基于LabVIEW的心電信號(hào)采集系統(tǒng)

摘要：設(shè)計(jì)了一套基于LabVIEW的心電信號(hào)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)實(shí)時(shí)在線采集。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是由硬件部分和虛擬儀器VI兩部分構(gòu)成。硬件部分包括電極、心電圖機(jī)、NI ELVIS、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)5個(gè)部分；虛擬儀器VI的前面板對(duì)應(yīng)著一臺(tái)實(shí)際儀器的面板，實(shí)現(xiàn)的是對(duì)儀表的控制和信號(hào)表達(dá)功能；程序框圖是程序的圖形化源代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)信號(hào)的模／數(shù)轉(zhuǎn)換，信號(hào)的分析顯示。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，基于Lab-VIEW的心電信號(hào)采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電信號(hào)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。
關(guān)鍵詞：LabVIEW軟件；PCI6251；虛擬儀器VI；心電采集

心電信號(hào)是人體生物電活動(dòng)信息的表征，通過心電信號(hào)可以判斷人體的健康狀況。心電研究一直是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，心電圖是心血管等疾病臨床檢查診斷的重要方法。心電信號(hào)主要頻率范圍為0．05～100 Hz，幅度約為0～4 mV，信號(hào)十分微弱。
傳統(tǒng)的心電記錄方法主要靠心電圖機(jī)來完成，其信號(hào)采集、處理和顯示主要由硬件電路完成，電路生產(chǎn)技術(shù)要求較高，設(shè)備價(jià)格較貴，且維護(hù)和更新不便。
基于LabVIEW的心電信號(hào)采集系統(tǒng)，除了能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)心電圖機(jī)的采集功能外，還可通過編程可使用高效且功能強(qiáng)大的軟件來自定義采集、分析、存儲(chǔ)、共享和顯示功能等；儀器面板布置簡(jiǎn)捷，設(shè)計(jì)靈活。
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的是編程軟件系統(tǒng)LabVIEW 8．2和數(shù)據(jù)采集卡PCI6251，構(gòu)建了心電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)。

1 心電信號(hào)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
設(shè)計(jì)系統(tǒng)是由硬件部分和虛擬儀器VI兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

1．1 心電信號(hào)采集系統(tǒng)的硬件部分
心電信號(hào)的硬件部分包括5個(gè)部分：電極、心電圖機(jī)、NIELVIS(虛擬儀器技術(shù)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室套件)、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)。在使用標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)聯(lián)方式下，心電圖機(jī)采集人體心電信號(hào)，并進(jìn)行一系列的預(yù)處理，包括放大信號(hào)和濾除干擾，然后把信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡，以供計(jì)算機(jī)的下一步處理。

1．2 心電信號(hào)采集系統(tǒng)的虛擬儀器VI
虛擬儀器VI包括前面板和與之相對(duì)應(yīng)的程序框圖。前面板對(duì)應(yīng)著一臺(tái)實(shí)際儀器的面板，實(shí)現(xiàn)的是對(duì)儀表的控制和信號(hào)表達(dá)功能；程序框圖是程序的圖形化源代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)信號(hào)的模／數(shù)轉(zhuǎn)換，信號(hào)的處理顯示等。其具體的程序流程圖如圖2所示。