基于FPGA的多道電生理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、心臟病是一種常見的多發(fā)慢性疾病,具有發(fā)展緩慢、危險(xiǎn)性極高的特點(diǎn),而心臟病的發(fā)生和發(fā)展往往表現(xiàn)為某些電生理信號的異常,醫(yī)生可以從電生理信號中異常的特征點(diǎn)或畸變的波形來判斷心臟病的病情及發(fā)展過程,從而給出相應(yīng)的診斷與治療,因此研究與開發(fā)電生理信號監(jiān)控系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文根據(jù)心電信號及干擾信號的特征,采用了形態(tài)學(xué)運(yùn)算方法、以太網(wǎng)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)出一種基于FPGA的多道電生理系統(tǒng),并在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)心電信號的濾波、心電信號的發(fā)送,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了心

2、電信號的采集與處理,能夠滿足人們進(jìn)一步對心電信號的研究與分析。本文從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)發(fā)送這三個(gè)方面對基于FPGA的多道電生理系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分首先通過多通道采集人體的心電信號,然后將采集的信號進(jìn)行前置放大帶通濾波、后置放大處理,最后送入A/D中進(jìn)行多通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過程是在FPGA的控制下進(jìn)行的。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)濾波部分采用形態(tài)學(xué)運(yùn)算對信號特征進(jìn)行提取,濾除心電信號中干擾噪聲,據(jù)此本文設(shè)計(jì)出兩層結(jié)構(gòu)的形態(tài)

3、學(xué)濾波器,對添加了基線漂移和工頻干擾噪聲的心電信號進(jìn)行測試,并將測試結(jié)果進(jìn)行波形比較,最后通過文中提出的評估系數(shù)對該結(jié)構(gòu)的濾波器性能進(jìn)行分析。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送部分采用基于以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀的方法,設(shè)計(jì)出具有控制、計(jì)數(shù)、校驗(yàn)功能的發(fā)送模塊,并對發(fā)送模塊的各個(gè)部分進(jìn)行功能仿真。本文從心電信號的處理過程出發(fā),對多道電生理系統(tǒng)進(jìn)行研宄與設(shè)計(jì)。首先針對心電信號多通道采集的特點(diǎn),在FPGA內(nèi)設(shè)計(jì)出緩存模塊,實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的串行轉(zhuǎn)換與順序讀取。其次在濾波