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基于DSP的自适应胎儿心电图仪设计与研究

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第一章 引言

§1.1研究背景和意义

§1.2 国内外研究现状[2][3][4][5][6][7]

§1.3 论文的主要研究内容

§1.4 论文的章节安排

第二章 胎儿心电信号调理电路设计

§2.1 心电图的产生及胎儿心电波形特征

§2.2 胎儿心电信号的特点及调理电路设计原理

§2.3 胎儿心电信号放大器设计要求

§2.4 前置放大器设计

§2.5 右腿驱动电路设计

§2.6 后级放大及高通滤波

§2.7 低通滤波器设计

§2.8 50Hz双T有源陷波器设计

§2.9 心电信号调理电路性能测试

§2.10 本章小结

第三章 基于DSP的胎儿心电图仪嵌入式系统硬件设计

§3.1 数字信号处理系统硬件设计分析

§3.2 嵌入式系统概述[16][17][18]

§3.3 以DSP为核心的嵌入式系统

§3.4胎儿心电图仪嵌入式处理器

§3.5 DSP最小系统设计

§3.6 存储器扩展电路

§3.7 电源电路设计

§3.8 串行通信电路设计

§3.9 JTAG接口电路

§3.10 本章小结

第四章 自适应噪声抵消算法研究

§4.1 自适应滤波技术的发展简史与应用[6][38][39]

§4.2 胎儿心电图仪自适应噪声抵消原理

§4.3 自适应滤波器

§4.4 最小均方(LMS)算法

§4.5 归一化LMS(NLMS)算法

§4.6 递推最小二乘(RLS)算法

§4.7 胎儿心电图仪算法适用性讨论

§4.8 本章小结

第五章 基于DSP的胎儿心电图仪嵌入式系统软件设计

§5.1 DSP系统的开发环境和工具

§5.2 DSP系统软件设计流程

§5.3 系统初始化

§5.4 AD数据采集

§5.5 自适应噪声抵消软件算法实现

§5.6 DSP与上位机的串行通信软件设计

§5.7 本章小结

第六章 心电波形显示及算法处理结果讨论

§6.1 上位机串行通信实现

§6.2 心电波形显示模块设计

§6.3结果显示及讨论分析

§6.4 本章小结

第七章 结论与展望

致谢

参考文献

附录2 胎儿心电图仪自适应噪声抵消算法部分程序

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摘要

胎儿心电图(FECG)是反映胎儿心脏电生理活动的一项客观指标,反映了胎儿在孕期中的生长和健康状况。胎儿心电信号的采集与处理以及实现胎儿监护,对围产期医学研究和临床应用,提高围产医学质量具有重要意义。
  本文根据自适应噪声抵消(ANC)原理,采用三电极非侵入式的新方法,无创无损提取胎儿心电信号,实现了自适应胎儿心电图仪的研制。该胎儿心电图仪心电信号调理电路采用一款新型高精度的微弱信号放大器构成前置放大器,实现了高输入阻抗,高共模抑制比、低噪声等要求。以数字信号处理(DSP)芯片TMS320LF2407A为嵌入式处理器,研制了胎儿心电图仪嵌入式系统,实现心电信号的采集、存储、自适应噪声抵消软件算法以及与上位机通信等。
  根据胎儿心电信号的特点以及研制自适应胎儿心电图仪的要求,本文研究了两种结构简单,易于实现的自适应噪声抵消软件算法,动态实时的滤除母亲心电(MECG)及其他干扰,实现胎儿心电信号的提取。
  应用VC++ ActiveX控件实现上位机与DSP系统的串行通信,同时,在上位机设计了心电波形显示界面,实现心电波形在上位机的实时显示。最后对两种自适应噪声抵消算法提取的胎儿心电波形进行比较分析。研究结果表明,该胎儿心电图仪设计合理、性能良好。

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