基于MATLAB的心电信号分析
摘要：
本课题设计了一个简单的心电信号分析系统。直接采用Matlab语言编程的静
态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式，对输入的原始心电信
号，进行线性插值处理，并通过matlab语言编程设计对其进行时域和频域的波形
频谱分析，根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。得出一定的
结论。
关键字：matlab、心电信号提取、线性插值、滤波、simulink仿真。
一、课题目的及意义
心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物信号之一，它比其它生物
电信号更易于检测，并且具有较直观的规律性，因而心电图分析技术促进了医学的
发展。
然而，心电图自动诊断还未广泛应用于临床，从国内外的心电图机检测分析
来看，自动分析精度还达不到可以替代医生的水平，仅可以为临床医生提供辅助信
息。其主要原因是心电波形的识别不准，并且心电图诊断标准不统一。因此，探索
新的方法以提高波形识别的准确率，寻找适合计算机实现又具诊断价值的诊断标
准，是改进心电图自动诊断效果，扩大其应用范围的根本途径。如何把心电信号的
特征更加精确的提取出来进行自动分析，判断出其异常的类型成了亟待解决的焦点
问题。本课题通过matlab语言编程，对原始心电信号进行一定的分析处理。
二、课题任务及要求
1、必做部分
（1）利用Matlab对MIT-BIH数据库提供的数字心电信号进行读取，并还原
实际波形
（2）对原始心电信号做线性插值
（3）对处理前后的心电信号分别做频谱分析
利用Matlab软件对处理前后的心电信号编程显示其频谱，分析比较
滤波前后的频谱，得出结论
（4）Simulink仿真
根据前面的设计，进行基于Simulink的动态仿真设计。实现心电信
号的分析和处理
2、选作部分
（1）只截取大约2.5s，三个周期左右，大约800个采样数据进行分析
（2）60Hz工频陷波器设计
三、设计技术指标
四、设计方案论证
1、必做部分
2、选作部分
五、设计内容及结果分析
1、基于matlab编写的程序如下：
%读取心电信号并转化成数组形式
function[t,Xn]=duquexinhao1(w)
fid=fopen(w);
C=textscan(fid,%8c%f%*f,headerlines,2);%去除前两行
fclose(fid);
a=C{2};
b=C{1};
k=length(b);
fori=1:k
c(i)=strread(b(i,:),%*s%f,delimiter,:);
end
c=c;
d=[c,a];
t=d(:,1);%时间
Xn=d(:,2);%幅度
%线性插值
function[t3,Xn3]=xianxingchazhi(t,Xn)
m=max(t);
t3=0:0.001:m;
t3=t3;
Xn3=interp1(t,Xn,t3);
%保存插值前的信号
functionbaocun1(t,Xn)
fid=fopen(t.txt,wt);
fprintf(fid,%g\n,t);
fclose(fid);
fid=fopen(Xn.txt,wt);
fprintf(fid,%g\n,Xn);
fclose(fid);
%保存插值后的信号
functionbaocun2(t1,Xn1)
fid=fopen(t1.txt,wt);
fprintf(fid,%g\n,t1);
fclose(fid);
fid=fopen(Xn1.txt,wt);
fprintf(fid,%g\n,Xn1);
fclose(fid);
%画初始信号和即插值后信号频谱
functionkeshehuatu(t,Xn,t1,Xn1)
f=1000;
T=1/f;
m=1:length(Xn);
k1=length(Xn1);
m1=1:k1;
q=f*m/length(Xn);
q1=f*m1/k1;
subplot(2,2,1)
plot(t,Xn)
title(初始信号时域波形)
subplot(2,2,2)
Y