基于虚拟仪器的胎儿心电图仪的研制(2)

时间:2015-08-24 09:43 来源:发表吧作者:发表吧编辑点击: 次

　　2.4匹配滤波算法

　　2.4.1数据队列的生成

　　队列是一种常用的数据结构，本系统使用这种数据结构进行匹配滤波。但是LabView6.1已有的队列控件queue，并不能满足使用要求，必须重新创建一个。这里采用与C语言中类似的作法，创建一个N个元素的数组变量mainBuffer，将数据不断从尾部移动到首部。是用LabView编程实现的长对为1000的双精度浮点数队列，与C语言实现不同之处在于队列中数据移动的次数是1000，而不是999，这是因为LabView初始化与C语言不同所致。在LabView中，如果数组某个单元没有被附值，那么，该单元不被初始化。因此，如果N=999，则第998个单元将被初始化，第999个单元因为是读，而没有被初始化，而致使后面的新数据输入操作无效。

　　2.4.2相关检测算法

　　信号与检测模板的互相关运算,其中：S表不经过抑制基线操移和去除工频干扰的腹部电信号；T表示系统内部的检测模板。经过互相关运算后就可以进行R峰检测了。互相关运算采用SignalProcessingToolbox中的ColssCorrelation.vi控件。

　　R峰检测实际上是对互相关运算的结果进行峰值检测，以求得母亲心电R峰的精确位置。用LabView系统自带的峰值检测控件ThresholdPeakDeicerPtByPt.vi进行检测。

　　2.4.3波形对消算法

　　波形对消算法的基本思想是把当前母亲心电QRS波群与先前求得的QRS波群模板进行加权平均，计算出新的QRS波群模板，并与当前QRS波群相减，滤除母亲心电。临床实验独立于主程序之外的定时中断服务子程序完成显示功能，程序设计思路简单清晰、可读性强。系统所用的24C01C操作简单，3个管脚外，其余管脚接地即可。

　　3系统软件

　　系统软件由主程序、显示数字中断服务子程序、功率控制中断服务子程序、计时中断服务子程序以及故障处理子程序组成。人眼视觉暂留时间为20ms，每位显示时间间隔必须小于20ms。显示中断每次中断间隔9ms，轮流切换显示3位LED，每位数字的显示时间间隔为18ms(<20ms)，可以达到稳定的视觉效果。计时中断服务子程序包括正计时和倒计时，其中倒计时又分为以min为单位计时和以s为单位计时。故障处理子程序完成的功能是关闭系统中断、关闭加热输出、根据采样温度判断并显示故障的类型(短路、断路以及温度超标)、发出报警以及等待用户确认故障信息后程序自动复位等功能。为了编程方便，本系统具体编制了按键检测确认子程序、从D转换子程序、电压＼温度转换子程序、读EEPROM以及写EEPROM等子程序。

　　4结束语

　　自动煎药机目前以其突出的优越性受到了各大医院与制药厂家的欢迎，当然它也存在一些需要解决的问题，即：如何解决先煎、后下问题，增加浓缩功能等。这些问题有待于在进一步的实践中不断完善。过程中发现传统的模板更新方法[1]对母亲心电QRS波群变化的跟踪能力不强，某些情况下不能彻底滤除母亲心电QRS波群，本系统改进了该方法。系统初始化时建立一个容量为N的模板库，将检测到的母亲心电QRS波群存入该库中，替换最初入库的母亲心电QRS波群，即构建一个母亲心电QRS波群队列，随后按照新高旧低的优先级原则进行加权平均。各母亲心电QRS波群的权系数。

　　用信号流图的形式表示该算法。展示了系统对腹部电信号进行匹配滤波处理后的效果，A为从腹部提取的电信号；B为改进模板更新方法后的胎儿心电信号；C为采用传统模板更新方法的胎儿心电信号，*表示母亲心电的残余。

　　5结论

　　本系统硬件无须另配电源，系统结构更简单。软件采用LabView6.1进行图形化编程，直接使用NI公司提供的多种成熟的软件模块，因而大大节省系统开发时间和成本。本系统具有信号基线校正功能，改进了传统匹配滤波模板更新的方法，经过近20例临床测试，均取得良好效果。本系统在胎儿心电波群的识别上仍有改进的空间。

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