[发明专利]一种电生理信号噪声控制方法

说明书

本发明涉及人体电生理信号处理技术领域，具体的讲是一种电生理信号噪声控制方法，按如下步骤进行：步骤1：对带噪声的电生理信号进行阻抗变换、模拟放大和模拟信号调理；步骤2：对经过步骤1调理后的电生理信号进行采样通道切换；步骤3：对经过步骤2采样通道切换后的电生理信号进行模数转换；步骤4：使用ADC对经过步骤3模数转换后的电生理信号进行过采样；步骤5：使用数字低通滤波器对数字信号进行滤波；步骤6：对滤波后的数字信号进行m降采样，本发明与现有技术相比，耗用的存储空间少，仅需在处理器中保存数字域内低通滤波器系统函数的各项系数，时延较低，可获得实时的信号波形，不需要复杂的算法，易于实现，具有较高的稳定性。

技术领域

本发明涉及人体电生理信号处理技术领域，具体的讲是一种电生理信号噪声控制方法。

背景技术

在电生理系统中，来自于人体的模拟电生理信号（频带范围约为0-500Hz）通过各类体表、体内电极被拾取后，经过电生理系统中的模拟信号放大装置放大，并被模拟信号调理装置（通常为低通滤波器和工频陷波器）调理后，送到模数转换器（ADC）中，转换为数字信号。之后，电生理系统内部或外部的计算装置对该数字信号进行进一步的调理，并进行编码和传输，显示在屏幕上，成为对医师具有诊断意义的电生理信号波形。

然而，电生理信号的模拟放大和调理环节，由于电生理信号内阻大、幅度小、易受干扰，需要采用高输入阻抗、高增益、噪声小的模拟放大器件。尽管如此，这类模拟器件在工作时，易受到环境温度的影响，在内部存在热噪声。

与此同时，电生理系统的使用环境中（如导管室、手术室等），常常会存在电源波动、高频电磁场、电离辐射等干扰因素。这些不利因素，会使得电生理信号被噪声所污染，而这类噪声，基本上是带限白噪声和工频干扰信号，其中带限白噪声难以用模拟的方法滤除。而经过ADC转换成数字信号之后，可以对电生理信号进行处理，减少噪声的影响。

现有技术中，常采用滑动平均法、累加平均法和小波变换法进行上述数字信号处理。对于滑动平均法，虽实现较为简便，但会耗用较多的存储空间，同时会引入信号的时延。对于累加平均法，需要大量存储空间，而且无法得到实时的信号波形。对于小波变换法，需要的算法非常复杂，可能占用较多计算资源。由此看来，上述三种常用的数字信号处理方法，并不完全适用于电生理信号。

为此在电生理系统中设计一种降低电生理信号噪声的信号采集的处理方法是十分有必要的。

发明内容

本发明突破现有技术的难题，设计了一种降低电生理信号噪声的信号采集的处理方法。

为了达到上述目的，本发明设计了一种电生理信号噪声控制方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤1：对带噪声的电生理信号进行阻抗变换、模拟放大和模拟信号调理；

步骤2：对经过步骤1调理后的电生理信号进行采样通道切换；

步骤3：对经过步骤2采样通道切换后的电生理信号进行模数转换；

步骤4：使用ADC对经过步骤3模数转换后的电生理信号进行过采样；

步骤5：使用数字低通滤波器对数字信号进行滤波；

步骤6：对滤波后的数字信号进行m降采样。

所述步骤2中的采样通道切换的切换逻辑为顺次采集、顺次清零采集、间隔q通道采集、间隔q通道清零采集中的任意一种或几种。

所述步骤4中的过采样的采样频率为f_s=2^k KHz，其中k=4，5，6，7……，f_s最大值为所使用的ADC的最高采样频率。