目錄 3 3 第三章方案確定 38 4.3系統參數模塊 4.4數據分析模塊 4.5授權用戶模塊 4.6報表打印模塊 4.7文件管理模塊 4.8關于和幫助 4.9本章小結 第五章計算機與單片機通訊過程的實現 5.18051單片機串行通訊方式的簡介 5.2串口工作方式的選擇 5.4通訊軟件接口的設計 5.5本章小結 附錄1翻譯 附錄3動態心電圖形顯示程序 參考文獻 —2—1.1.1概述1957年美國物理學博士，實驗物理學家Nor-manJ·Holter測人體24～72小時的心電變化，經信息理分析及打印記錄的心電圖。2特點：1)心電記錄儀隨身佩帶，不受檢測距離影響，不受體位變2)心電信息量遠遠大于常規ECG,尤其對短暫性心律失常3)選擇導聯必須不影響日常生活的活動和防止由這種活動(1)簡易動態心電圖儀(RTDA)可記錄至少24小時的心電信息，但由于易受干擾，信號失真b)閃光卡式記錄儀(內、外置)插拔卡式(外置式)記錄儀是開放式的，做完24小時記錄療提供了重要的有價值的信息，由于其對心律失常的檢測率高，a)Holter在單純動態心電領域，記錄儀體積越來越小，功b)隨著醫學臨床及科研的需求，動態監測的領域亦從單純0.11s,波幅在肢體導聯中不超過0.25mV,胸導聯中小于0.15mP—R間期它是指從P波開始處到QRS波群的起點相隔的時0.20s之間。肌的復極波。它的形狀較鈍而寬且兩腰不對稱,其方向應與QRSQ—T間期它是從QRS波群開始到T波終端的時間,代表心的，而是可以分解成不同頻率,不同比例的正弦波成分。也就是范圍可達(40～70)Hz,偶爾可達200Hz,而S—T段幾乎平直，從名稱時間(s)二次諧波(H)PT25~13表1正常心電波的頻譜而腎臟一血管緊張及其它體液按新陳代謝的需要調節心血管功國內研究現狀利用電子計算機技術自動分析診斷心電圖以有20余年的歷實用階段。前不久我國絕大多數的醫院都使用不帶自動功能的心自動診斷、自動打印報告，人工測量的精度較低，人紀50年代末，目前國際上應用最廣泛的是12導聯同步心電圖自動檢測，我國現在正在推廣12導聯同步心電圖自動檢測技術。心起步很晚，但是發展的速度很快，但是在心電圖形的分析方面，一的頻域分析方法來研究心電信號。顯然這兩種方法都不能同時oop進行編程，提供了集成的環境IDE工具，使開發windo第二章信號分析原理心電信號的計算機分析，已經有近30年的歷史，但是，其醫生的臨床目測來分析的指標進行診斷。那么,如果想讓計算機對這些信號進行分析與處理，促使人們尋求有效的數學分析工具。Gabor于1946年提出了窗口傅里葉變換[1](WFT:WindowFourier效地應用于如信噪分離，提高時頻兩域的分辨率等.討論小波變換止頻率Fh和W值，對于心肌缺血(冠心病)者其值普遍高于無心肌缺血(冠心病)者.并且揭示了急性心肌缺血時心電信息的高頻成份動開，這種方法適合變化平穩的信號，而對于非平穩變化信號(如天氣預報、地震預測、洪水預防、股市分析、圖像識別等等)效油信號處理的工程師J.Morlet在1974年首先提出的，通過物理的多年來最輝煌的繼承、總結和發展，對分析工具起著承前啟雙重意義。它與Fourier變換、窗口Fourier變換(Gabor變換)相化分析(MultiscaleAnalysis),解決了Fourier變換不能解決的許多處理(圖像可以看作是二維信號),在小波分析地許多分析的許多圖2心電信號的基線漂移現象基線漂移的消除在心電信號的預處理中十分重要，但又是比較麻煩的。由于基線漂移的特點為非周期直流分量，利用小波變換的帶通濾波特性和尺度函數的低通濾波特性，可以將顯現于小波分解大尺度上的基線漂移直接去除，并由重構算法恢復去除基線漂移后的心電信號。2小波變換去除基線漂移的方法小波或小波基函數就是滿足可容許性條件的具有特殊性質的函數，所謂小波變換就是選擇適當的基本小波或母小波，通過對基本小波平移、伸縮而形成一系列的小波，然后將欲分析的信號投影到由平移、伸縮小波構成的信號空間中。式(1)為小波變換表達式，其中平移參數b的變化決定時窗的位置，而尺度參數a的變化不但當小波變換的平移因子和尺度因子為離散情況時稱為離散小分別為二進小波尺度函數及其數字信號的算法為：S2,=S?fH,在本文心電信號的分解及合成中選擇了樣條小波作為小波基函譜如圖3所示。w-4rvw-4rv6(b]圖3心電圖小波譜(a)心電信號小波變換細節(b)心電信號小波變換逼近由于信號的小波變換相當于小波分解在不同尺度的帶通濾波度8上的分解波形可以看出，信號中的直流分量及趨勢項明顯地顯究中心電信號的采樣頻率為360Hz,三次樣條小波分解在尺度8下基于小波變換心電信號基線矯正方法的研究結果說明，基線漂2.1.3小波變換在心電信號波形識別上的應用在心電信號上識別患者是否有病，或者是有什么病的話，那就要看出心電信號的異常點。以前都是有醫生通過目測來判斷心電信號是否存在異常，這種做法效率低，而且不能針對大數據量的經歷了Gabor變換到STFT(短時傅立葉變換)再到小波變換的發展過程，小波概念于1984年才真正建立起來。再此之前無論時傅立葉變換還是δ函數分析法都是無法像小波分析那樣能兼及其倍頻附近的工頻干擾和0.7hz以下的基線漂移是兩個重要的干擾源。