心脏健康评估系统的设计与实现

作     者：刘啟阳 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁玉宇

授予年度：2020年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 10[医学] 

主      题：ECG 小波变换 信号预处理 心律失常检测 

摘      要：随着科学技术的飞速发展,国民生活方式发生了翻天覆地的变化,我国网民规模更是与日俱增,科技带来的便利使得人们越来越依赖互联网产品,随之而来的是,人们对于健康的关注度也日益提升。心脏病是威胁人体健康的危险疾病之一,近年来心脏病的发病率逐渐升高。其中,心律失常在致使心脏病发病的诸多病因中占了很大的比例,这使得诊断心律失常成为了行业内研究的热点课题。心电信号可以反映出人体心脏活动的相关信息,便于进行心律失常检测,因此对心电信号进行分析处理有助于心脏病的预防、诊断和治疗。在互联网高度发达的今天,如何通过低成本了解自己的心脏健康状况成为了市场上迫切需要解决的问题。本文主要通过处理人体心电信号在各波段的特征来检测用户的心率失常状况,采用小波变换阈值降噪的方法对原始ECG信号进行降噪处理,消除原始信号中的基线漂移、工频干扰和肌电干扰噪声。选择了一种基于小波变换的模极大值法来检测R波,使信号经小波变换分解后,再选择合适的阈值,找出各尺度中的正负极大值对,通过比较模极大值与阈值的关系,找到正负极大值对的零交叉点即为R峰值点。本文将心律失常分为窦性心律失常、期间收缩、阵发性心动过速、扑动与颤动和心脏传导阻滞5大类,通过对QRS波的识别计算RR间期与瞬时心率等特征,以此来判断心律失常。最后,结合对ECG信号处理分析的相关研究,根据软件开发规范的相关流程,开发实现了心脏健康评估系统,具有用户自主上传心电信号,心电图可视化展示以及心律失常分析和心脏健康评估等主要功能。并详细阐述了需求分析、概要设计、详细设计、系统实现和系统测试等过程。