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ECG预处理与QRS波群检测技术研究

作　者: 马玉润
导　师: 马义德
学　校: 兰州大学
专　业: 电路与系统
关键词: ECG信号提升小波变换 ECG预处理 QRS波群检测心脏病计算机辅助诊断
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 44次
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内容摘要

心电信号(Electrocardiograph, ECG)作为唯一反映心脏活动的电信号,是心脏病诊断、预防的重要依据。随着电子科学技术的迅速发展,出现了心脏病的计算机辅助诊断,这使得ECG自动分析成为生物医学工程领域的一个研究热点。本文在分析ECG信号产生原理和波形特征的基础上,详细阐述了目前常用的ECG去噪算法和QRS波群检测算法,并针对现有算法的不足,提出了一个新的ECG自动分析算法,它包括ECG预处理和QRS波群检测两部分。使用MIT-BIH数据库和QT数据库数据,进行算法测试,得到了较好的效果,新算法实现简单、占用数据空间小,更适合用于便携式心电监护仪。该论文主要工作如下：1、首先简述了ECG信号自动分析技术的研究背景和意义,并从预处理和特征检测两方面综述其发展,同时介绍了ECG信号的产生机理、获取方法以及其自动分析的技术难点。2、分析ECG信号存在的多种噪声特点,介绍常用的两种ECG滤波算法：传统数字滤波法和小波滤波,对它们进行实验仿真并分析了各自优缺点。在此基础上,设计了一种新的ECG滤波器,它基于提升小波变换,计算过程简单、利于硬件实现,实验结果表明其效果良好。3、介绍两种经典的QRS波群检测算法：差分阈值检测算法和小波变换检测算法,对它们进行实验仿真并分析各自优缺点。之后,提出了一种新的QRS波群检测算法,该算法根据ECG信号的极大、小值点分布特性来准确定位R波位置,并根据PR段波形特性来确定QRS波群宽度。我们对新算法进行了MATLAB仿真,并利用MIT/BIH数据库和QT数据库中的数据进行数据测试,分析和对比了测试结果。实验结果表明新算法具有较好的检测率和稳定性,其方法更易实现更适合用于便携式仪器。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 课题研究意义  8-9
  1.2 ECG自动分析技术  9-12
    1.2.1 ECG自动分析内容  9
    1.2.2 ECG自动分析发展现状  9-12
  1.3 实验数据库  12-13
  1.4 论文内容与撰写安排  13-15
第二章心电信号的生理基础  15-21
  2.1 心电信号的产生  15-16
  2.2 心电图各波段意义和正常参数  16-18
  2.3 导联安排  18-19
  2.4 ECG特性与研究难点  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 ECG波形预处理  21-37
  3.1 心电信号的传统滤波  22-24
  3.2 心电信号的小波滤波  24-32
    3.2.1 小波变换及其滤波  24-30
    3.2.2 基于小波变换的ECG滤波  30-32
  3.3 心电信号的提升小波滤波  32-36
    3.3.1 提升小波变换理论  32-33
    3.3.2 基于提升小波变换的ECG滤波  33-35
    3.3.3 基于提升小波变换的ECG滤波实验仿真  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 QRS波群检测  37-55
  4.1 ECG信号分析与特征提取  37
  4.2 基于差分阈值的QRS波群检测  37-40
  4.3 基于双正交样条小波变换的QRS波群检测  40-43
  4.4 基于极大值点直方图分布的QRS波群检测  43-53
    4.4.1 R波检测  44-47
    4.4.2 QRS波群宽度的确定  47-49
    4.4.3 MATLAB仿真与实验数据分析  49-53
  4.5 基于QRS波群的心功能评价参数  53-54
  4.6 本章小结  54-55
第五章总结与展望  55-57
  5.1 总结  55
  5.2 展望  55-57
参考文献  57-59
在学期间的研究成果  59-60
致谢  60

ECG预处理与QRS波群检测技术研究

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