一般正常的心電信號在0.01-100hz頻率范圍之內，而90%的ECG信號頻率能量又集中在0.25hz—40hz之間。為了總強心電信號特征參數處理QRS波處理P波處理T波處理十二導聯平均波形處理表1:軟件處理模塊層次結構b000對應于圖2(b)(c)(d)(e)(f),(a)為運動試驗陽性病例的原始運則稱X(t)在t。處的李氏(lipschitz)指數為a,式中h式一原始心電信號Mallat算法分解得W2(j)f{j=檢測W2(2)的一系列正極大值---負極小值對No極小閾值s2No丟棄正的極大值---負的極小值點左右開窗得到R峰值圖5:檢測R峰值的程序流程圖QRS波群它是心電圖上最尖最大的波群。特點是上大。aVR導聯R波不應超過0.5毫伏，超過此值，可能為右室肥均小于0.5毫伏或每個心前導聯QRS電壓的算術和均不超過0.8QRS波檢測不僅是診斷心率失常的最重要的根據，而且只有在QRS波確定后才能分析ECG的其他細節信息。2.2.2QRS波群的檢測為了得到ECG信號特征點的準確位置，算法所用的小波變換必須保證變換后得到的信號與原始信號之間有良好的對應關系。為此，本算法采用了支持緊支集并具有一階消失矩的二次樣條小波。它符號^表示離散Fourier變換2R波檢測令峰點總是對應于>0,且多數情況下>0。盡管，少數R波因高頻分++≤0。因此，僅從α1+z+的值不能分辨R波、高頻噪聲和多數R波來說α′>0,心律失常的變異R波往往會使α′稍微增聲的頻帶與QRS波的頻帶存在重疊。在前面所得到的模極大值一個正極大值點(或負極小值點),k≠i)為同一尺(k≠i)相應的模極大值列稱作孤立模極大值列，并將從模極大值列集合中刪除。本文中所用間距閾值根據經驗選用120ms。其次，去除多余的模極大值列。通常R波只產生兩條模極大值其他都是多余的。多余的模極大值列可以通過下面的準則予以去極大值來判別。設兩個極小值點分別為Min1和Min2,其幅值分別為A1和A2,而它們與該正極大值點的距離分別為L1和L2。判斷準則1:若A1/L1>1.2A2/L2,Min2為多余點；準則2:若A2/L2>1.2A1/L1,Min1為多余點；小值對的過零點。在我們從模極大值列集合中刪除孤立的、多余的模極大值列之后，得到的集合nk(k=1,2A,N?)中只有尺度2上的正極大值負極小值對的位置信息。于是，找到這些正極大值負3QRS波的起點和終點的檢測波的終點是指S波(當S波不存在時為R波)的終點。QRS波的起點對應于R波生成的模極大值對之前的第一個模極大起點或終點(過零點或趨零點),它們分別就是QRS波的起點或終在),則R波生成的模極大值對的起點或終點就是QRS波的起點或終點。我們之所以在尺度2上而不在原始信號上檢測QRS波的起口是根據以前所檢測到的QRS波的起點或終點與其R峰點的間距2.3.1P波的醫學認識及意義波。形態可以為單向(正向和負向)、雙向。雙向P波是指波的描稱正負(+-)雙向，起始轉折在參考水平線以下稱負正(-+)雙PR段是繼P波之后，心臟沿心房肌(結間束)、經房室交界2.3.2P波的檢測波后進行小波變換，系統采用Morlet小波將信號進行5個尺度上的分解，QRS波主要集中在第2、第3層頻率段上，因此在第2ECGECG信號預處理ECG信號小波變換求出每個周期的R波位置根據變換系數的模極大值對確定所有P波求得每個P波的起點和終點根據P波弧度篩選P波根據P波與折線P波的相關系數篩選P波得到真正的P波如能求出P波的起點和終點，則可以給出P波形態方面的信息，對P波見到具有很大的作用。有人用小波變換的方法求P波(1)確定一個在P波一點左邊，但是靠近起點的點。由前述般對應了P波的兩個腰點。如圖7中頂點P對應了模極大值1、2,而點1、2的位置處于P波的兩個腰上。根據P波寬度的經驗值，在點2左邊50ms范圍內一點C,則一般能保證點C在P波左邊，(2)連接點C和P波頂點P,得到直線CP。其中距離最大的那個點就是P波的起點，圖7中點A為所求得的用同樣的方法，可求出P波終點，圖7中B點為所求得的P(1)如圖8所示，連接P波起點A和終點B,得到直線AB。(2)求出P波頂點P到直線AB的距離L和線段AB的長度(3)距離除以線段AB的長度|AB|的結果就是P波的弧度。設一弧度臨界值D,若求得的弧度值小于D,則認為是非P波；(1)連接P波起點A和頂點P,,得到直線AP。(2)求出P波AP曲線段上到直線AP距離最大的點，該點就是折線的交點，如圖8中點E。(3)同樣的方法得到曲線BP的折線交點F。(4)連接AE、EP、PF、FB,就是折線P波。計算出的相關系數小于D。,則認為是非P波；反之，就是P波。該方法在檢測噪聲產生的非P波時由很好的效果。如圖9所示，圖9噪聲產生的非P波示意圖波為主導聯中，T波的振幅不應低于同導聯R波的1/10,心前導Q-T間期約為0.40秒。一般可查表。凡Q-T間期超過正常最高值延長見于心動過緩、心肌損害、心臟肥大、心力衰竭、低血鈣、同時，還有S一T段，自QRS波群的終點至T波起點的一段本章詳細的介紹了對心電信號的分析方法，就是利用先進的小波變換的方法，對心電信號各個波段進行對應的小波變換的尺度上的特征進行提取和判斷，在此基礎上，在對心電信號進行醫學上的分析。