(完整word版)matlab心电信号R波检测

使用Matlab进行心电图分析与心律失常检测的方法总结引言心电图是一种用来记录心脏电活动的方法，通过测量心脏产生的电信号，并将其转化为图形，可以帮助医生判断心脏的健康状况。

心电图分析在医学诊断中具有重要的意义，可以帮助医生发现心脏疾病的异常情况。

其中，心律失常是一种常见的心脏疾病，严重的心律失常可能危及患者的生命安全，因此心律失常检测具有重要的临床价值。

本文将介绍使用Matlab进行心电图分析与心律失常检测的方法，并总结一些相关的技术和工具。

心电图的基本原理心电图的基本原理是依靠测量心脏产生的电信号，并将其转化为图形显示。

正常情况下，心脏的电信号呈现出一定的规律性，通过观察和分析心电图波形，可以判断心脏的健康状况。

心电图分析的步骤使用Matlab进行心电图分析的一般步骤如下：1. 导入心电图数据：将采集到的心电图数据导入Matlab中，通常可以使用文本文件或者导入工具进行导入。

2. 数据预处理：对导入的心电图数据进行预处理，包括滤波、去噪和去基线等操作。

滤波可以去除信号中的噪声和干扰，使信号更加平滑；去噪可以去除信号中的伪迹和杂散噪声，提高信号质量；去基线可以去除信号中的直流分量，使信号更易于分析。

3. 特征提取：通过分析心电图波形，提取一些特征参数来描述心脏电活动的特点。

常见的特征参数包括R峰的位置、T峰的形态、QRS波群的宽度和波形形态等。

通过这些特征参数，可以对心脏电活动进行定量分析和比较。

4. 心律失常检测：根据特定的算法和规则，对提取的特征参数进行心律失常检测。

常见的心律失常包括心房颤动、室性心动过速、室上性心动过速等。

通过分析心电图波形和特征参数，可以判断出心律失常的类型和程度。

5. 结果显示：将心电图分析的结果通过图形显示出来，以便医生进行观察和诊断。

通常可以显示心电图波形、特征参数和心律失常检测结果等。

心电图分析的工具和函数在Matlab中，有一些常用的工具和函数可以用于心电图分析，包括信号处理工具箱、波形处理工具箱、模式识别工具箱等。

matlab处理波信息Matlab是一种强大的科学计算软件，可以用于处理波信号。

以下是一些常见的用Matlab处理波信息的方法：1. 导入和可视化波信号数据：首先，你需要将波信号数据导入到Matlab中。

可以使用`importdata`函数或`load`函数加载数据文件。

然后，使用Matlab中的绘图函数（例如`plot`）将波信号可视化。

2. 时域分析：通过对波信号进行时域分析，可以获得关于波的时间特性的信息。

在Matlab中，你可以使用`fft`函数进行快速傅里叶变换，计算波信号的频谱。

另外，还可以使用`ifft`函数进行逆傅里叶变换，将频域信号转换回时域信号。

3. 频域分析：频域分析可以提供有关波信号频率特性的信息。

在Matlab中，你可以使用`fft`函数计算频谱，并使用`abs`函数获取幅度谱。

还可以使用`angle`函数获取相位谱。

通过对频谱的分析，可以提取波信号的频率分量和相位信息。

4. 滤波处理：滤波是一种常见的波信号处理技术，用于去除噪声或提取感兴趣的频率成分。

Matlab提供了各种滤波函数，例如`filter`函数用于滤波，`fir1`函数用于设计FIR滤波器，`butter`函数用于设计巴特沃斯滤波器等。

5. 谱分析：谱分析是一种用于估计波信号频谱的方法。

在Matlab中，你可以使用`pwelch`函数或`periodogram`函数进行谱估计。

这些函数可用于计算功率谱密度（PSD）估计，并提供了不同的参数和选项，以满足不同的分析需求。

6. 波形合成：如果你希望生成具有特定频率和幅度特性的波信号，可以使用Matlab中的合成函数。

例如，`sin`函数可以生成正弦波信号，`sawtooth`函数可以生成锯齿波信号，`square`函数可以生成方波信号等。

除了上述方法，还有许多其他功能和工具可用于处理波信号。

Matlab提供了丰富的文档和示例代码，可以帮助你更深入地了解和应用这些功能。

心电信号处理方法探究胡林生物医学工程专业0802班引言：近些年来，随着人们生活节奏的加快和工作压力的加大,心脏病逐渐成为危害人类健康的主要疾病之一。

据统计，全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病，而在我国因心血管疾病而死亡的人数也占总死亡人数的44％，可见心脏病已成为危害人类健康和生命安全的“第一杀手”。

