[教务处文档]2008111751210081(1)

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1、燕 山 大 学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称： 学院（系）： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义二、研究的基本内容，拟解决的主要问题 三、研究步骤、方法及措施 四、研究工作进度 五、主要参考文献 六、指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日七、系级教学单位审核意见：审查结果： 通过 完善后通过 未通过 负责人签字：年 月 日说明：1.开题报告版面设置为：B5纸，上下页边距分别为2.5cm和2cm，左右页边距分别为2.4cm和2cm。2.开题报告正文标题及内容，宋体，小四号，行间距为固定值20磅。3.本科毕业设计（论文）开题报

2、告一般不少于1000字。4.页面不够可加页0引言心电检测能为心脏疾病的正确分析诊断、治疗和监护提供客观依据，具有十分重要的社会价值和经济价值。Labview是一种业界领先的工业标准图形化编程工具，是图形化编程语言，主要用于开发测试、测量与控制系统。同时，Labview实现了对FPGA等硬件的支持，实际上也是一个硬件设计工具。Matlab是当今很流行的科学计算软件，集成了大量科学计算程序，几乎对所有的工程计算领域都提供了准确、高效的工具箱，它已经成为应用学科中的计算机辅助分析、设计、仿真等不可缺少的基础软件。本论文结合LabView和Matlab的优势，开发了个心电信号分析系统。1 国内外研究动

3、态与选题依据 心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。据统计，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病，世界上心脏病的死亡率仍占首位，据统计，全世界死亡人数中，约有三分之一死于此类疾病，很多病人由于没能及时发现病变从而延误了治疗，死于非命。在我国因心血管疾病而死亡的人数占总死亡人数的44%，可见心脏病己成为危害人类健康的多发病和常见病。因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视。及时了解人类心脏病的状况，对于适时治疗、预防心脏病突发死亡，具有十分重要的意义。国际上医学界人士已经可通过对心电信号的特征、规律的研究对部分相关病变做出早期预测和及时诊断，因此，准确地进行心电信号提取，为医生提

4、供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。随着电子技术的迅速发展，医用电子监测、监护系统近年来己经在临床中逐渐应用。目前，医生对心血管疾病的诊断基本上是以常规心电图或者心电向量图为主要手段，即通过判断病人心电波形的变化规律及不同时刻的波幅大小。来推断心脏内病灶的部位或严重程度，在医学临床应用中十分普及。设计一个良好的心电监护系统，并将心电信息存储起来，可以通过计算机的自动回放等手段，为医生的诊断提供判断依据，同时也减少了医生的工作量。 18 世纪下半叶，意大利波伦亚大学的解剖和外科学教授伽伐尼(LuigiGalVani，17371798)开始研究电对生物组织的作用。1781 年1 月26 日，

5、在解剖青蛙的实验中，注意到用电刺激青蛙的神经，会导致其肌肉的收缩。伽伐尼认为：导致青蛙肌肉收缩的电来自动物体内，并称其为“动物电”(animal electric)。尽管后来证明伽伐尼所发现的电并不是来自动物的体内，但却由此认识到电可以导致生物神经冲动的传导，从而奠定了电生理学的基础。1887 年，英国生理学家沃勒3 (Waller)用毛细管静电计描记出了人类的第一幅心电图，开创了心电记录的先河。随后，荷兰生理学家Einthoven5从改良沃勒的毛细管电流计入手，对于仪器存在的反应速度慢、记录的波动有较大误差的缺点进行了改进和校正；并对记录曲线的四个峰点做了进一步分解和标定，采用P、Q、R、S

6、、T 标出心电图上的波峰和波谷，这一标准一直延用至今。由于毛细管电流计记录的结果处理起来非常耗时，难以达到实用的程度。经过数年的无数次试验，终于选中了一种直径只有0.002 mm 的镀银石英丝，以取代原来笨重的线圈和反射镜，于1903 年制成了弦线型心电流计，从此将心电的记录引入到了临床。1932 年，美国密西根大学教授Wilson3根据Einthoven 方程推论出肢体导联三个电极上瞬间电位之和为0。从而创立了著名的零电位中心电端理论，建立了单极导联记录技术，并描记出单极肢体导联VL、VR、VF及单极胸前导联V1V6。1942 年，Goldberger 改良了中心电位端，设计了肢体单极加压导

