基于LabVIEW的心電信號采集系統(tǒng)

摘要：設(shè)計了一套基于LabVIEW的心電信號采集系統(tǒng)，實現(xiàn)心電信號實時在線采集。設(shè)計系統(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、NI ELVIS、數(shù)據(jù)采集卡和計算機5個部分；虛擬儀器VI的前面板對應(yīng)著一臺實際儀器的面板，實現(xiàn)的是對儀表的控制和信號表達功能；程序框圖是程序的圖形化源代碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡對信號的模／數(shù)轉(zhuǎn)換，信號的分析顯示。實驗室測試表明，基于Lab-VIEW的心電信號采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電信號的動態(tài)實時顯示。
關(guān)鍵詞：LabVIEW軟件；PCI6251；虛擬儀器VI；心電采集

心電信號是人體生物電活動信息的表征，通過心電信號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。心電信號主要頻率范圍為0．05～100 Hz，幅度約為0～4 mV，信號十分微弱。
傳統(tǒng)的心電記錄方法主要靠心電圖機來完成，其信號采集、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)備價格較貴，且維護和更新不便。
基于LabVIEW的心電信號采集系統(tǒng)，除了能實現(xiàn)傳統(tǒng)心電圖機的采集功能外，還可通過編程可使用高效且功能強大的軟件來自定義采集、分析、存儲、共享和顯示功能等；儀器面板布置簡捷，設(shè)計靈活。
本設(shè)計系統(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)的實時采集系統(tǒng)。

1 心電信號采集系統(tǒng)的實現(xiàn)
設(shè)計系統(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 心電信號采集系統(tǒng)的硬件部分
心電信號的硬件部分包括5個部分：電極、心電圖機、NIELVIS(虛擬儀器技術(shù)教學(xué)和實驗室套件)、數(shù)據(jù)采集卡和計算機。在使用標準的導(dǎo)聯(lián)方式下，心電圖機采集人體心電信號，并進行一系列的預(yù)處理，包括放大信號和濾除干擾，然后把信號送入數(shù)據(jù)采集卡，以供計算機的下一步處理。

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