基于A(yíng)RM9的心電診斷系統的設計
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該系統測式平臺以AT91SAM9261s為核心，該款ARM9芯片的種種特性保證了整個(gè)心電系統工作的可靠性和實(shí)時(shí)性。
系統的總體規劃設計如圖1所示，從SD卡內讀取心電信號，進(jìn)行前置處理和特征分析，通過(guò)RR間期及QRS波的寬度等進(jìn)行心電疾病的診斷，如果正常則不進(jìn)行信息反饋，反之，則給出反饋信息，監護人員可以結合心電疾病情況給出相應的處理。
2 系統的軟件設計
2.1 軟件測試環(huán)境的建立
具體需要完成的工作包括底層驅動(dòng)開(kāi)發(fā)、μC/GUI和FAT文件系統的移植。
在IAR Embedded Workhench IDE 5.4開(kāi)發(fā)環(huán)境下，建立工程，將μC/OS操作系統和μC/GUI移植進(jìn)來(lái)，通過(guò)Jlink進(jìn)行調試，保證硬件的正常工作，為了順利讀取SD卡中存儲的心電信號，還需要將FAT文件系統移植到工程中。移植過(guò)程中，參照AT91SAM9261S的數據手冊進(jìn)行各項參數配置，首先是系統CPU主頻配置和液晶屏有關(guān)的硬件接口配置，與液晶屏的最高工作頻率相對應，這里配置系統工作頻率為174 MHz，還有各項寄存器的設置，而μC/GUI和FAT文件系統的移植只需要修改相關(guān)參數。這樣的界面方便了心電信號各項波形和結果的顯示。
2.2 心電信號處理與分析
本設計采用MIT-BIH心電數據庫的心電信號，在讀取dat文件后，按照其存儲格式進(jìn)行解析和降采樣，可以得到原始的心電信號，接下來(lái)對其進(jìn)行處理和分析。
2.2.1 前置處理
心電信號的頻率在O.05～100 Hz之間，常含有的噪聲有：60 Hz工頻干擾及其各次諧波，由于呼吸運動(dòng)和電極運動(dòng)等所產(chǎn)生的干擾和肌肉收縮所產(chǎn)生的肌電噪聲。所以必須要把這些干擾因素濾除，才能得到正常的心電波形，考慮到QRS波群的中心頻率在17Hz附近且帶寬約為10 Hz，故采用了低通濾波、高通濾波及梳狀濾波器。
考慮到AT91SAM9261S的數字運算能力和系統的實(shí)時(shí)性要求，低通濾波和高通濾波采用了簡(jiǎn)化的FIR濾波，濾波系數在Matlab環(huán)境下通過(guò)firl函數獲得，實(shí)現了0.05 Hz的線(xiàn)性相位高通濾波器和100 Hz的線(xiàn)性相位低通濾波器。這里高通濾波器的系數為：b=[O.000 0，O.000 2，O.999 2，-O.000 2，O.000 O];a=[1.000]，低通濾波器的系數為：b=[O.011 1，0.488 9，O.488 9，0.011 1];a=[1.000]。這里設計的陷波器用到了減法技術(shù)，采用一個(gè)全通網(wǎng)絡(luò )減去一個(gè)具有相同傳輸延遲和增益的窄帶帶通濾波器的輸出，得到一個(gè)具有尖銳陷波特性的陷波器，其原理如圖2所示。
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