应用虚拟仪器技术分析生物电信号,能有效降低信号处理的复杂性和困难度,能很好的解决上述存在的问题,使生理信号的处理分析变得更加方便和简单。鉴于LabVIEW的强大数字信号处理及数学分析功能,为节省开发时间,提高开发效率,采用LabVIEW编写软件应用程序,开发基于LabVIEW的脉搏信号检测与分析系统。
脉搏信号提取基于调制和解调的原理,系统整体框图如图2,本设计中测量位置为手臂,通过激励电极(E1,E4)给人体输入100KHz、0.6mA的载波,在E1与E4间距离设置为15cm时,在此高频信号的激励下,人体等效阻抗约为200欧姆左右。此时人体脉搏信号被调制在激励信号中,输出信号为调幅波,相对于脉搏信号而言,载波信号的振荡频率为高频信号,将此调幅波通过测量电极(E2,E3)输入给脉搏信号调理电路,进行模拟解调,滤除高频载波,便可得到脉搏波。同时对调理电路中的模拟解调前的采样点进行高速采样,经串口与LabVIEW通信,利用软件对信号进行解调、信号处理、特征值提取、波形显示、回归分析等操作。
LabVIEW程序设计
为有效的排除外界干扰,减少模拟电路处理信号带来的信号失真,尽可能的再现真实的脉搏信号,进而研究影响人体脉搏信号的各种因素,应用LabVIEW虚拟仪器开发软件应用程序,应用程序通过串口与硬件进行通信,并且考虑到计算机的干扰较大,采用光耦6N137将计算机的地与单片机的地进行隔离,防止计算机地线上的噪声耦合信号调理电路,降低模拟电路的噪声,提高整个系统的抗干扰性能。
本系统设置了个人信息录入模块,并将该信息(年龄、性别、体重、身高、是否为高血压患者、血压值)存档,界面如图3。