使用LabVIEW進行心電信號的采集與分析
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通過30多年的發(fā)展，美國國家儀器(NI)在測試測量領(lǐng)域奠定了領(lǐng)導(dǎo)地位，從便攜式USB設(shè)備到高精度PXIe同步采樣設(shè)備，可以實現(xiàn)從8位到24位的分辨率，以及48kHz到2GHz的采樣率。同時NI設(shè)備將增益誤差、偏移誤差、不確定噪聲等各種誤差值綜合考量之后，提供了絕對精度值，以確保最終測量的準(zhǔn)確性。一般來說ECG信號的頻率在幾百赫茲左右，可以通過1k到5k左右的采樣率進行采樣，另外，根據(jù)應(yīng)用的精度區(qū)別，可以選擇14～16bit采樣精度，基本上NI任何平臺的數(shù)據(jù)采集設(shè)備均可以滿足ECG的采樣需求?？梢愿鶕?jù)應(yīng)用的不同，選擇合適的設(shè)備，如在便攜式設(shè)備中選擇USB數(shù)據(jù)采集，在遠(yuǎn)程醫(yī)療的應(yīng)用中選擇無線采集等。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/110841.htm
圖2 從USB到無線的NI數(shù)據(jù)采集方案
無論使用何種NI硬件平臺，都可以通過同一種編程平臺——NI圖形化編程軟件LabVIEW實現(xiàn)開發(fā)。自1986年誕生以來，LabVIEW圖形化開發(fā)平臺一直致力于簡化編程的復(fù)雜性，在所有涉及到數(shù)據(jù)采集和控制的領(lǐng)域里，LabVIEW圖形化編程方式都已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具。對于醫(yī)療電子設(shè)備的開發(fā)團隊來說，LabVIEW提供了將硬件I/O引入算法設(shè)計的快捷方式，無縫結(jié)合從數(shù)據(jù)采集、算法分析、數(shù)據(jù)存儲以及人機交互等全方面流程，同時不同NI硬件可通過代碼重用，發(fā)布到不同商業(yè)化、嵌入式平臺，簡化構(gòu)建原型系統(tǒng)的復(fù)雜性。
通過LabVIEW以及NI采集設(shè)備，ECG信號可以快速的被采集并顯示。圖1顯示了一個典型的心電波形周期。當(dāng)然，過程中，心電信號會被噪聲和人為引入的偽影所污染，這些噪聲和偽影在我們感興趣的頻段內(nèi)，并且與心電信號本身有著相似的特性。為了從帶有噪聲的心電信號中提取出有用的信息，我們需要對原始的心電信號進行處理。
從功能上來說，心電信號的處理可以大致分為兩個階段：預(yù)處理和特征提取(如圖3所示)。預(yù)處理階段消除和減少原始心電信號中的噪聲，而特征提取階段則從心電信號中提取診斷信息。
圖3 典型的心電信號處理流程圖
通過LabVIEW中的信號處理功能，用戶可以方便地創(chuàng)建針對兩個階段的信號處理應(yīng)用，包括消除基線漂移、清除噪聲、QRS綜合波檢測、胎兒心率檢測等。
接下來將著重討論使用LabVIEW進行典型的心電信號處理的方法。
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