第三章：總的方案的確定3.處理數據的記錄4.病例庫記錄新患者復診患者患者基本情況的錄入病例庫中查詢患者信息患者的原始心電信號的錄入對心電信號的處理列出分析結果室性節律查詢緩查詢醫生診室性節律查詢緩查詢醫生診斷錄入心率情況查詢S-T段分析查詢患者綜合信息打印圖10主要功能實現流程圖了大致的功能流程圖，這樣就可以為以后的設計定下了一個明確第四章：軟件的詳細設計4.1新患者模塊在新患者的界面中，要包括患者的一些基本信息，如下圖所示：心電信號分析系統心電信號分析系統新患者導聯圖|病例庫|系統設置|授權用戶界面中，帶有“*”的是必須填寫的內容，文件在記錄開始之前，要對這些信息進行檢查，如果存在沒有填寫的帶“*”選項，系統就提出警告，然后清除所填寫的信息，提示操作員重新填寫。其要求操作人員輸入患者的基本情況檢查是否有帶“*”無是否想保存信息是清除輸入的信息重置建立新患者信息，存入文件開始日期AsString*20性別As身高AsString*104.2病例庫模塊新患者導聯圖病例庫系統設置分析結果授權用戶患者性別：男患者年齡：22查找重置斷時間：10:20聯系電話：02154445重置確定信息，這樣就要求能夠很全面的顯示患者的全部信息，同時，如果是患者來復診的話，那就還要求能夠繼續讀入這位患者的心電信號，因為心電信號的數據量非常的大，所以，我們只是一次性的記錄患者的心電信號的原始數據，在病人復診的時候，讀入的心電信號數據將覆蓋上次的心電信號數據。但是在病例庫中，還容然保存著患者的上次的診斷情況，因此，醫師還可以根據上次輸入要查找患者姓名重置確定顯示患者的基本情況和診斷情況復診追加記錄下讀入心電信號數據診斷補充進行心電信號處理診斷補充輸入重置新患者導聯圖病例庫系統設置分析結果授權用戶總時間ST模式確定幫助語言4周期二：程序流程圖二：程序流程圖系統默認參數設置重新設置系統參數系統接受設置的參數 了解到出錯的原因，來診斷出造成這種毛病的原因是什么,可能查看圖形室早總數0查看圖形查看圖形停搏大于2.5秒：0重置在醫生仔細查看心電信號的分析結果之后，就可以依據自己對心電信號的熟識來診斷出患者的病情了。因此，在接下來的就是病人的診斷輸入。原始的心電信號數據原始的心電信號數據心率性事件最小心率緩分析性事件分析查看圖形查看圖形查看圖形查看圖形查看圖形醫師下診斷跳周期檢測T波檢測檢測檢測為了記錄患者的處理信息，我們定義了一個記錄處理信息的數據類型“chulijilu”。其具體的定義格式如下：然后在用到這個數據類型的時候就直接調用就行了。4.5授權用戶模塊授權認證心電信號分析系統心電信號分析系統新患者|導聯圖|病例庫|系統設置|分析結果[授權用戶授權用戶添加用戶管理員確定取消2則除用戶添加 輸入用戶名和密碼戶權限進入授權用戶和刪除界面輸入要授權的戶信息?判斷用戶是否以存在?記錄用戶信息輸入要刪除的用戶名要刪除?刪除用戶信息退出刪除退出Y其流程圖如下.在文件中查找此用戶是確實要刪除?是否否退出刪除操作從此用戶開始復制下一個信息覆蓋上一信息創建一臨時文件，并把開始到最后第二個用戶信息復制到臨時文件中刪除原來的用戶信息文件并把臨時文件改名為原來的用戶信息文件地址：診斷：診斷醫師：df身高：122最大心率：75最小心率；59平均心率；72室早總數：0室速總數：0最長室速：0房早總數：1房速總數：0最長房速：0心房顫動：無總ST分鐘最長ST段：0停搏大于最長停搏時間：無21大于2.5秒的停搏是0個，室性早搏有0個，有0陣室速和0次成對室早，有在本系統中，包括患者的基本信息，患者的心電信號的數據記錄和數據處理信息。因此，一定要對這些信息進行定期的維護。對過期的就是沒有超過一定的時限的文件就要對其進行刪除。在此模塊中，就是來實現此種功能的。要想對患者信息進行管理，你必須是管理員權限的用戶，否則你就不可以對這些信息進行刪除。這是對信息的一種保護方法。登陸的界面如同授權認證的界面相同，它和授權認證的要求權限也是相同的。所以，在此就不再顯示登陸界面了。登陸到界面之后，你就可以對患者信息進行刪除的操作了，在此有兩種刪除的方式：1:是刪除全部信息。執行此操作后，系統中的患者信息、患者的心電信號及數據處理的信息統統的被刪除掉了。因此，在執行此操作的時候，務必謹慎!2:是選擇性刪除。選擇此菜單后，系統自動的把所有的患者都顯示在桌面上，你可以選中想刪除的患者，然后單擊刪除即可。其界面如下：恩者列墨xiaom-dsf/sdf/dfs----sdfdsf其具體的操作流程如下：權限認證權限認證進入刪除操作全部刪除選擇性刪除刪除所有文件選擇想刪除的患者刪除患者信息沒通過在選擇性刪除里面，首先是打開文件”xinhzh.dat”,找到對應的患者信息，然后按照患者的姓名，找到它對應的數據信息文件”“患者名”.dat”文件，把它刪除了，再找到數據處理的文件“患者名”chl.dat文件把它也刪除了，最后把xinhzh.dat文件中的患者信息刪除了，所采用的方法如同yonghu.dat文件中刪除用戶信息的方法是相同的。在此就不再累述。這是對本系統的介紹和一些基本的操作指南。