基于LabVIEW的心电信号采集系统

摘要：设计了一套基于LabVIEW的心电信号采集系统，实现心电信号实时在线采集。设计系统是由硬件部分和虚拟仪器VI两部分构成。硬件部分包括电极、心电图机、NI ELVIS、数据采集卡和计算机5个部分；虚拟仪器VI的前面板对应着一台实际仪器的面板，实现的是对仪表的控制和信号表达功能；程序框图是程序的图形化源代码，实现数据采集卡对信号的模／数转换，信号的分析显示。实验室测试表明，基于Lab-VIEW的心电信号采集系统能够实现心电信号的动态实时显示。
关键词：LabVIEW软件；PCI6251；虚拟仪器VI；心电采集

心电信号是人体生物电活动信息的表征，通过心电信号可以判断人体的健康状况。心电研究一直是医学领域的一个重要课题，心电图是心血管等疾病临床检查诊断的重要方法。心电信号主要频率范围为0．05～100 Hz，幅度约为0～4 mV，信号十分微弱。
传统的心电记录方法主要靠心电图机来完成，其信号采集、处理和显示主要由硬件电路完成，电路生产技术要求较高，设备价格较贵，且维护和更新不便。
基于LabVIEW的心电信号采集系统，除了能实现传统心电图机的采集功能外，还可通过编程可使用高效且功能强大的软件来自定义采集、分析、存储、共享和显示功能等；仪器面板布置简捷，设计灵活。
本设计系统采用的是编程软件系统LabVIEW 8．2和数据采集卡PCI6251，构建了心电数据的实时采集系统。

1 心电信号采集系统的实现
设计系统是由硬件部分和虚拟仪器VI两部分构成。系统方框图如图1所示。

1．1 心电信号采集系统的硬件部分
心电信号的硬件部分包括5个部分：电极、心电图机、NIELVIS(虚拟仪器技术教学和实验室套件)、数据采集卡和计算机。在使用标准的导联方式下，心电图机采集人体心电信号，并进行一系列的预处理，包括放大信号和滤除干扰，然后把信号送入数据采集卡，以供计算机的下一步处理。

1．2 心电信号采集系统的虚拟仪器VI
虚拟仪器VI包括前面板和与之相对应的程序框图。前面板对应着一台实际仪器的面板，实现的是对仪表的控制和信号表达功能；程序框图是程序的图形化源代码，实现数据采集卡对信号的模／数转换，信号的处理显示等。其具体的程序流程图如图2所示。