基于DSP技術(shù)的心電工作站系統(tǒng)

2．3．3　MACH邏輯控制部分

　　系統(tǒng)的邏輯控制由MACH4 64／32（見圖4）實現(xiàn)。MACH4 64／32是Vantis公司的第二代高密度、電可擦除、CMOS PLD器件,邏輯容量相當于1250個等效PLD門。在本系統(tǒng)中,MACH負責(zé)產(chǎn)生各外設(shè)的片選信號、模擬開關(guān)的計數(shù)控制信號、按鍵的編碼等。

　　當A1A0給MACH內(nèi)部的寄存器賦值00時,輸出Q3Q2Q1Q0從0000～1011按12進制計數(shù),模擬開關(guān)選擇常規(guī)12導(dǎo)心電信號;當A1A0＝01時,輸出Q3Q2Q1Q0從1100～1110按3進制計數(shù),模擬開關(guān)選擇3導(dǎo)正交心電信號;當A1A0＝10時,輸出Q3Q2Q1Q0＝1111,模擬開關(guān)選擇心率變異信號。

　　系統(tǒng)設(shè)置了4個按鍵,用于功能選擇。由MACH對按鍵實現(xiàn)編碼,確定按鍵代碼D1D0,同時,產(chǎn)生按鍵中斷信號連到DSP的Int2引腳上。

　　3　心電工作站的心率變異性分析

　　心率變異性（HVR）分析目前在臨床研究中受到了普遍的重視,已成為心血管疾病及心電生理研究的熱點。一般處理方法是采集短時（520點）或長時（24 h）心電信號R波的間期,從多個信號處理的角度進行分析,給出關(guān)鍵參數(shù)。本系統(tǒng)對心率信號采集處理的流程如圖5所示。

　　系統(tǒng)設(shè)置包括設(shè)置采樣頻率fs＝1 kHz,模擬開關(guān)選擇第16路。由于HRV分析的對象是心電波形的RR間期,在數(shù)據(jù)采樣同時,就對波形的R波進行定位,找到R波位置,計算出相鄰R波的間隔RR間期后存儲。DSP的高速特點使得在數(shù)據(jù)采樣的同時可以進行較為復(fù)雜的信號處理,比較準確地找到R波的位置。具體采用了如下措施：

　　1）數(shù)字濾波。采樣的信號通過截止頻率是150Hz的低通數(shù)字濾波器,實時濾除高頻的干擾信號。

　　2）采用斜率跟蹤的方法確定R波的位置。事先確定一個閾值,當采集波形的斜率變化超過閾值時,跟蹤尋找斜率變化最大的位置,即R波所在的位置。

　　采樣完畢后,對RR間期進行快速分析,分析方法包括了時域的統(tǒng)計分析、頻域的譜分析,得到多個分析結(jié)果顯示在液晶顯示器上。

　　4　結(jié)束語

　　本文設(shè)計的以DSP320C32芯片為核心的心電工作站系統(tǒng),使得多路心電信號的采集、分析能夠?qū)崟r實現(xiàn),系統(tǒng)的體積小,便于攜帶,同時有較強的運算能力,將數(shù)字濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法增加到分析程序中,將大大提高處理能力與診斷的準確性。同時,適當改變程序（如輸入信號信道的定義）和分析程序等,還可使本系統(tǒng)用于其它的生理信號實時處理。