一,心冲击图(Ballistocardiogram, BCG)信号是一种记录心脏活动引起的身体震动的方法,是心脏监测的方法之一。并且BCG信号的检测过程中无需传感器直接贴附人体,不会给受检测者带来不必要的心里负担,能够让受检测者在舒适的地方很放松很愉悦的进行心脏监控。通过检测BCG信号可以密切观察心脏变化、及时发现心脏的异常情况,将发病损失降到最低。本文采用一种坐姿BCG信号实时采集系统对BCG信号进行实时采集,信号采集时,受检测者坐在椅子上方,信号采集系统通过传感器电路获取信号,将受检测者的体重、椅子的重量及心跳时身体对椅子产生的作用力通过传感器电路转换成可计量的电量输出信号。由于BCG信号是一种人体生物信号,具有频率低,强度低,易受干扰等特点,所以需要对采集到的BCG信号做滤波处理,去除信号干扰。本文使用基于CPLD的BCG信号实时处理系统,设计了基于CPLD的FIR滤波器预处理方法对BCG信号进行了实时的预处理。创新性的运用提升小波变换算法对BCG信号进行实时的去噪处理。并采用功率谱密度对照方法、QuartusⅡ仿真与Matlab仿真对照方法以及示波器观察方法直观的证明了去噪方法的可行性。最后本文提出了一种J波动态阈值检测方法对经过处理的BCG信号的J波进行了检测,在此基础上检测了IJ幅值、JJ间期等其他能够反映心脏功能情况的BCG信号特征。并将提取的JJ间期与同步提取的RR间期做对比,验证了BCG信号JJ间期均值提取的合理性,以及将BCG信号运用于日常心脏实时监护的可行性,为BCG信号应用于日常生活中的心脏监护奠定了基础。
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