關于的界面如下：版權所有(C)1981-2001MierosoftCorpa確定“關于”窗體在“關于”中，設置了API函數，報告了軟件運行的計算機的一些系統的信息和本軟件的一些相關信息。同時，我還為本系統提供了幫助文件，在你操作系統的時候，只要有什么地方有疑問的時候，可以隨時按“F1”得到系統的幫助，或者，你可以直接到菜單項中，點幫助的連接，就可以同樣得到系統的幫助了。在系統的幫助中，加入了菜單的操作方法，以及菜單的連接內容的介紹；系統的各個模塊的功能和具體的操作方法。幫助的具體界面如下：目錄C)索引()后避面打印P心電信號方析系統目最使用心電信號分析系統信號輸授權認證文件菜單操作菜單幫助菜單在本章中，把本軟件中的各個模塊進行了詳細的介紹，包括里面的程序流程圖，文件的格式等，各模塊之間的聯系。以及系統的“關于”和“幫助”的窗體。第五章計算機與單片機通訊過程的實現本設計是采用MCS51系列的單片機，他們要實現與計算機之間的通信，采用8051的串行口于計算機RS-232的串口進行連接。5.18051單片機串行通訊方式的簡介8051單片機串行口具有四種通信方式，三種異步方式，一種同步方式。當工作于一步方式的時候，可以進行全雙工操作，即能夠同時接受和發送。由于串行口中的接收器采用了雙緩沖結構，因而在第一個收到的字節從接收寄存器(SBUFTX)讀走之前，就可以開始接受第二個字節。串行口的發送寄存器(SUBFTX)和接受寄存器(SBRF_RX)在物理上分開的，但可以通過同一個串行口緩沖寄存器SBUF(位于99H地址單元)去訪問它們。但發送緩沖器只能寫入，不能讀出，接收緩沖器只能讀出，不能寫入。8051單片機串行口是可編程接口，對它初始化編程只用兩個控制字分別寫入特殊功能寄存器SCON(98H)和電源控制寄存器PCON(87H)中即可。5.2串口工作方式的選擇方式0:是一個同步方式或稱作移位寄存器方式，在此方式中，8051單片機用RXD引腳作為串行數據發送/接受端，另外TXD用于輸出位移時鐘，作為外接部件的同步信號。無論發送8位還是接收8位數據，都是最低有效位在前。發送過程中，當執行一條將數據寫入發送緩沖器的指令時，串行口把SBUF中8位數據以fosc/12的波特率從RXD(P3.0)端輸出，發送完畢置中斷T1=1。寫SBUF指令的時候在S6P1處產生一個正脈沖，在下一個機器周期的S6P2處數據的最低位輸出到RXD(P3.0)腳上，再在下一個機器周期的S3,S4,S5輸出移位時鐘位低電平，而S6及下一個機器周期的S1,S2為高電平，就這樣將8位數據由低位至高位一位一位順序通過RXD線輸出，并在TXD腳上輸出fosc/12的位移時鐘。接受時，用軟件置REN=1(同時R1=0),即開始接收。方式1:真正擁有串行發送或接受，為10位通用異步接口。TXD分別用于發送與接受數據。收發一條數據的格式為1位起始位、8位數據位(低位在前)、1位停止位。共10位。在接收時，停止位進入SCON的RB8,此方式的傳送波特率可調。值得注意的是，在整個接受和發送過程中，保證REN=1是一個先決條件。只有當REN=1時，才能對REN進行檢測。方式2和方式3:其均為每幀11位異步通信格式，由TXD和RXD發送與接收(兩種方式操作時完全一樣的，所不同的只是波特率)。每幀11位，即1位起始位，8位數據位(低位在前),1位可編程的第9數據位和1位停止位。其發送和接收的時的操作與方式1類似。考慮到數據的傳送的方式和經濟的要求，本設計采用的時異步通信方式實現單片機與計算機的主從式連5.3RS-232串口的簡介EIARS-232是目前最常用的串行接口標準，擁有實現計算機與計算機之間、計算機與外設之間的數據通信。該標準的目的是定義數據終端設備(DTE)之間的電氣特性。一般的串行通信系統是指個人計算機和調制解調器(Moden)。調制解調器叫數據調路終端設備(簡稱DCE)。RS-232C提供了單片機與單片機、單片機與PC機之間的串行數據通信的標準接口。通信距離可達15m。RS-232C接口的具體規定如下：RS-232C標準適用于DCE和DTE間的串行二進制通信，最高的數據速率為19.2kb/s。如果不增加其它設備的話，RS-232C標準的電纜長度最長為15m。RS-232C不適應與接口兩邊設備間要求絕緣的情況。(2)RS-232C的信號特征為了保證二進制數據能夠正確傳送，設備控制準確完成，有必要使用的信號電平保持一致。為滿足此要求，RS-232C標準規定了數據和控制信號的電壓范圍。由于RS-232C是在TTL集成電路之前研制的，所有它的電平不是+15v和地，而是采用負邏輯，規定+3v～+15v之間的人員電壓表示邏輯0電平，—3v～—15v之間的任意電壓表示邏輯1電平。(3)部分RS-232C接口信號及引腳說明表5—1給出了RS—232C串行標準接口信號的定義以及信號分類。表5—1部分RS-232C接口標準引腳名方向保護地×出入入出出入允許發送入出數據設備準備就緒入出信號地××接收線路信號檢測入出出入信號質量檢測數據信號速率選擇在使用RS-232C標準接口應注意的問題：(1)RS-232C可用于DTE和DCE之間的連接，也可以用于兩個DTE之間的連接。