心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一，与其他生物电信号相比,它更易于检测并具有较直观的规律性，而且它是心脏电活动在体表的综合反映，临床心电图检查对于检测和诊断心脏疾病具有重要意义.在实际应用中，心电信号的去噪处理和波形检测是心电信号分析诊断系统的关键,其准确性、可靠性决定着诊断和治疗心脏病患者的效果。

本文结合吉林省科技发展项目“可穿戴人体参数无创连续监测仪器研制”中心电监测模块的研制任务，提出对心电信号去噪处理算法和波形检测算法进行研究,其具有重要的理论意义和实用价值。

目前世界上还没有满足临床要求的计算机心电图识别与诊断方法和相应的程序,特别是心电图波形识别方面, 还存在许多有待解决的问题P波的波峰和起止点的识别尚未得到很好解决就是一例。

心电图诊断的常见流程：图1心电图诊断的常见流程获取心电信号后的预处理主要是抑制干扰, 以获得便于识别的心电信号）波形识别主要提取心电信号中各波段的特征（如峰点、起止点）并加以识别) 波形参数测量是在波形识别基础上计算出各波的幅度与时间间隔）诊断是根据诊断标准对测量得到的参数作分析, 判断出波形中所含的病变因素.从图∗可以看出，波形的预处理与波形识别在心电图自动诊断中占着极其重要的位置，它们是心电图自动诊断过程的基础和重要组成部分。

图2 心电波形的判断图3 受干扰的心电图小波变换的心电信号处理：小波变换是80 年代后兴起的一种新的数学分析工具,它克服了Fourier 变换的不足,在时域和频域均具有良好的局部化特性。

小波变换的含义是:把某一被称为基本小波(也叫母小波mot her wavelet）的函数Ψ( t）作位移τ,再在不同尺度α下与待分析信号系统f ( x）作内积,表示为：W T f (α,τ) = 1α∫f ( t）Ψ3 （1 - τα) d t =〈f ( t），Ψατ( t) > ,α〉0 (1)其中，< x , y 〉代表内积, 上标3 代表共轭，即〈f ( t），y （t) > =∫f ( t) y3 ( t）d t.小波变换在频域的等效表示为:公茂法等基于小波变换的心电信号处理研究Journal of Shandong University of Science and TechnologyNatural ScienceW T f (σ，τ) =α2π∫F（ω)Ψ3 （αω) ejωt dω，α> 0 （2）其中, F（ω) 、Ψ(ω）分别是f （x）、φ（x）的Fourier 变换。

MIT-BIH ECG 信号的数据读取方法和Matlab程序收藏最近在写一篇基于小波变换的ECG信号压缩算法的论文，遇到了怎样获取ECG信号测试数据的问题，在百度和专业论坛里搜索了一番，发现也有很多朋友为此发愁。

现在论文写好了，投稿中，顺便也把怎样获取和处理ECG信号数据的方法写出来，供有需要的朋友参考，省却在百度和论坛里苦苦求索的麻烦，呵呵 ^_^ 一、首先，如果是对ECG心电信号进行观察、分析和诊断使用的话，有两个方法：（1）从MIT-BIH数据库下载请参考我前些天发布的文章《MIT-BIH ECG 心电数据的下载和读取图解》，里面有详尽介绍。

/chenyusiyuan/archive/2008 /01/06/2027887.aspx（2）用专门的Matlab心电数据读取程序我10日在浩惠电子论坛（/bbs/）的“医疗器械”版块找到了读取ECG心电数据的Matlab程序（rddata.m），如获至宝啊！这个程序是由外国人写的，能够读取MIT-BIH数据库 .atr、.dat、.hea三种文件的数据，根据这些数据计算出实际的心电信号值，并绘制出信号波形。

程序不大，注释也算齐全，不过是英文的，需要这个程序的朋友请按以下链接下载。

匿名提取文件连接/3497080791233097或登录Mofile，使用提取码3497080791233097 提取文件PS: 关于rddata.m的下载，在打开/3497080791233097后，下载链接是在“文件标签”和“文件介绍”之后的地方，夹在两块广告图片之间，共有3个链接：“推荐快车（flashget）高速下载文件下载文件(IE浏览器) 下载文件(非IE浏览器)”，非常隐蔽，一般点击中间的那个链接“下载文件(IE浏览器)”就会弹出保存对话框了。

二、如果是要对ECG信号进行压缩、编码等信号处理操作上面程序获得的数据就不便于使用了，因为那是转换为具有实际意义的心电数据，信号数据值一般在-2~2之间，单位是mV。

实验报告一、实验目的1.读取心电信号2.进行R波检测3.进行异变分析二、实验工具1.PC机2.Matlab软件三、实验原理及结果1.读取心电信号（1）心电数据文件存储方式心电数据文件在存储时为了节省存储空间，使用了自定义的格式，因此无法通过直观方式去读取心电数据。

