一種減小生物電采集波形失真的方法
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及一種減小生物電采集波形失真的方法。
[0002] 生物體都是帶電的，測量生物體的電活動有利于對生物體的生命活動進行評估。 生物電都是弱信號，典型的生物電采集設備，如心電圖機、腦電圖機、肌電圖機等，均涉及對 生物電的放大調理、模數轉換（ADC)等。生物電采集設備在對人體生物電進行放大調理的 同時，也往往會造成采集的人體生物電波形的畸變或者說失真，這種失真可能很大，以至導 致對生物體狀態(tài)的誤診。因此，有必要想辦法減小生物電采集波形的失真。
【背景技術】
[0003] 造成生物電采集波形失真的主要原因是：生物電放大調理中模擬高通濾波器的使 用。模擬高通濾波器的截止頻率越高、階數越高，則采集的波形失真越大。目前，減小生物 電采集波形失真的方法有兩個：一、生物電信號的放大調理不使用高通濾波器，如TI公司 1298集成芯片所采用的方案；二、生物電信號的放大調理中，雖使用模擬高通濾波器，但模 擬高通濾波器的截止頻率設計得比較低，如〇. 1Hz，模擬高通濾波器的階數也設計得比較 低，如1階。
[0004] 采用以上兩方法的生物電采集設備存在的共同問題是：抗極化電壓等慢變量干擾 的能力差，電路容易飽和；放大調理電路的增益特別是前置級增益不能設置得太大，由此造 成ADC的位數不能充分被利用、生物電采集設備底噪較大、共模抑制比較低。對腦電、胎心 電等信號本身極其微弱的生物電信號的采集，顯然此兩方法不能說是一種好的解決方案。
[0005] 參考文獻：
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【發(fā)明內容】

[0013]發(fā)明目的。
[0014] 提出一種減小生物電采集波形失真的方法，它不同于取消模擬高通濾波器的方法 和減小模擬高通濾波器截止頻率及階數的方法，允許使用模擬高通濾波器，允許使用階數 較高及截止頻率較高的模擬高通濾波器，在保證采集系統(tǒng)具有高的抗極化電壓能力、高的 共模抑制比和小的系統(tǒng)底噪的同時，又能減小生物電采集波形的失真。
[0015] 技術方案。
[0016] 一種減小生物電采集波形失真的方法，包括如下步驟：（1)獲取生物電采集設備 放大調理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數和生物電采集設備采集的波形；（2)基于生物電采集設備采集的 波形和生物電采集設備放大調理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數，求解一個反卷積問題，即求得在生物體 表測點處的真實生物電信號，它即是最大限度地減小了生物電采集設備所產生波形失真后 的生物電信號。
[0017] 以上提出的一種減小生物電采集波形失真的方法，它的第（1)步驟中生物電采集 設備放大調理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數，可直接從生物電采集設備放大調理環(huán)節(jié)的原始設計獲得， 也可以通過對生物電采集設備放大調理環(huán)節(jié)的測試即系統(tǒng)辨識獲得，由原始設計獲得的系 統(tǒng)函數一般會是系統(tǒng)傳遞函數的形式H(S)，由測試獲得的系統(tǒng)函數往往是離散化的單位樣 值響應形式h(n)或者離散化的頻率響應形式H(k)。
[0018] 以上提出的一種減小生物電采集波形失真的方法，它的第（2)步驟中，將生物電 采集設備放大調理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數統(tǒng)一為離散化的單位樣值響應形式h(n)，即若為傳遞函 數形式H(s)或者離散化的頻率響應形式H(k)，則轉化成離散化的單位樣值響應形式h(n)， 然后按如下公式進行迭代運算求解反卷積，設y(n)為生物電采集設備采集的波形序列， X(H)為體表測點處的生物電波形序列（即減小了波形失真的序列），有：
[0019] X(0) =y(0)/h(0)
[0020] x(l) = [y(l)-x(0)h(l)]/h(0)
[0023] 以上提出的一種減小生物電采集波形失真的方法，它的第（2)步驟中，可依據生 物電采集設備放大調理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數求得其逆系統(tǒng)的離散化單位樣值響應h(n)，然后 通過求解采樣波形與逆系統(tǒng)Ii1 (n)的卷積運算來間接求解原反卷積問題，即讓：
[0024]X(n) =y(n) ^h1 (n), (2)
[0025] 其中，y(n)為生物電采集設備采集的波形序列，X(n)為體表測點的生物電波形序 列，即減小了波形失真的序列；式（2)可以按數字信號處理中的原理，通過FFT和IFFT來求 解。
[0026] 以上方法的本質原理概括起來就是：已知線性移不變系統(tǒng)輸出和系統(tǒng)函數，可求