因此，在兩個數據處理設備通過RS-232C接口互聯的時候，應該注意信號線對設備的輸入/輸出方向以及它們之間的對應關系。(2)RS-232C雖然定義了20根信號線，但在實際應用中，使用其中多少信號并無約束。也就是說，對于RS-232C標準接口的使用是非常靈活的。對于微機系統，通常有其中適用方式。引腳號線送收工工應用1———07√√√√2√√√03√04√05√√√06√√√0X×X×0X×X×08√√0注：√表示必須配備，×表示使用公共電話網時配備，0表示設計者決定，一表示需要決定。5.4通訊在軟件的設計VB中有一通信控件為MSComm,屬于ActiveX控件，對應的文件時MSCOMM32.COX,它的主要屬性有：Commport屬性：該屬性設置并返回通道端口號Setting屬性：該屬性以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位、停止位。Portopen屬性：該屬性設置并返回端口的狀態，也可以打開或關閉端口。Input屬性：當屬性從接受緩沖區返回和刪除字符。Output屬性：該屬性向傳輸緩沖區寫一個字符串。的數據不產生Oncomm事件，應該通訊軟件必須定時主動查詢接收數據緩沖區以檢測是否有新數據到來；當Rehreshold>0時，例如Rehrehold=1,則接收到字符等于或多于1個時就產生Oncomm事件，通訊軟件可以響應該事件。SThreshold屬性：當SThreshold=0時，發送數據時不產生Oncomm事件，因此通訊軟件必須定時主動查詢接收發送緩沖區以檢測是否需要檢測新數據；當Sthreshold>0時，例如SThreshold=0,則發送緩沖區的字符小于1個就產生OnComm事件，通訊軟件可以響應該事件以及時寫入新字符來繼續發送。在程序初始化的時候，我們對通訊作了如下的約雙方傳送的波特率設置為9600,因為心電信號的輸送是有三路信號，所以，我們設定，在傳送數據的時候，第一次接收的是第一路的心電信號，接下來的就是第二路和第三路信號，接下來就是一、二、三路信號這樣的循環的接收。所以，在接收的時候，我們就對應的把各路的信號分別存放在各自的文件中去。同時在第一次發送數據的時候，第一位發送個心電信號開始記錄的時間，這個要單單的給它接收下來，作為判斷信號的起始位，以后在處理信號的時候，對可疑的信號定位都是要見來在這個時間的基礎上的。在三路信號的選擇上，程序如Put#4,haol,shuju本章中，介紹了數據的傳入，通過VB中的MSComm記錄上，是三路導聯的信號分別輸入，因此，在接受數據的時候，是采用三個文件分別接受，每次接受一個數據，就換一個文件。這樣就把三路導聯的信號分別的記綜合上面的敘述，我總結如下：1.在心電信號的處理方法上，采用現在最新的小波變換的方法，把原始的信號數據，先經小波變換，然后接入本系統中，做相應的分析。這是系統不足的地方，現在的心電信號分析處理，在VB中編入小波變換的程序的方法，目前還沒有。所以，這還有待于更進一步的完善。2.軟件中對患者基本信息、處理數據等信息的處理，都是采用文件的形式處理的。因為考慮到數據類型的都是比較簡單，而且，特別是新電信號數據方面，數據的類型就是單一的。如果采用數據庫處理的話，道顯的麻煩。所以，本系統采用的是文件的形式來處理。處理起來，簡潔方便。3.在軟件的使用權限上，本系統涉及有兩種類型的用戶權限：管理員權限和一般用戶權限。一般用戶的權限，只可以使用本系統，但是不可以對系統的患者信息記錄進行管理；管理員權限的用戶，不僅可以使用本系統，同時，還可以對系統患者的信息記錄進行管理，還有對其他用戶授權的功能。4.系統的幫助文件，可以在系統運行的同時，進行跟蹤幫助。即你在使用系統的過程中，無論在那兒有疑問的話，你可以隨時的按“F1”鍵來得到系統的幫5.系統進行演示的數據問題，這些數據都是通過自己去點而生成的，因此，有很大的認為因素在里面，與實際的心電信號數據相差甚遠。系統中還要注意的問題：1.本次設計的目的就是實現對心電信號的QRS波的查找、R峰值的定位、P波的查找、心率的計算、早搏的判斷、室性事件和房性事件的判斷、心電信在現實中，這幾種判斷室遠遠不夠的。比如：房撲房顫、ST段分析、QT段分析、QT突變檢測、心率變異分析、晚電位分析、房速判斷、結性心搏判斷、室性二聯率和室性三聯率判斷、房速和成對房早等等。因此，要想把系統進行更加完善，還要很多很多的醫學方面的專業性知識，同時，還需要大2.系統的接口方面，因為沒有條件能夠進行調試，所以，我只是把程序進行了編寫。雖然在理論上是可以的，但是，理論和現實的距離太遠太遠，在實際的應用過程中，肯定會出現一些這樣或者那樣的問題，因此，這方面還是要繼續進行調試的。最后，我想告訴對此方面感興趣的人，可以在此基礎上，對此進行不斷的完善，增加其功能，使其真正能夠運用道現實生活中，為醫療事業作出一點點的貢獻。轉眼大學的最后一個學期即將結束，回顧這三個多月的畢業設計感想頗多。從針對與畢業設計的實習起，我就開始認真的把心態調整好，在課題分發下來的同時，我就開始著手必要的知識準備，對于本系統的開發語言VB,以前從來沒有接觸過，因此，也就是從那時候起，才開始學習VB的基本知識。