1.1研究目的

随着信号处理技术的发展，每一种新的信号处理技术都会被运用到医学信号处理，并促使医学信号处理技术的革新。心电图(ECG)是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。心电图是临床最常用的检查之一。应用范围包括：记录人体正常心脏的电活动；帮助诊断心律失常；帮助诊断心肌缺血、心肌梗死、判断心肌梗死的部位；诊断心脏扩大、肥厚；判断药物或电解质情况对心脏的影响；判断人工心脏起搏状况等。

本次毕业设计的目的是使用MATLAB软件，从MIT-BIH数据库下载各种心电图数据，通过对心电图数据的理解、分析，重建一个完整的心电图，同时，对重建的心电图图形进行简单的分析、处理。

1.2国内外研究现状分析

自1903 年心电图术应用于临床以来，心电图一直是临床上诊断心血管病的最常用的检测手段之一，另外，也是健康体检时的一个基础检查项目。心电图术应用范围广泛，一直属于研究热点。我国在这方面的研究比较薄弱，和其他国家存在一定的差距，但近十年来差距缩小显著。2001 年之前中国心电图术技术发展缓慢，从1985 至2001 年平均申请量不到20 件，而从2001 年开始，逐年增速上升，并从2008 年开始高速增长并一直保持至今。并且，近几年以来国内心电图术发展迅速，在该领域的占有率显著提高。现在我国已拥有海量的有关冠脉诊疗的临床数据，数据的管理与统计分析已具备一定的基础，但运用大数据技术进行冠脉数据挖掘与利用的水平还比较薄弱。大数据技术在银行金融和零售服务等行业已得到成功的运用，其技术已相对成熟，将该技术应用到冠脉数据的分析与挖掘，可促进PCI技术的发展与进步，造福广大医生与患者。

放眼世界，心电图技术的发展过程可分为四个阶段：第一阶段是从1960~1997 年，早期该项技术的发展并不是很迅速，1963 年之后，随着心电图术在临床上的逐步应用，其技术发展越来越迅速；第二阶段是从1998~2003 年，心电图术技术发展迅猛，进入了快速发展阶段和技术活跃时期；第三阶段是从2003~2008年，心电图技术的发展在该阶段遭遇瓶颈期，发展迟缓；第四个阶段是从2008~2011年，由于远程医疗及综合性生理参数监护日益成为医疗器械领域的研究焦点，而远程医疗或综合性生理参数监护大多数涉及对心电的测量或监护，因此心电图术技术重新成为研究热点。

麻省理工学院、密歇根大学和一家妇女医院创建了一个计算机模型，可利用心脏病患者的心电图数据进行分析，预测在未来一年内患者心脏病发作的几率。在过去，医生只会花30秒钟来观看用户的心电图数据，而且缺乏对之前数据的比较分析，这使得医生对70%的心脏病患者再度发病缺乏预判，而现在通过机器学习和数据挖掘，该模型可以通过累积的数据进行分析，发现高风险指标。在世界各国中，美国和日本在心电图方面发展较为领先。美国在心电图术领域起步较早，早年在心电图领域申请了许多专利，随着心电技术的成熟，最近几年的申请量略有下降，专利内容多集中在心电图术算法的改进上；与智能远程诊断有密切关系的心电图术技术也一直受到重视，近几年申请量一直保持稳定，申请内容多集中在心电图术的在远程医疗的应用方面。

综上，心电图术技术仍处于稳定发展时期。近几年我国在该方面已具备一定的研发实力，与国际先进水平差距逐渐缩小。今后，心电图术在远程医疗和动态心电图方面将有更多的发展。随着手机心电远程监测技术的发展，促进了家庭心电监护技术的开展应用，对心血管病的预防、诊治提供有效的手段。今后心电图术技术的发展可能会涉及以下几个方面： （1）信号采集技术：主要涉及电极本身、电极与人体的连接、导线等方面的改进； （2）诊断远程化进一步发展：促进远程医疗进一步普及和推广；（3）动态心电监护：例如开发四维立体动态心电图（4D-ECG）；（4）自动分析：能够实时、可靠地自动检测、分析和处理疾病（5）信息多样化：心电、血氧、呼吸及血液动力学等多参数联合监护；（6）进一步微型化、便携性；（7）疾病预测：对可疑心脏病患者的心电图进行分析，提供对疾病的可靠预测。

2. 研究的基本内容与方案

2.1对ECG心电信号进行观察、分析和诊断使用

（1）从MIT-BIH数据库下载到所有48组MIT-BIH心电数据，了解MIT-BIH的数据格式并利用官方网站的工具读取MIT-BIH数据。