基于虛擬儀器的家庭

2．3 數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集模塊主要是通過設(shè)備驅(qū)動程序接口完成對DAQ數(shù)據(jù)采集卡的初始化工作。在進行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理過程中，信號必然要受到外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響，雖然我們對信號進行了濾波處理，來消除外部干擾，但由于硬件電路內(nèi)部的噪聲仍然存在，噪聲不能消除，只能抑制。為了改善信號的質(zhì)量，方便后期處理，可以在軟件中采用五點平滑消噪法，以抑制噪聲的影響。

X[t]和Y[t]分別為原始信號采樣數(shù)據(jù)和處理后的信號采樣數(shù)據(jù)，圖11為五點平滑消噪法處理信號的效果比較圖。
2．4 數(shù)據(jù)顯示模塊
數(shù)據(jù)顯示模塊的主要功能是將采集到的心電數(shù)據(jù)以及分析后的結(jié)果，及患者個人信息顯示在前面板上。數(shù)據(jù)顯示界面中最為直觀的是心電波形顯示界面，如圖12所示。

2．5 數(shù)據(jù)分析模塊
信號分析與處理模塊是虛擬儀器必不可少的重要組成部分。在由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)完成信號的采集后，就要對信號進行分析處理，分析處理方法不同，就能構(gòu)成不同的儀器。信號的分析與處理方法有很多種，在設(shè)計虛擬儀器時可根據(jù)所需的功能和信號的特點，來選擇最合適的方法。

本系統(tǒng)中測量電壓的直流分量，心電信號峰值、谷值、峰峰值、周期平均值、周期均方根等，選用現(xiàn)成的VI函數(shù)Amplitude＆Level Meas urement VI，而Timing＆Transition Measurement可以直接用來測量心電信號的頻率、周期等參數(shù)。然后再通過簡單的公式計算，就可算出心率，進而可以判斷心率是否正常等。分析結(jié)果在前面板上顯示如圖13所示。
2．6 數(shù)據(jù)管理模塊和波形存儲模塊
數(shù)據(jù)管理模塊和波形存儲模塊都屬于信息的管理與存儲，可以合并為一個部分。在LabVIEW中對數(shù)據(jù)的管理有兩種基本方式：基于文件的數(shù)據(jù)存儲方式和基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲方式。

在本系統(tǒng)的設(shè)計過程中，通過實驗采集了一些志愿者的心電信號，并進行了分析處理，病人的心電波形圖如圖14所示；病人的診斷報告如圖15所示，通過把心電信號存儲為文檔形式，可以直接從中看出病人的診斷報告數(shù)據(jù)，便于醫(yī)生作為診斷治療的依據(jù)和參考。
2．7 診斷報警模塊
心電信號的診斷與報警系統(tǒng)的主要作用是對所采集的心電信號進行處理、判斷和報警等操作。在本系統(tǒng)設(shè)計中所采用的判斷方法有兩種，即設(shè)定心率的最大值和最小值，也就是上下限，分別為100次每分鐘和160次每分鐘。本系統(tǒng)中用長條布爾指示燈顯示報警狀態(tài)，當(dāng)采集的心率高于100次每分鐘時，紅色指示燈便點亮，表示心動過速；當(dāng)心率低于60次每分鐘時，橙色指示燈便點亮，表示心動過緩；當(dāng)心率為60-100次每分鐘時，心率正常的指示燈點亮為綠色，表示心率在正常范圍內(nèi)；當(dāng)間隔超過30秒的兩次平均心率相差5次以上，就顯示為心律不齊，心律不齊的黃色指示燈便點亮，如圖16所示。

當(dāng)診斷結(jié)束時可以點擊“保存至文件”按鈕，將患者個人信息、患者心電波形、心電信號參數(shù)及診斷信息保存至文件或數(shù)據(jù)庫，以便以后查閱。最后，可以點擊“停止”按鈕，使系統(tǒng)停止工作。

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能完整、操作方便、界面友好，能夠完成對心電的實時監(jiān)護。