在這同時，我還要著手查找與我們特別陌生的醫學方面的書籍。重點查找在新電信號處理方面的信息。雖然這方面是一個比較新的課題，資料很多，但是，由于醫學專業知識的匱乏，開始根本就不能理解其中的含義，久了，才能有所理解。雖然這些知識對我來說都很陌生，但是，這也讓我學到了很多的新的知識。首先對軟件編程有了進一步的了解；對新電信號的有關知識也有了一定程度上的了解；更重要的是，對我個人分析問題、解決問題的能力的培養，和對我一些好的工作作風的初步形成都有莫大的幫在此過程中，首先要感謝指導老師黃民副教授給了我很的幫助，從整個設計的宏觀方向上給我作了非常重要并且即使的指導，百忙中金昌的督促我們的設計進度，幫助我解決了很多的疑難問題。在這里我要感謝黃民老師的指導和支持。同時，還要感謝黃老師的兩位研究生張寧老師和袁曉明老師，他們給我提供了很倒的心電信號方面的資料，還在很多的細小的方面給我一些好的建議。以及在黃老師的和葉老師的研究室里的陳磊老師、李功老師等等。他們都曾給我很多的幫助，在這里，也要好好的感謝他們。四年一瞬!但母校讓我永遠不會忘記，在這兒，幫助過我關懷過我的老師和同學們，感謝你們的培養的恩情，感謝你們友情!附錄A英文翻譯NonlinearanalysisofcontinuousECG1DepartmentofPsychiatry,UniversityofMainz,Abstract.InrecentTherefore,theapplicTherefore,theapplicobtainedwiththetwoapproachessuitableforthetoposuitableforthetopologicallyproperbytheinvestigationofseveralsimulatedtimebytheinvestigationofseveralsimulatedtimeseries,i.e.chaoticLorenzwhetheralstudentstudentpopu-lationandthegeneralpubliclaboratoryconditions,polysomnographicdataonthechintorecordsubmentalelectromyographicartifacts,eachunambiguouslycorrespondingtoclassificationwascheckedthemajorityofcases.Properreconstructionthreshold,thatis,whenR41(k,i)-Ra(k,i)≥RMSweregeneratedfromthree-periodic(three-torus)—78—andfive-periodicdynamics(five-torespectively.TheincommensurablefrequenB(x)=0otherwise!:[yi:statevectorspace;C(R):correlationsums;R:Euclidiantocalculateimaginarypartsofthefrequencyvaluesarechangedvaluedtimeseries,thesymmetry[p()=-p(-flhabepreserved.Finaliydetectionofdi.erscrambledsurrogate(bottom).SinceSincethecorrelationdimensionoftheLorenzsystemisslightlyandfive-periodicdynamics,aswellasforwhitenoiseneighbouranalysesforECGsignalsofthedi.erentnorforthecorrespondingsurrogates.Valuesubjects.D2estimatesfor世REMsaturationofthecorrelationthesuggestionsofAbarbaneIandcoworkers(1993).towardsaplateauatembedddimension,largestLyapunovdimension,largestLyapunov睡眠時連續心電圖非線型分析I再造1Departmentofpsychiatry,UniversityofMainzUntere2DepartmentofChemistry,IndianInstitueofTechnology,600036Madras,Chennai,India進幾年逐漸積累的經驗證明心電圖信號是有非線型性質。目前已經證實，嚴格的講，心電圖的周期頻率與健康狀況無關，相反地，與疾病狀況有關。因此應用非線型系統理論分析心電圖信號已經越來越受青睞。此非線型理論的應用極關重要的一點是在適當尺寸的一個相位的連續再現，在這個研究中，通過對12個健康的人的不同睡眠時期的心電圖信號圖進行分析。適當的嵌入尺寸由2種技術正負相鄰技術以及相關尺寸的應用，將心電圖信號與模擬數據(單周期力學，Lorenz數據)以及相隨機數進行比較，結果包含2種方法，暗示了從6到8的尺寸可以認為適應適當布局的再造心電圖信號。