[发明专利]一种基于RLS自适应滤波器的胃电慢波信号检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种胃电信号处理的装置，具体的说是为获得可以进行医学诊断的胃电慢波信号处理的装置。

背景技术

胃病是一种常见、多发、难根治性疾病。随着医学诊断技术的进展，胃病诊断已经不是难事。从钡餐、内窥镜、胃液分析到活体组织检查再到C14色谱诊断，器质性胃病容易被发现。但是对于功能性胃病，却无济于事，上述方法会给病人带来一定的痛苦、损伤，并有传染疾病的危险。作为一种、安全、无创、无痛苦的胃肠动力诊断方法，即通过体表贴测量电极是消化道生理检测、诊断的无创检测方法。

胃电信号十分微弱，变化十分缓慢，因此通过体表电极的观测胃电难度很大，有另一方面，对胃电图的临床意义认识不足，目前无论在胃电检测手段、分析方法及有效性方面都需要很大的提高。

胃电信号是一种典型的微弱信号，体表胃电幅度为几百微伏到几毫伏量级，正常人胃电信号慢波成分频率极低，带宽为0.02-0.3Hz；体表采集到的信号又包含了各种干扰，如心电、呼吸信号、抖动等，部分干扰的幅度还可能远大于胃电信号。测量过程中会引入大量的强背景噪声，其中又以心电、呼吸伪迹最难去除。

自适应滤波器可以不必事先给定信号及噪声的自相关函数，它可以利用前一时刻已获得的滤波器参数自动地调节现时刻的滤波器参数使得滤波器输出和未知的输入之间的均方误差最小化或者(加权)最小二乘误差最小化，从而它可以实现最优滤波。

自适应滤波器的算法有很多，有RLS(递归最小二乘法)和LMS(最小均方算法)等。

发明内容

本发明针对胃电中的慢波信号，通过自适应信号处理方法，完成对慢波信号的观测。

本发明的目的是提供一种能够对体表测量电极获取信号的自适应滤波处理装置，去除心电、呼吸信号、抖动等带来的测量影响，完成对胃电慢波信号的观测。

为解决上述技术问题，本发明公开一种基于递归最小二乘RLS(Recursiveleastsquares)自适应滤波器的胃电慢波信号检测装置，包括硬件部分1和软件处理部分2，所述硬件部分1包括体表测量电极、模拟信号放大器11、A/D转换卡12和数字运算设备13；所述体表电极用于信号采集，所述体表电极通过导联和模拟信号放大器11相连，所述模拟信号放大器11将体表微弱的胃电信号放大；所述模拟信号放大器11通过导线和A/D转换卡12相连，所述A/D转换卡12将模拟信号转换为数字信号；所述A/D转换卡12通过数据线和数字运算设备13相连，所述数字运算设备13将数字信号进行信号处理；

所述软件部分2包括数字预处理模块21、噪声估计模块22、RLS自适应滤波模块23及显示、存储等设备，其中所述数据预处理模块21包括数据重采样模块211和数字带通/低通滤波模块212；所述噪声估计模块22包括数据主频查找模块221和数字带阻滤波模块222；所述数据重采样模块211和数字带通/低通滤波模块212将数字运算设备13输出的数字信号进行预处理；所述的预处理结果一部分依次通过数据主频查找模块221和数字带阻滤波模块222，得到噪声估计；最后所述预处理结果以及所述噪声估计输入RLS自适应滤波模块，由RLS自适应滤波模块输出数据到显示、存储等设备。

所述数据重采样模块211包括数据输入端，重采样运算，数据输出端三个部分，这三个部分依次连接。数据输入端输入为采样率Fs的数据，经过重采样运算，数据输出端输出为采样率fs的数据，其中有条件Fs＞fs，并且fs约为1-10Hz。

所述数字带通/低通滤波模块212包括数字信号输入端，数字滤波，数字信号输出端三个部分，这三个部分依次连接。数字信号输入端输入一串数字信号，经过通带约0.01-0.5Hz数字带通或者截止频率约0.5Hz数字低通滤波，数字信号输出端输出为滤波后的数字信号。

所述数据主频查找模块221包括数字信号输入端，功率谱分析，主峰位置查找，输出端四个部分，这四个部分依次连接。数字信号输入端输入一串数字信号，经过功率谱分析，主峰位置查找后，从输出端输出主峰对应主频值。