舒泽芳，王娟，彭晓珊

（1.贵阳学院机械工程学院，贵阳 550005；2.贵阳学院电子与通信工程学院，贵阳 550005）

0 引言

标准导联ECG是医学上常用的心电图导联，其相关信号如QRS波群、P波、R-R间期等信息是诊断心脏疾病的重要依据，传统的心电图机属于机电式，不易于将心电信号数字化；现在主流的光电心电图机其数据已经成数字化，但不易于移植至MATLAB软件进行数据分析和研究。本文提出面向ECG标准导联数据采集系统设计，利用MATLAB平台设计GUI采集界面，采集卡基于STM32F103微控制器设计，利用INA333仪表放大器进行心电信号的滤波和放大。同时实现了心电信号的数据格式转换，将其保存为TXT或者XLS格式，易于在相关分析软件间进行数据交换，以发挥心电数据的潜在价值。

1 系统原理与组成

心电信号属于生物电信号，是心房心室极化和复极化过程在电信号上的表象，其幅值微弱，在10μV～4mV之间；频率范围较低，范围在0.05Hz～100Hz，大部分能量集中在0.05Hz～40Hz。其信噪比低，随机性强，直流成分多[1]。本采集系统针对医学上常用的标准导联，即采集并显示标准导联Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，标准导联电极信号之间的数学关系式如下：

Ⅰ=LA-RA

Ⅱ=LL-RA

Ⅲ=LL-LA

依据标准导联与电极信号之间的数学关系，系统需要采集 LA（左上肢）、RA（右上肢）、LL（左下肢）。根据以上分析，采集系统定义为两部分，采集卡和上位机采集软件。其系统结构示意图如图1所示。

图1 采集系统结构图

二阶有源滤波电路利用INA333芯片完成对原始心电信号的二阶带通滤波放大，放大后由STM32F103微控制器进行ADC转换。上位机采集软件则基于MATLAB平台设计，通过串行UART接口从STM32F103获取各路心电数据。……