心臟頻率的概念在20世紀80年代晚期得到發展。它有點像振動的周期，研究顯示心臟與不規則甚至有點無秩序的動力學有關(例如Babloyante和Destexhe1988)好幾個人研究證明：從外部來看，心臟組織不斷分叉發展，像周期間歇式倍增，具有非線型活動的系統的特征 (例見Chialvo和Jalife1987;Chalvoetal1990)其他作者假設帕金葉系統的破碎可能代表了無秩序心臟力學當代化的結構。有證據證明周期的心臟力學與健康狀況無關，相反地卻與疾病有關。此外，所謂混沌控制的方法應用于心室細胞，暗示了心臟疾病可用新一代精密的起博器使非線型力學具體化。應用于測量數據的非線型方法是以所謂的嵌入為依據。比如，在多種尺寸空間的信號再造。最佳嵌入尺寸的選擇對適當信號的再造和非線型特征的評估是至關重要的，這一部分我們將在實驗第2部分講解。我們已經了解人是彈造軌道在嵌入下發生并有可能導致相位結構的扭轉。目前由Kennel和其同事對相近技術的研究用于檢查可能存在的。(Ofthise.ect)在連續睡眠心電圖數據中。)相鄰技術的推廣是可應用于一些連續模擬時間的調查之中的，比如。無次序的勞倫滋力學，3周期和(VE-PEIODIC)力學。在進一不調查融合關聯處的尺寸平谷中。附加了一個插入尺寸選擇工具。可能有人會想。這些為作正確決定的測試實際上是于非線性決定力學有關呢，還是為作適當進一不的調查線性隨機數據會類似地滿足所需要的要求呢?因此，我們用高斯隨機來做為替代，使其相同的振幅干擾和類似力大THEILERETAL,1992)這樣我們可將連續心電圖與線性隨機數據做比較分析。2.數據的獲得12名健康男性作為志愿者假如了我們的調查中，他們部分是移民大學學生也有一般群眾，年齡在21到34歲之間，他們都聲稱有固定的睡眠起床模式并且身體狀況良好。他們沒有人靠濫吃藥來催眠的習慣，也沒有人大量飲酒吸食卡因或尼古丁。他們當中沒有人有任何歷史記錄或者目前癥狀說他們在接下來他們適應了實驗室睡覺環境之后，第二天從晚上11:00到早上7:00不段有數據采樣出來，在頭顱上安放了表面電極(Fz,Pz,C3,和C4;10+/-20系統)和用來記錄腦電圖行為的顱骨狀突起。按在人的左，右眼間處的顱骨突起是用來記錄眼睛活動下巴的來記錄潛意識機動電流圖活動。里面電流阻抗都在5KW之下。由連在兩手筆的導線來測試心電圖信號。心電圖由一個12比特頻率為100赫茲的模擬數字交流器將資料數字化，輸入電腦做一年分析。曾經一個資ECG進行了依次栩栩如聲的分析，(從睡眠心電圖所擇取的)(在n=16.384數據點，持續2:44分鐘)沒有技術處理和認為移動影響，每一個或對應著睡眠階段1,階段另一個評定人校核。3.分析方法3.1相鄰技術。相鄰技術方法是利用幾何原理來決定最足夠大的，能保證適當的再造相位力學，此處d是包含吸引器系統的副本的尺寸。最近Sauer和同事們(1991)證明了大部分例子中2倍于吸引器系統容量能夠足夠的。適當的再造暗示了相位拋射線的軌道是展開的，并且沒有任何的幾何交叉。因此，插入過程有個明顯的跡象：如果相位狀態很接近其插入尺寸，但是增大插入尺寸時獨立存在。也就是說，系統吸引器已經在一個極低尺寸中再造，并且這個極低尺寸的我們按照Abarbanel及其同事的提議，檢測了假設的最鄰近的數據，通過波形的開端由R分離成的兩個最近點k及i之間，將尺寸d與d+1比較。我們選擇一個正方形作為基礎，這個正方形一時間為起點。當坐標d中2個最鄰近的數據：在坐標d+1中被分離，此時它們之間的距離大于下限。當我們認為這組數據不是最近的。虛假的最鄰近數據的百分比可用時間軸的所有點按下列步驟算出。因為這個測量是在給定下限的前提下進行的，被認為是一個可用的數據，用于決定最理想的埋入面積相互作用的數據的最小值被用作再造時間增量t。此時，推薦一個選擇，由Grassberger及其同事所推薦的。(t=12的點對應的李氏指數；t=4的尺度上；t=3對應的是白色噪聲)我們用時間系統模擬動態及白色干擾數據來進行模擬最近數據分析及與心電圖數據的比較。一組模擬數據設置L系統中的X元素參數值b=4,q=40,r=16(Lorenz1963).另外兩組模擬時間系統在3—周期的特別是ve-periodicd動力學中設定。那里有些數據不可測量頻率被選定為(f1=9.99Hz,/2=√15Hz?3=√150Hzf4=√30Hz,fs=√300Hz)對于所有的時間系統樣品區間取0.01s,數據長度16K。3.2.尺寸估計：飽和對插入尺寸的估計是建立在相關總數的對數平面同周期空間內點的對數距離比較的基礎上的(GrassbergerandProcaccia1983)相關總數C(R,d)波形或成對的數據在半徑小于R的平面D的插入空間內。相關尺寸D2由以下公式得出簡而言之，我們執行了50個參考點在一個R-軸范圍內及延遲時間的誤差。(Theiler1986)當插入面積d增加時，弧線(hCR.d/nRvsInR)應該和nite尺寸系統中的nite值D2相交。從原則上講，對于D2的估計在達到插入面積S之后,應該保持恒定，——達到適當的插入尺寸。