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T波电交替检测算法的嵌入式实现方案

更新时间：2020-04-02 06:44:17 大小：3M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：嵌入式 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

心电信号中的T波电交替(TWA)现象是预测急性、恶性心脏疾病独立的、具有统计学意义的理论指标。在实验医学中已经证明,可以通过对TWA现象的观察实现心室类心律失常及猝死等发病几率的有效评定。但在实际医疗环境下,心电图模拟信号中肉眼可观测到的T波电交替现象发生频率低,幅度小,使得由传统诊疗手段得出的结果可靠性较低。这严重制约了TWA理论在实际医疗诊断中的应用和发展。

    就这一问题,本论文将TWA医学理论与现代数字信号处理技术相结合,使用适合浮点运算的DSP芯片TMS320C6713为主处理器,意在开发一款便携式家用心电信号分析仪,实现对患者心电信息中TWA现象的自动检测、评估和记录。

    设计针对心电信号的TWA检测提出了从算法到驱动的一套完备的实现方案。其中TWA检测算法的嵌入式软件实现是设计的核心内容。算法在DSP处理器上的实现以标准C语言为主,在编译器产生的优化分割极不平均、循环相关限过长或分配资源限过高时适当使用线性汇编,有效地解决了高级语言执行效率低和低级语言开发周期长的矛盾。设计中根据处理器的硬件资源特点对代码进行了充分优化,最后植入实时操作系统DSP/BIOS,使DSP具有实时分析、线程管理和多任务处理能力,提高系统的稳定性和可扩充性。核心算法采用美国physionet专业病理数据库提供的T波电交替Challenge Database进行验证,保证算法的准确性和精度。

    数据的传输和结果的显示使用汇编语言分别实现在51和PIC单片机上,以提高数据的传输效率。最后,使用MFC搭建用户操作界面实现系统的运行控制。

    系统设计中的输入部分使用USB接口,并采用由主机加载固件的方法,不但实现了数据的高速传输而且支持用户对USB固件的自主升级。输出部分采用液晶与USB两种方式,在实时显示测量结果的同时可以将测量记录上传至个人电脑,以便做进一步分析。

    实验表明,系统在高运算量和大数据率下运行稳定,达到预期效果,可以作为心电信号中TWA测量以及其他心电算法的产品化解决方案。

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