关键词:
心磁图
自适应滤波
小波分析
摘要:
心磁图是在心电图基础上发展起来的一种记录心脏活动时所产生微弱磁场的技术.心磁技术是生物电磁研究的一个重要领域,通过对心磁图的分析,可以获得描述心脏活动的功能信息,从而为心血管疾病的诊断提供了一种无损伤探测手段.心磁信号很微弱,峰值仅为50pT的量级,大约是地磁场的一百万分之一.在心磁信号的采集、放大、检测、记录的过程中,来自外界的各种干扰,其中以工频干扰和地磁干扰对信号的影响最大.所以如何提高系统的输出信噪比,将被噪声淹没的原始心磁信号提取出来,是心磁信号处理中尤为重要的环节.该论文以心磁信号这种典型的非平稳信号为出发点,讨论了目前在数字信号处理领域中两种较为热门的信号处理方法,即自适应滤波和小波分析,重点分别从自适应滤波和小波分析的角度讨论了心磁信号的消噪方法.该文首先从自适应滤波的角度出发,提出一种适合于心磁信号消噪处理的互补型自适应滤波器结构.该滤波器针对心磁这类非平稳信号进行滤波处理而设计,有效的解决了常规自适应滤波器应用于心磁信号处理时收敛速度和稳态误差的矛盾.通过分析仿真实验结果,表明该算法能有效的消除心磁信号的背景噪声和工频干扰噪声,对于实现非屏蔽环境下的心磁信号测量具有推广意义.接着从小波分析的角度出发,利用了小波变换在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力,对心磁信号这种典型的微弱信号进行了消噪处理.实验中的心磁数据是由物理所研制的单通道高温超导SQUID心磁系统测得.理论分析和实验表明,这种方法在改善信噪比同时又能保持相当高的时间分辨率,而且特别适合时变信号和突变信号的消噪.