基于MATLAB/SIMULINK的心電信號源系統設計

　　實(shí)時(shí)心電信號源設計

　　設計方案采用SIMULINK實(shí)現心電信號發(fā)生器的設計。SIMULINK可以方便地進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)建模，且仿真過(guò)程是交互的，可以隨時(shí)修改參數，能夠立即看到仿真結果，生成可以實(shí)際應用的實(shí)時(shí)信號。

　　心電信號發(fā)生器實(shí)現

　　設計方案中將心電信號看作是由各個(gè)特征波組合在一起的波形，這些特征波包括P波、Q波、QRS波、S波、T波和U波。仿真設計過(guò)程中，Q波、QRS波和S波用三角波實(shí)現，P波、T波和U波用正弦波實(shí)現。

　　心電信號發(fā)生器的設計采用七個(gè)模塊實(shí)現，其中六個(gè)模塊的功能是實(shí)現特征波，一個(gè)模塊用來(lái)合成各個(gè)特征波，實(shí)現心電信號的仿真。設計結果如圖3。

　　如圖3示，每個(gè)心電信號特征波產(chǎn)生模塊均有一個(gè)各自的特征波參數輸入，這些參數包括幅度、寬度和移位。另外，6個(gè)心電信號特征波形產(chǎn)生模塊有2個(gè)公共輸入，分別是產(chǎn)生心電信號的長(cháng)度x和心跳周期beat。顯而易見(jiàn)，該心電信號發(fā)生器的SIMULINK模型可以通過(guò)改變心電信號參數，方便地得到所需的心電信號。

　　實(shí)時(shí)心電信號的產(chǎn)生

　　設計方案中，采用SIMULINK設計的心電信號發(fā)生器產(chǎn)生數字仿真心電信號，通過(guò)研華公司(Advantech)的模擬輸出數據采集卡PLC-812PG的D/A轉換器引出，生成實(shí)時(shí)心電信號，具體原理框圖如圖4。

　　MATLAB Embedded Function模塊只支持二維矩陣運算，因此在實(shí)時(shí)心電信號輸出時(shí)要注意二維數據到一維數據的轉換，即采用一個(gè)二維矩陣到一維矩陣的轉換模塊。

　　結論

　　本方案解決了實(shí)際心電信號采集過(guò)程中硬件電路復雜、噪聲大以及個(gè)別心電波形不易采集等困難。為醫學(xué)研究和教學(xué)帶來(lái)方便，具有一定實(shí)用和參考價(jià)值。