设计开发
基于MATLAB的心电信号的数字滤波处理
董兵超于毅1李振新
(新乡医学院河南新乡453003)
摘要：心电信号是一种基本的人体生理信号，然而体表检测人体心电信号中常带有工频干扰、基线漂移和限电干扰等各种乘声，为了得到不失真的原始心电信号，在显示信号前要进行必要的滤波预处理。本文在分析数字滤波器设计原理的基础上，介绍了处理心电信号中露波器的设计
关键调:MATLAB心电信号数宇滤波器GUI 中图分类号：TN713
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2012)10-0160-02
心电信号作为一种人体的基本生理信号，是心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，频率在0.05Hz～100Hz范围内，幅度为10uV（胎儿）～5mV（成人），心电信号信噪比和频率都较低，在心电的采集、放大、检测等过程中，易受到外界的各种干扰。常见的噪声干扰有：第一是基线漂移，一般是由人体呼吸和心肌兴奋所引起的，它的频率低于0.5Hz，属于低频干扰，其次是肌电干扰，它是由人体肌肉颤动所致，它的发生频率具有随机性，范图在5Hz～ 2000Hz之闻，第三是工频于扰，它是由室内照明及动力设备影响到人体的分布电容所引起的，频率为50Hz。消除或减少这些干扰时识别心电信号特征和参数的前提。心电信号噪声来源不同，频率也存在差异，正是由于这些差异，对不同的信号干扰其滤波方法也不同，滤波可以用硬件实现，但实现过程相对困难，也可以用软件编程方
法实现，数字滤波技术成为目前滤除心电干扰的有效手段。 1、程序设计与实现
心电信号的数字滤波处理”软件所要实现的功能和任务如下所示：
(1)信号输入：信号源的读取及参数的输入；
(2)信号滤波：选择信号分析通道，选择滤波器类型和种类，根据选择的滤波器类型及参数指标，用相对应的阶数选择函数返回阶数N及截止颖率Wn.根据N及Wn利用IIR滤波器响应的设计函数对信号进行滤波处理。
(3)滤波器特性演示：显示所设计的各个滤波器的幅度和相位响应：
(4)信号显示：包括原始信号的显示和经过各次滤波后信号的显示。
心电信号输人
滤波器特性滨示滤波后信号显示
电品9务8学话8卖：
言号通道选择
信号滤波
速波器类型选择
阶数V 截止额率W
图1程序设计流程图
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图2总体界面
基金项目：河南省卫生厅项目编号：201203074 160
速波器功能选择
参数输人
程序设计流程图如图1所示。 2、具体界面设计如下所示
(1)打开并选择文件：创建打开文件对话框并显示文件存储路径，数据文件通常为.txt或.dat格式。"选择文件"用按钮(push buton)实现，当点击时，能够打开如图4所示的对话框，可选择数据文件，并在文本框(edittext)内可显示文件存储路径。
(2)信号通道选择：由于所采集的心电信号数据是12通道的，进行心电信号分析时只需选择其中之一，信号选择通道用下拉莱单(pop-up menu)实现。
(3)选择滤波器类型：滤波器类型共有四种：Butterworth Chebyshev1,Chebyshev2,Elliptic,用下拉菜单(popupmenu) 实现。
(4)滤波器功能实现：带阻，高通、低通分别用三个单选按钮(radiobutton)实现，并用按钮组(buttongroup)把三个控件组织在同一区域内。
(5)参数输人：采样频率(Fs).通带截止额率(Fpl,Fp2)、阻带截止频率(Fsl,Fs2)、通带波动(Rp)、阻带衰减(Rs)从界面上输人，显
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图3原始信号读取及显示
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图4原始信号和经滤波后信号波形对比