7、联aVR、aVL、aVF，使VR、VL、VF 图形保持不变，而波幅增大了50%，在实际工作上使图形更加容易辨认，并由此形成了Einthoven-wilson 理论体系。1954 年，美国心脏学会提出用aVR、aVL、aVF 代替VR、VL、VF。在此之后，国际心电学会将三个单极加压导联、三个双极肢体导联和六个胸导联一起称之为“标准导联”，这12 导联心电图体系已经成为目前国际公认的基础，也即静态心电图。其他心电信号技术都是在静态心电图技术的基础上发展起来的。1957 年，美国物理学家Holter3首创了一种用磁带记录器对正常活动状态下的病人做长时间连续心电图记录的方法，开辟了时间全信息和环境全

8、信息心电记录和诊断的新领域，从而在某种程度上弥补了常规心电图的不足之处。这种长时间连续记录的心电图称为动态心电图(Dynamicelectrocardiogram 简称DCG)，它提供的长时间动态心电图记录对心率失常的检出、早期心血管病诊断、抗心率失常治疗的评价以及心率失常和生理关系的研究具有重要意义。1961 年，美国最先将DCG 技术应用到临床，以后很快在发达国家得到普及。自1978 年我国开始引进此项技术以来，临床应用逐步深入，已从大医院逐步向中小医院普及，成为心血管疾病诊断领域中的实用、高效、无创伤、安全、准确及可重复性强的重要检查方法。在 20 世纪50 年代以前，心电图仪的发展主要

9、是解决了小型化和提高灵敏度的问题。在这方面，德国的西门子和霍尔斯克公司做出了突出的贡献。50 年代中期以后，心电图仪的改进步入了一个更高的层次，即计算机化以及与其他检测技术合成的阶段。美国在50 年代首先开始研究用计算机处理心电图。1959 车，在华盛顿举行的一次关于心电图数据处理方法的会议上，鉴定了一个模拟转换器和心电图分析的计算机程序4-5。1960年，美国及加拿大的医疗中心相继开创了冠心病监护病房(CCU)和加强护理病房(ICU)，通过长时间的示波监护及血流动力学监测对病人进行治疗。但是，面对数量庞大、分布环境复杂的院外患者，Holter 和CCU 等还是无法解决问题。20 世纪70 年

10、代，美国研制成功了利用电话线传送心电图的监测系统(TTM)5。TTM 系统是以微机为基础的心电传输/接收和心电数据库管理系统，通过电话线传输心电信息及计算机处理实现对病人的心电监护。病人应用记录发射器可随时、随地通过电话线向监测中心传输心电数据，医生根据心电信号改变和患者诉说的病情，向患者提供诊断与治疗意见，为院外心脏病人的长期心电监测和治疗提供了方便。在此后的20 多年中，TTM 系统取得迅速地发展，而且与之相对应的患者随身携带的心电监护仪也取得了很大的发展。八十年代以来，在改革开放的大潮中，我国医疗器械企业从我国国情出发，紧随时代前进的步伐，充分发挥自身潜力，走过了一条从代理到仿制，再到自

11、主开发的道路。在这期间，涌现了北京精博电子仪器研究所生产的JB-9100 等为代表的优良中央监护系统6。随身携带的便携式心电监护仪在我国并未能够很好的普及，究其原因，有以下几个方面：(1)记录的心电信息极其有限，医生从中难以得到患者全面的心电信息，从而降低了医生对疾病诊断的正确率；(2)费用较为昂贵，动辄几千乃至上万元，一般的患者难以承受；(3)实时性、体积、功耗、重量等都不尽如人意，给患者在使用过程中造成诸多不便。因此，心电监护系统的研制仍有重大深远的意义。2 要解决的问题，与研究的基本内容。基于Labview的心电信号分析仪，包含心电信号采集、文件读取、信号预处理、QRS波检测等几个部分。所有的软件都基于Labview工作环境编写，并在Labview平台上调用MATLAB节点，通过充分调用Matlab环境中的经典算法程序，省去了在LabView工作环境中编写小波变换等复杂算法程序的过程，方便了参数调试和修改。而且，通过增加一块ECG信号采集卡，能够对ECG信号进行采集，实时处理、实时显示。在研究中主要解决的有如下几个问题：(1) ECG信号的读取。(2) ECG信号的滤波。(3) QRS波群检测及参数提取。(4) 心电分析仪前板的设计。 3 研究步骤、方法及措施。