P波、QRS波群(Q波、R波和S波)及T波是心電ECG信號(hào)的重要特征波,如圖所示。它們反映了在心臟跳動(dòng)過(guò)程中心臟的電活動(dòng),QRS波中R波的波峰發(fā)生時(shí)刻和R波的斜波提供了心臟狀態(tài)的大量信息;R波檢測(cè)是ECG分析算法的基礎(chǔ)。心臟自動(dòng)體外除顫器(AED)的一個(gè)重要功能就是對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,定位這些特征波,并檢測(cè)器其伏期和幅度。
由于除顫器的除顫時(shí)刻是在R波的下降支,所以正確檢測(cè)到R波的發(fā)生時(shí)刻對(duì)除顫器的研制意義非凡。
從上面的定義就可以看出這些都是DSP的長(zhǎng)處,所以AED的處理核心通常采用DSP。ADI公司推出的Blackfin處理器BF592的軟硬件特性非常適合于便攜式除顫器設(shè)計(jì)。
硬件設(shè)計(jì):
軟件設(shè)計(jì):
小波變換具有多通道濾波特性,而且還具有很好的表征信號(hào)局部特征的能力,適合于定位信號(hào)的特征點(diǎn)或瞬變信息。由此小波變換非常適合分析像心電圖這樣的非平穩(wěn)信號(hào)。相比傅立葉變換,小波分析能夠克服傅立葉變換的缺點(diǎn),提供一個(gè)隨信號(hào)頻率變換而改變的時(shí)間-頻率窗口,但小波分析比起傅立葉變換等更耗計(jì)算資源,由此在DSP的選擇中需要提前評(píng)估運(yùn)算量的大小,找到合適的型號(hào)。Blackfin系列處理器具有豐富的計(jì)算資源,是計(jì)算密集型應(yīng)用的完美選擇。
實(shí)際的心電圖信號(hào)采集過(guò)程中會(huì)受到50MHz工頻干擾、基線漂移干擾以及肌肉抖動(dòng)等噪聲干擾,所以在檢測(cè)心電信號(hào)的R波前需要對(duì)這些干擾噪聲做濾波處理。
針對(duì)于濾波器以及小波分析的軟件設(shè)計(jì),ADI網(wǎng)站提供了部分 參考代碼。但是如果想更高效率的利用Blackfin的獨(dú)特資源,可以參考一些 IEEE的文獻(xiàn)來(lái)更好的匹配Blackfin的先進(jìn)設(shè)計(jì)。 |