心电工频干扰的消除

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1、生物医学工程研究Q>=1923>8R5>?/45:23B9659//1596&/E/21:;"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""心电信号中工频干扰的消除!周静（山东大学控制科学与工程学院，山东济南!"##$%）摘要：研究了消除心电信号工频干扰的几种数字滤波器的设计方法，包括设计原理，实现方法及优缺点，从实用角度阐明了各种方法的滤波性能。关键词：心电信号；工频干扰；数字滤波中图分类号：&’%(文献标识码：)文章编号：%$*!+$!*(（!##’）

2、#,+##$%+#,!"#$#%&’#(%()*(+,--"#%,.%’,-),-,%/,)-($!012#3%&"456789#%3（!"#$$%$&’$()*$%!"+,(",-(./(0+(,,*+(0，!#-(.$(01(+2,*3+)4，!#-(.$(05+(-(!"##$%）:;4’-&/’：./0/12345657238537/15967/:;95<=/8>1/35?5927596@>A/1-359/597/18/1/9:/81>?BCDE56923EA/1/45E:=EE/4597;5E@2@/1，59+:3=459

3、64/E5697;/>15/E，1/235F275>9?/7;>4E，24029726/E29445E24029726/EG)3E>7;5E@2@/1/H@>=947;/518537/15962I53575/E81>?@12:75:2305/AG<,=+(->4：BCDE56923；J>A/1-359/597/18/1/9:/；K5657238537/1两个关键问题。目前已有多种成熟的消除"#LF干?引言扰的数字滤波方法可供参考，如何选择需根据具体情况来定。我们提出了几种主流方法的原理，优缺人体的心电信号是低频微弱信号，因而测试系点

4、及实现方法，以供参考。统要有较高的灵敏度，灵敏度越高，对干扰就越敏感，极易把干扰引入测试系统。在来自外界的干扰@各种滤波方法中，由于人体分布电容和电极引线环路受工频电、磁场影响而产生的"#LF工频干扰影响最大，它会使系@G?M/0N>0滤波法统的信噪比下降，甚至会淹没微弱的有用心电信号。%O(,年，M/0N>0首先提出对BCD信号的线性段因此，在心电信号检测技术中，抑制"#LF工频干扰和非线性段采用不同处理方式的数字滤波法［%］。是最重要的问题之一。%O((年C;15E7>0改进此算法，引入BCD信号的线性为了滤除工频干扰，可在硬件

5、和软件两方面采段判据6来加快滤波的速度，称之为改进的M/0N>0取措施。在硬件设计上可以采取适当的接地和屏滤波法［!］。用此方法滤波，要求原始BCD信号满足蔽，提高电路的共模抑制比，设置模拟滤波器，缩小以下两个条件：（%）采样频率&3应是工频干扰的整导联线所形成的环路区域，采用性能优良的器件和数倍；（!）在一个工频干扰周期P内，工频干扰采样浮地跟踪电路，光电隔离等措施。但是，仅依靠硬件点的幅值的代数和为#。在滤波过程中首先要识别上的措施不能完全解决干扰问题，随着计算机的广出一个线性段，此线性段滤波后的值为这个线性段泛应用，数字滤波技

6、术成为目前数字式心电图机滤原始数据的平均值；同时求出工频干扰的值作为非除工颇干扰的有效手段。数字滤波器精度高，可靠线性段的工频干扰的模板。而在非线性段，其真值性高，并且可以实现严格的线性相位，避免波形失是用原始数据减去在临近线性段求得的干扰模板真，这是模拟网络难以达到的。滤除干扰是否彻底值。及对心电信号有无影响是设计滤波器时必须注意的在线性段判断过程中，6的选择非常关键，6万方数据!作者简介：周静（%O(#—）女，山东大学控制科学与工程学院硕士研究生，研究方向为模式识别与智能控制。=3生物医学工程研究第33卷!!!!!!!!!!!!

7、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!取值较小，滤波效果差，!取值较大，滤波效果好，一个重要优点是，其系数都是3的整次幂，故可以用但削峰严重。因此，仅仅依靠!值的调整不能完全简单的移位运算来代替乘法，用少量次数的递归计解决问题。对此方法继续改进，可加入!"#识别的算实现非递归的./"滤波，使所需要的计算量急剧开关函数：首先对$%&信号微分，并设定阈值进行减少［4］。识别，若满足一定条件，认为是!"#波，滤波时单独滤除工频干扰的滤波器具有带阻特性，这可以处理；否则，按照’

8、()*+)法进行滤波。算法中，采用从一个全通网络中减去具有相同延迟和增益的线性自适应调整阈值法判别!"#波，阈值能很好地跟随相位带通网络输出而得到，称之为567%8滤波器。信号变化，而又不会把干扰当作!"#误检，其中引带通滤波器可以采