基于MATLAB/SIMULINK的心电信号源系统设计

　　实时心电信号源设计

　　设计方案采用SIMULINK实现心电信号发生器的设计。SIMULINK可以方便地进行可视化动态建模，且仿真过程是交互的，可以随时修改参数，能够立即看到仿真结果，生成可以实际应用的实时信号。

　　心电信号发生器实现

　　设计方案中将心电信号看作是由各个特征波组合在一起的波形，这些特征波包括P波、Q波、QRS波、S波、T波和U波。仿真设计过程中，Q波、QRS波和S波用三角波实现，P波、T波和U波用正弦波实现。

　　心电信号发生器的设计采用七个模块实现，其中六个模块的功能是实现特征波，一个模块用来合成各个特征波，实现心电信号的仿真。设计结果如图3。

　　如图3示，每个心电信号特征波产生模块均有一个各自的特征波参数输入，这些参数包括幅度、宽度和移位。另外，6个心电信号特征波形产生模块有2个公共输入，分别是产生心电信号的长度x和心跳周期beat。显而易见，该心电信号发生器的SIMULINK模型可以通过改变心电信号参数，方便地得到所需的心电信号。

　　实时心电信号的产生

　　设计方案中，采用SIMULINK设计的心电信号发生器产生数字仿真心电信号，通过研华公司(Advantech)的模拟输出数据采集卡PLC-812PG的D/A转换器引出，生成实时心电信号，具体原理框图如图4。

　　MATLAB Embedded Function模块只支持二维矩阵运算，因此在实时心电信号输出时要注意二维数据到一维数据的转换，即采用一个二维矩阵到一维矩阵的转换模块。

　　结论

　　本方案解决了实际心电信号采集过程中硬件电路复杂、噪声大以及个别心电波形不易采集等困难。为医学研究和教学带来方便，具有一定实用和参考价值。