基于MATLAB/SIMULINK的心電信號(hào)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　實(shí)時(shí)心電信號(hào)源設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)方案采用SIMULINK實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。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(shù)，能夠立即看到仿真結(jié)果，生成可以實(shí)際應(yīng)用的實(shí)時(shí)信號(hào)。

　　心電信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)

　　設(shè)計(jì)方案中將心電信號(hào)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(shè)計(jì)過(guò)程中，Q波、QRS波和S波用三角波實(shí)現(xiàn)，P波、T波和U波用正弦波實(shí)現(xiàn)。

　　心電信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)采用七個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，其中六個(gè)模塊的功能是實(shí)現(xiàn)特征波，一個(gè)模塊用來(lái)合成各個(gè)特征波，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的仿真。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3。

　　如圖3示，每個(gè)心電信號(hào)特征波產(chǎn)生模塊均有一個(gè)各自的特征波參數(shù)輸入，這些參數(shù)包括幅度、寬度和移位。另外，6個(gè)心電信號(hào)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(hào)的長(zhǎng)度x和心跳周期beat。顯而易見(jiàn)，該心電信號(hào)發(fā)生器的SIMULINK模型可以通過(guò)改變心電信號(hào)參數(shù)，方便地得到所需的心電信號(hào)。

　　實(shí)時(shí)心電信號(hào)的產(chǎn)生

　　設(shè)計(jì)方案中，采用SIMULINK設(shè)計(jì)的心電信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生數(shù)字仿真心電信號(hào)，通過(guò)研華公司(Advantech)的模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡PLC-812PG的D/A轉(zhuǎn)換器引出，生成實(shí)時(shí)心電信號(hào)，具體原理框圖如圖4。

　　MATLAB Embedded Function模塊只支持二維矩陣運(yùn)算，因此在實(shí)時(shí)心電信號(hào)輸出時(shí)要注意二維數(shù)據(jù)到一維數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，即采用一個(gè)二維矩陣到一維矩陣的轉(zhuǎn)換模塊。

　　結(jié)論

　　本方案解決了實(shí)際心電信號(hào)采集過(guò)程中硬件電路復(fù)雜、噪聲大以及個(gè)別心電波形不易采集等困難。為醫(yī)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。