心電信號模擬系統(tǒng)建立和模擬實驗.pdf

1、心電信號發(fā)生器在心電信號相關教學培訓和心電醫(yī)療設備檢測中有著廣泛的應用。在心電相關教學領域，可以通過引入心電信號發(fā)生器來的提高受訓者的興趣，改善培訓效果。帶心電信號發(fā)生器(ECG signal generator，ESG)的醫(yī)學模擬人(medical patient simulator，MPS)被用于各種臨床技能培訓，急救中心的心肺復蘇術的培訓和自動外置除顫器的使用培訓等。同時，隨著醫(yī)療設備的智能化，具有自動診斷功能的醫(yī)療設備越來越普及

2、，設備診斷功能的可靠性和靈敏性是設備檢測的重點。能發(fā)出各種病理心電信號的心電信號發(fā)生器是心電設備檢測的最佳選擇。它能提供的信號種類越豐富，越有利于對醫(yī)療設備檢測評估。 現(xiàn)有的心電信號發(fā)生器通常采用輸出存儲于設備內(nèi)的信號的方式，缺乏實時生成新信號的功能。由于實測心電信號獲取條件的限制以及便攜式設備存儲空間的有限性，目前這樣的信號常取自PhysioBank，European ST-T這樣的公共心電信號數(shù)據(jù)庫，通常只有幾種典型信號。而

3、心電信號具有較強的特異性，每個人，甚至同一個人不同時刻的心電信號都有所區(qū)別。僅使用有限的幾條信號測評醫(yī)療儀器的可靠性，難以保證測評的效果。有研究者嘗試用數(shù)學函數(shù)波形擬合心電信號波形的方式，實時生成心電波形，用數(shù)學函數(shù)的靈活性解決心電發(fā)生器生成信號豐富程度的問題。但由于人體生理信號的復雜性，這種方式生成的信號在波型逼真度上又有所欠缺。 鑒于目前心電信號發(fā)生器模擬結果所存在的不足，本研究試圖探索一種新的心電信號模擬方法。在保持模擬結

4、果波形逼真度的同時，模擬出各種正常和病理狀態(tài)下的變化豐富的心電信號。本模擬系統(tǒng)通過建立豐富的短時心電信號模板庫和RR間期時間序列模擬模塊，然后按照不同心電信號的特征將短時心電信號模板插入模擬RR間期時間序列的方式，對各種正常、異常心電信號模擬。短時心電信號模板的采用，保證了模擬結果波形逼真度，符合相應的生理、病理規(guī)律。帶隨機性的模擬RR間期時間序列從時域到頻域更全面、真實地模擬了心率的變化特點。模擬長時心電信號的RR間期時間序列不僅在時