Báo cáo Thiết kế trên FPGA để loại ồn cho tín hiệu ECG nhờ biến đổi sóng con

Tín hiệu điện tâm đồ (ECG) có thể bị trộn lẫn với rất nhièu loại ồn khi đo và thu thập dữ liệu. Một vài giải thuật dựa trên biến đổi sóng con đã được phát triển để loại ồn các tín hiệu ECG. Nhằm để loại bỏ hiện tượng Pseudo-Gibbs với các dạng sóng Q, S khi biến đổi sóng con rời rạc (DWT) và thiết kế mạch trên dãy cổng khả lập trình (FPGA) để loại ồn tín hiệu ECG, trong bài báo này, một kiểu loại ồn khác được đưa ra dựa trên DWT theo mô hình...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo " Thiết kế trên FPGA để loại ồn cho tín hiệu ECG nhờ biến đổi sóng con " Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 58-64 Thi t k trên FPGA ñ lo i n cho tín hi u ECG nh bi n ñ i sóng con Nguy n Qu c Tu n*, Tr n Quang ð t Khoa ði n t -Vi n thông, Trư ng ð i h c Công ngh ðHQGHN, 144 Xuân Th y, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 29 tháng 10 năm 2008 Tóm t t. Tín hi u ñi n tâm ñ (ECG) có th b tr n l n v i r t nhièu lo i n khi ño và thu th p d li u. M t vài gi i thu t d a trên bi n ñ i sóng con ñã ñư c phát tri n ñ lo i n các tín hi u ECG. Nh m ñ lo i b hi n tư ng Pseudo-Gibbs v i các d ng sóng Q, S khi bi n ñ i sóng con r i r c (DWT) và thi t k m ch trên dãy c ng kh l p trình (FPGA) ñ lo i n tín hi u ECG, trong bài báo này, m t ki u l o i n khác ñư c ñưa ra d a trên DWT theo mô hình c a h th ng thính giác Các tham s DWT ñ ư c thay ñ i ñ t i ưu hoá giá tr ngư ng và k t qu lo i n ñư c so sánh gi a các phép bi n ñ i sóng con. Các d li u tín hi u ECG s d ng ñ ki m tra ng d ng DWT lo i n ñư c t i t cơ s d li u MIT-BIH. 1. Gi i thi u∗ và tín hi u ECG r t y u như v y thì nó r t d b can nhi u b i các n khác, do v y tri t n m t cách hi u q u là v n ñ quan tr ng trong vi c Tín hi u ñi n tâm tâm ñ (ECG) là m t phân tách tín hi u ECG. trong các tín hi u y sinh ñã ñư c nghiên c u r ng rãi và ng d ng trong các phòng khám. Vào nh ng năm 60 c a th k trư c, vi c M t d ng sóng ECG thông thư ng thư ng là s phân tách các d ng sóng P, sóng QRS và sóng t h p c a sóng P, sóng QRS và sóng T (Hình T c ñi n trư c ñây thư ng s d ng các b l c 1). S phân tách chính xác các d ng sóng này là tương t băng cao, b l c băng th p và b l c r t quan tr ng khi phân tích tín hi u ECG. Tuy Notch .. ð n th p k 70, x lí tín hi u s thích nhiên do tín hi u ECG là r t y u và không rõ nghi ñư c ñ xu t b i Bernard Widrow và ràng, ñi n áp chênh l ch gi a 2 ñi n c c p hía Samuel D. Stearns ñã ñưa lĩnh v c x lí tín hi u tay trái và phía tay ph i c 1-3mV và t n s c a y sinh sang hư ng m i. Ban ñ u Widrow t p các tín hi u ECG n m trong kho ng gi a trung vào vi c l c các nhi u 50Hz - 60Hz t ương 0.02Hz cho t i 150Hz. Ch t l ư ng c a các ng v i t n s ngu n ñi n lư i thành ph và ñ t sensor c m nh n tín hi u ECG tuỳ thu c vào ra các tiêu chí chính cho x lí tín hi u y sinh là: băng thông c a nó. Các sensor ECG trên th l c nhi u, s a d ng sóng, nh n d ng và tiên trư ng giá r có b ăng thông t i 30Hz. Còn các ñoán. Các tiêu chí này là vô cùng quan tr ng sensor ECG chuyên d ng c a các phòng c p cho các bác sĩ trong chu n ñoán lâm sàng và c u có băng thông t i 1KHz. V i p h t n s ñó cho các h th ng t ñ ng chu n ñ oán b nh sau này. Nh ng năm g n ñây, cùng v i s phát tri n _______ c a khoa h c và công ngh , các kĩ thu t x lí ∗ Tác gi liên h . ð T: 84-4-37549375. E-mail: tuannq@vnu.edu.vn 58 59 N.Q. Tuấn, T.Q. Đạt / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 25 (2009) 58-64 tín hi u y sinh (ñi n tâm ñ , ñi n não ñ ..) ñã ñ c tính hình h c cu tín hi u ECG và t s tín áp d ng các kĩ thu t hi n ñ i như: hi u trên n (SNR) ñư c áp d ng trên các h th ng d a trên FPGA k t h p DSP. - Lo i nhi u theo ngư ng sau khi th c hi n bi n ñ i sóng con r i r c (DWT) - S d ng các gi i thu t cho l c s như: 2. L c nhi u s d ng DWT Thay ñ i b c thu t toán LMS, RLS theo hư ng thay ñ i kích thư c b ư c thích nghi, Bi n ñ i sóng con ñã ñ ư c ng d ng r t - Nh n d ng tín hi u mù ñ tách tín hi u r ng rãi trong vi c x lí tín hi u và hình nh. FECG ... Hi n nay có hai phương pháp chính lo i n nh phép bi n ñ i sóng con cho các tín hi u ECG: a) phương pháp t i ña modul bi n ñ i sóng con. T i phương pháp này, có th lo i b n và lưu l i thông tin c a tín hi u g c t i cùng th i ñi m, nhưng s lư ng tín toán l n và không n ñ nh [1]. b) phương pháp sóng con ngư ng lo i n sau khi bi n ñ i sóng con ñư c ñ xu t b i Donoho vào năm 1999 [2] và ñư c áp d ng cho lo i n các tín hi u ECG [3,4] Tín hi u ECG ch a n ng u nhiên không tương quan v i ñ dài h u h n có th ñ ư c bi u ...