一个心电数据记录由三个部分组成：(1)头文件(拓展名是hea)；(2)数据文件(拓展名是dat)；(3)注释文件(拓展名是art)”】。

[．hea]文件由ASCII码字符组成。

以234．hea为例：234 2 360 650000234．dat 2l2 200 11 l024 l008 18427 0 M LII234．dat 2l2 200 11 1024 1051 21057 0 Vl# 56 F 1971 3655 x2# None# The PVCs are uniform第一行从左到右分别代表文件名序号，导联数目，采样频率，采样点数；第二行从左到右记录导联1的数据，包括文件名，存储格式，增益，AD分辨率，ADC 零值，第一个采样点值，校验数，注解(如果是0，可以从中间读取任意一段输出)，导联类型；第三行从左到右记录导联2的数据，内容同第二行一致；最后几行以#开始的为注释行，一般说明患者的情况以及用药情况等。

[．dat]文件采用212格式进行存储。

“2l2”格式是针对两路导联的数据库记录，这两路导联的数据交替存储，每三个字节存储两个数据。

这两个数据分别采样自导联l和导联2，第一个字节作为导联1数据的低8位，第二个字节的高四位作为导联l数据的高四位；第二个字节的低四位作为导联2数据的高四位，第三个字节作为导联2数据的低8位，以234．dat为例。

按照“2l2”的格式，前三个字节为“F0 34 1B”，两路导联值分别为0x3F0和0x41B，转换成十进制分别为1008和l051，这两个值分别是两路导联的第一采样点值，后面依此类推。

[．art]采用二进制存储，格式定义比较复杂。

《生物医学信号处理》实习报告图1-1标准的心电波形图不同导联所记录的心电图,在波形表现上会有所不同,但一个正常的心电波形周期图基本上都是由一个P波,一个QRS披群,一个T波以及过渡期所组成"有时在T波后,还会出现一个小的U波"心电信号的这些特征波形和过渡期均代表着一定的生理学意义,现以MLH导联的正常心电图波形为例,如图(1一l)所示,对心电波形的主要组成及其特点进行简要介绍"。

(1)P波:也叫心房去极波,反映的是左右两心房去极化过程的电位变化"波形一般圆钝光滑,历时0.08一0.11:,波幅不超过0.25mV"两心房复极化过程所产生的电位变化称为T a波,它通常与P一R段!QRS波群或S一T段重叠在一起,且波幅很低,在心电图上不易辨认"。

(2)P一R间期(或称P一Q间期):是P波起点到QRS波群起点之间的时间间隔,反映了自心房除极开始至心室除极开始的一段时间"正常成人的P一R间期为0.12一0.20:"若超过0.205,一般表明有房室传导阻滞的发生"P一R间期的长短与年龄及心率有关。

(3)QRS波群:反映两心室去极化过程的电位变化"典型的QRS 波群包括三个紧密相连的电位波动:第一个向下的波称为Q波;紧接着是向上!高而尖峭的R波;最后是向下的S波"在不同导联中,这三个波不一定都出现,各波的幅度变化也较大"历时约0.06一0.105"。

(4)S一T段:指Q RS波群终点与T波起点之间的线段,一般与零电位基线平齐"在这段时期内,因心室各部分都已全部进入除极化状态,但尚未开始复极,故心室各部分之间没有电位差存在,心电曲线恢复到基线水平"但若有冠状动脉供血不足或心肌梗死等情况发生时,S一T段常会偏离基线,并超过一定的幅度范围"。

(5)T波:反映两心室复极化过程的电位变化"波形圆钝,升降支并不完全对称,波形的前支较长而后支较短,占时约0.05一0.255"T波方向应与QR S波群的主波方向一致"在以R波为主的导联中,其波幅应不低于本导联R波的1/10。

毕业设计（论文）题目：基于matlab的心率检测系统学院：信息工程学院专业名称：电子信息工程班级学号：学生姓名：指导教师：二O16 年06 月基于matlab的心率检测摘要：1984年，美国MathWorks公司正式推出了商业数学软件matlab。