由于數據的數量要求重建相交空間結構，由此算出D2在尺寸系統中呈指數地增加，對于D2的精確估計本質上依賴于數據點的數目。當用少量試驗點一個尺寸系統時，會發現D2的謬誤飽和，用適當的插入尺寸來觀察D2飽和應是因為理論比假設的最鄰近點技術缺少可靠性。3.3數據替代原始的時間被FFT轉化成復雜的頻率，用以周相隨機替代的產生。結構復雜水平中的周相被那些采[Re(f)=A(/)'cosφ(f);Im(f)=A(f)'sin這是通過加入一個(0,2π)之間的隨機分配值，周相而變成隨機，頻率值的實部和虛部也相應地變化。以次，頻率值的振幅為了達到一個真實的數據時間，對稱性[p()=-p(-f必須受保護。最終，隨機周相頻率值通過FFT被隨機時間所代替。雖然，隨著傅立葉隨機周相的轉換，結果是隨普通振幅的時間和原始的時間有相同的光譜。上面描述簡單周相隨機性的傅立葉變換的計算，被應用于目前的調查研究。這個程序改變了原始數據的非普通振幅分配，它將引導原始數據和簡單替代之間的真假檢測(Rappetal1994)在變換的步驟中形成了一系列隨機數字的普通分配。接著，一系列的高斯數據結構在一系列的高斯裝置和一系列原始時間的承認下重新排序，以至結構同意高斯數據裝置的隨機周相結構。這個程序允許隨機周相數據代替裝置結構顯示和原始數據一樣的振幅分配。進一步說原始信號的光譜能量被保存。實際上，觀察到一條接近白色光譜的斜紋。(SchreiberandSchmitz1996)在目前研究中，心電圖信號的光譜與相應的替代的平均相關誤差在8%左右。圖1表明圖2顯示了對幾個模仿時間的錯誤的最近的計算。對白色噪音，錯誤率的范圍在50%以上。在增加插入尺寸方面的減少不明顯，因為Lorenz系統的相應尺寸稍大于2,由插入尺寸1產生的20%的錯誤率下降到插入尺寸2產生幾乎為零的錯誤率，而且由于尺寸的增加保持在一個很低的值。錯誤的最鄰近的百分比隨著插入尺寸的增加而連續下降，各自隨著插入尺寸的范圍在5以上和10以上，以低于1%浮動，而保持穩定。圖3說明了分析心電圖信號的睡眠階段的最接近錯誤超過了所有科目，平均的信號出現時間代用品的結果出現在底端。非常明顯的是它沒有明確的關系在睡眠階段和臨近的錯誤的百分比之間，既不是心電圖信號也不是相應的代替品。代替品的價值微微減少了一點。從30%的包埋尺寸減少到大約25%的包埋尺寸15,出現了最小的(demon-strable)價值相反，計算心電圖的價值開始在20%和25%范圍內并減小了大約5%的包埋5+/-9,在微弱的上升之前已經增大了包埋尺寸。這些分析得出了這樣的結論：(1)它有標志在心電圖和線條的代替品之間，對應于相應的最接近的錯誤；(2)最適當的包埋尺寸對于心電圖的分析對應于相應的最接近的錯誤在5+/-9范圍☆SWS圖4說明了飽和的相關尺寸估計心電圖選擇從睡眠階段是一個科目。D2估計信號的代替品被描繪在比較圖的底端，代替品的增長尺寸沒有各自的飽和尺寸。相反。心電圖信號是和D2的集中開始增長尺寸6+/-8有關系的。這樣，同意了最接近的錯誤理論，顯示了有標志的行為和任意狀態的代替品相比較。5結論這個研究的主要目的是調查最合適的包埋尺寸繼續心電圖記錄在睡眠階段利用最接近的錯誤技術和對飽和的相互作用的估計。最接近的錯誤分析開始于(kennel)和協會被(modired)和(abarbanel)和(coworkers)的建議相一致的。在最初的建議中最接近的錯誤的(clasticatis)的距離界限被拒絕作為各自的下一個包埋尺寸，被各自的包埋尺寸所分開。事實是各自的足以接近點自動將會增加并和包埋尺寸增加有關系，這種方法和低的包埋尺寸有關系。我們因此利用一個臨界價值，它不依賴于關系，但是依賴于絕對的分開最接近點在下一個高包埋尺寸，問題是正確與否在于最可能的包埋尺寸最大值能否讓其代替品圖2的錯誤百分比三個階段和白色噪音。最合適的選擇包括可能的重建，在當插入直徑比所要求的規格大時理論上可以獲得。然而實際上過多的插入量是不利的，因為(1)可利用的信息長度被縮短了(關于尺度，插入直徑半間隔時間);(2)信息中的干擾作用可能會引起插入空間的同質的污染，進而導致對非直線測量的估計的曲解(例如，D2的計算與標準有偏差)(3)算法估計非直線性能的增加與插入直徑有關，因此，最佳插入直徑的選擇決定了實際應用的目的。這項研究的結果表明。關于插入方面，ECG信號與高斯隨機相重限定尺寸來控制時間相比，ECG信號能顯著地顯示行為而后者具有相同振幅分布和相似能量光譜等特征。在文中，需要強調的是對ECG信號作總體分析是不需要自動控制R-R速度和P-Q-R-S-T循環。這兩者與醫學有關。對于R-R時間間隔選用小尺寸是缺乏顯示在1998年分別提出。他們提出了特征猜測，或使用大尺寸非線性速度，另一方面，P-Q-R-S-T虛幻在健康專題方面是由相組成的且是可預測的，這就表明決定論的起源主要是非混亂的(kantz和schreiber與1998年提出)。因此，介于連續ECG信號和隨機的控制時間就不足為奇了。最恰當的反證法表明，插入直徑為5+/-9很適合睡眠中ECG信號的再建。飽和狀態的相互作用尺寸確定了正確插入量下的見解數據。使用反證法假設技巧比直接獲得解雇缺乏可靠性。當插入直徑為6+/-8的插入直徑很