基于LabVIEW的心電信號采集系統

摘要：設計了一套基于LabVIEW的心電信號采集系統，實(shí)現心電信號實(shí)時(shí)在線(xiàn)采集。設計系統是由硬件部分和虛擬儀器VI兩部分構成。硬件部分包括電極、心電圖機、NI ELVIS、數據采集卡和計算機5個(gè)部分；虛擬儀器VI的前面板對應著(zhù)一臺實(shí)際儀器的面板，實(shí)現的是對儀表的控制和信號表達功能；程序框圖是程序的圖形化源代碼，實(shí)現數據采集卡對信號的模／數轉換，信號的分析顯示。實(shí)驗室測試表明，基于Lab-VIEW的心電信號采集系統能夠實(shí)現心電信號的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。
關(guān)鍵詞：LabVIEW軟件；PCI6251；虛擬儀器VI；心電采集

心電信號是人體生物電活動(dòng)信息的表征，通過(guò)心電信號可以判斷人體的健康狀況。心電研究一直是醫學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，心電圖是心血管等疾病臨床檢查診斷的重要方法。心電信號主要頻率范圍為0．05～100 Hz，幅度約為0～4 mV，信號十分微弱。
傳統的心電記錄方法主要靠心電圖機來(lái)完成，其信號采集、處理和顯示主要由硬件電路完成，電路生產(chǎn)技術(shù)要求較高，設備價(jià)格較貴，且維護和更新不便。
基于LabVIEW的心電信號采集系統，除了能實(shí)現傳統心電圖機的采集功能外，還可通過(guò)編程可使用高效且功能強大的軟件來(lái)自定義采集、分析、存儲、共享和顯示功能等；儀器面板布置簡(jiǎn)捷，設計靈活。
本設計系統采用的是編程軟件系統LabVIEW 8．2和數據采集卡PCI6251，構建了心電數據的實(shí)時(shí)采集系統。

1 心電信號采集系統的實(shí)現
設計系統是由硬件部分和虛擬儀器VI兩部分構成。系統方框圖如圖1所示。

1．1 心電信號采集系統的硬件部分
心電信號的硬件部分包括5個(gè)部分：電極、心電圖機、NIELVIS(虛擬儀器技術(shù)教學(xué)和實(shí)驗室套件)、數據采集卡和計算機。在使用標準的導聯(lián)方式下，心電圖機采集人體心電信號，并進(jìn)行一系列的預處理，包括放大信號和濾除干擾，然后把信號送入數據采集卡，以供計算機的下一步處理。

1．2 心電信號采集系統的虛擬儀器VI
虛擬儀器VI包括前面板和與之相對應的程序框圖。前面板對應著(zhù)一臺實(shí)際儀器的面板，實(shí)現的是對儀表的控制和信號表達功能；程序框圖是程序的圖形化源代碼，實(shí)現數據采集卡對信號的模／數轉換，信號的處理顯示等。其具體的程序流程圖如圖2所示。