这是一款用于算法的研发、数据的可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。

在国际学术中，matlab已经公认为方便、准确、可靠的科学计算标准软件。

在研发部门，matlab更被认作高效研究、开发的首要软件。

如今，matlab更是已经渗透到我们生活的各行各业。

这次对心率的检测也用到了强大的matlab。

由于matlab包含了众多的函数，我们可以利用这些函数来处理心电信号的显示、滤波及RQS波的检测等。

本次设计中运用到了GUI，这样可以很方便直观的显示我们需要的波形及更快捷的对波形进行一系列的操作。

对心电数据的显示可以用matlab中的textread函数。

在滤波中更是可以用到众多的滤波函数如buttord函数、butter函数及blackman函数等。

在这次毕设中，对心电信号的滤波采用的是带通滤波器加上hamming窗滤波器，这样可以有效的减少噪声的干扰。

对RQS波的检测采用的是动态阈值法。

这种方法在实际运用中成功率很高，并且算法思路清晰简明。

对于心率的检测，在用动态阈值法找到R波后，就可以同过编程来计算心率。

关键词：matlab、心率检测、RQS波检测、滤波指导老师签名：Heart rate detection based on matlabStudent name : Zhong Wei Qiao Class: 12041440Supervisor: Yang Su HuaAbstract: In 1984, the United States MathWorks company officially launched the commercial mathematical software is a high technology computing language and interactive environment for the development of algorithms,data visualization, data analysis and numerical the international has been recognized as a convenient, accurate and reliable scientific computing standard R & D is recognized as an effective research and development of the first ,matlab is already penetrated into all walks of life in our lives.The detection of heart rate also used a powerful matlab in this matlab contains a large number of functions,we can use these functions to deal with the ECG signal display, filter and RQS wave design is applied to the GUI,this can be very convenient and intuitive display we need the waveform and more efficient to carry out a series of operation of the display of ECG data can be used in textread matlab the filter is to use a large number of filter functions such as buttord function, Blackman function and butter function and so this complete set, the ECG signal filtering using a band-pass filter and Hamming window filter, which can effectively reduce the noise dynamic threshold method is used to detect the RQS method in practical application success rate is very high, and the algorithm is clear and heart rate detection, after using the dynamic threshold method to find the R wave, you can use the program to calculate the heart rate.Keyword：matlab,heart rate detection ,RQS wave detection ,filterSignature of Supervisor:目录1 前言课题的背景及意义 (3)国内外研究概况及发展趋势 (3)研究的内容及实验方案 (4)2 心电信号及其特征心电信号的产生 (8)心电信号的特点 (9)心电信号频域特点 (9)心电信号时域特点 (10)3 心电信号的预处理心电信号预处理的意义 (11)滤波方案的设计与分析 (13)低通配合窗函数滤波 (14)带通配合窗函数滤波 (14)最终方案的选择 (16)4 心电信号RQS波的复检RQS波的检测方案与分析 (19)方案选择与处理 (21)5 心电信号的心率检测心率计算 (23)6 系统软件设计GUI结构设计 (24)模块实现 (26)7总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)第一章前言当前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。

基于Matlab的小波提升与心电信号R波检测岑小林;胡佳宗;陈援峰【摘要】本文以MIT-BIH心电数据库作为研究对象，简要介绍了使用小波变换进行心电信号检测的原理和小波提升算法的机制，阐述了采用提升小波变换的方法分解ECG信号并对R波进行定位的流程。

给出了matlab示例代码。

%We used the MIT-BIH database in our research, introduced the theary of ECG detection using wavelet transform and the mechanism of the Lifting Scheme, we explained how to decompose ECG signal by Lifting Scheme, and how to locate the position of R-Wave. We also give the example code of matlab.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】2页(P132-133)【关键词】MIT-BIH;小波提升;Matlab【作者】岑小林;胡佳宗;陈援峰【作者单位】广州城市职业学院广东广州 510405;广州城市职业学院广东广州510405;广州城市职业学院广东广州 510405【正文语种】中文【中图分类】R540.41心电信号是最重要的生命体征信号之一。

心脏病患或潜在的心脏病患,包括心血管疾病高危人群、亚健康人群、病情待定人群,通过心电设备记录患者在正常生活、工作及活动时的心电变化并且加以分析,可以帮助确定病情,或者捕捉到潜在的心脏疾病的心电信息,对患者起到预警及监护作用。

新型心电监测设备普遍具备了智能诊断功能。

这一功能是建立在对心电图的自动分析基础之上。

要能够自动分析心电图,R波的检测是最基本的,这是因为从心电图上看,R波一般是幅度最大的波,最容易被检测到。

燕山大学课程设计说明书题目：基于matlab的心电信号QRS波检测与分析学院（系）：电气工程学院年级专业： 09医疗仪器学号：学生姓名：指导教师：孟辉赵勇教师职称：讲师讲师燕山大学课程设计（论文）任务书2012年12 月10 日目录一、 MATLAB软件介绍 (2)二、概述 (3)三、 ECG特征参数及分析 (4)3.1 心电信号的特点 (4)3.2 心电信号的特征参数 (4)四、 QRS波得检测与分析 (5)4.1 以软件为主的方法实现QRS波的检测 (5)4.2 QRS波检测方法与程序 (5)五、心得体会 (14)六、参考文献 (14)一、MATLAB软件介绍MATLAB是矩阵实验室的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单元是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解决问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点。