2025年课题三基于LABVIEW的心电信号分析系统设计与仿真报告 .pdf

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

课题一心电信号分析系统的设计

一、本课题的目的

本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的应用。通过完成本课题的

设计，拟主要达到以下几个目的：

（1）了解基于LabVIEW的虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真

的方法。

（2）了解人体心电信号的时域特征和频谱特征。

（3）进一步了解数字信号的分析方法；

（4）通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器的理解。

（5）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、课题任务

利用labVIEW设计一个基于虚拟仪器的简单的心电信号分析系统。对输入的原始心电

信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。根据具体设计要求完成系统的程序编写、

调试及功能测试。

（1）对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。

（2）对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。

（3）根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和带通滤波器。

（4）编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。

（5）对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。

三、主要设备和软件

（1）PC机一台。

（2）LabVIEW软件一套，要求最低版本8.20。

四、设计内容、步骤和要求

必做部分：

1.利用labVIEW读取MIT-BIH数据库提供的数字心电信号，并还原实际波形

美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近

年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数

据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。

为了读取简单方便，采用其txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。利用

labVIEW提供的文件I/O函数，读取txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。

1

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

2.对原始心电信号做线性插值处理

由于原始心电信号数据不是通过等间隔采样得到的，也就是说原始的心电数据并不是均

匀的，而用Matlab中提供的数字滤波器处理数据时，要求数据是等间隔的。因此设计的系

统首先应对原始心电信号做线性插值处理，使其变为等间隔的数字信号，否则直接处理后会

出现偏差，根据心电信号的特点,把时间分隔成0.001s。添加的幅值点采用一次线性插值。

对二维数据进行插值,相连幅值间数据的插值根据时间进行,运算公式如下:

tttNt/0.001AAAtt0.001AAA/N

ii1，，ii1，jj1，jj1

tA

其中是第i个数据时间点，A是与之对应的数据，N是两数据之间需要的插值数，是

ii