心电图信号的实时检测与处理：从滤波到特征提取及系统搭建

1. 心电图信号的滤波处理

在心电图（ECG）信号的处理中，电源噪声是一个常见的干扰因素。为了去除电源线路的嗡嗡声（Power - line hum），之前设计并制造的50 Hz硬件陷波滤波器发挥了重要作用。同时，还采用在线模式进行进一步的数字滤波和处理，使用零相位带通滤波器（Zero - phase BPF），其频率范围根据ECG信号进行设置。

通过对比图5 - 13中有无陷波滤波器电路捕获的静息ECG信号，可以明显看到50 Hz陷波滤波后的输出有了改善。图中X轴表示检测到的ECG信号样本的时间，Y轴表示信号的幅度。设置采样率为8000样本/秒，因此在10秒内可以捕获80,000个样本。

2. 特征提取的在线算法

ECG信号的特征是心脏血液流动电活动的体现，可以从PQRST波形中提取。其中，QRS复合波是分析心室去极化的最重要特征；P波表征心房去极化；T波描绘心室复极化；随后的静止期反映了心脏的静息状态。

为了实现QRS波峰的自动可靠检测，以提高诊断推断的准确性，研究人员开发了多种算法：
- Pan - Tompkins算法改进 ：通过优化带通滤波器对基本的Pan - Tompkins算法进行修改，并在MIT - BIH心律失常数据库上进行测试，以消除QRS波峰的误检测。
- Hilbert变换和MA滤波器 ：设计了一种基于Hilbert变换和移动平均（MA）滤波器的波峰查找器，具有简单性和鲁棒性。
- 微分器和自适应阈值技术 ：对滤波后