1.1研究目的及意义

心电信号（Electrocardiograph，ECG）是与人体体征状态直接相关的信号，心电信号是通过心脏收缩舒张运动而产生，携带着丰富的生理信息。心电信号的规律性可以描述人体的生理功能，是临床重要参考信号之一，能准确及时的反应出人体心脏的运作状态，是监控和治疗分析心血管疾病的重要数据参考。相比其他生物信号心电信号更容易检测，并且具有明显直观的规律性，因而心电信号的研究历来已久。

在我国，心血管疾病发病年龄有所提前，发病率持续上升。随着人民生活水平不断提高以及持续加重的人口老龄化等因素使心血管疾病的诱因不断增多，其往往具有隐蔽性和突发性的特点，心血管疾病的发病率和死亡率一直居高不下。生物医学技术作为21世纪的热门话题，影响着亿万人的生活与健康。愈发先进的信号检测与处理技术可以协助科研人员对患者进行诊断与治疗。

本论文以人体心电生理信号采集与分析为研究对象，设计一套抗干扰、高精度的心电信号采集与分析设备，它可以将心脏活动的心电信息及时采集保存，并且结合心电数据的采集原理得到心律变异性（Heart rate variability HRV），达到辅助心脏病诊断和心电信号分析的目的，从而降低心脏病患者发病率及死亡率。

1.2国内外研究现状

1911年，依据爱因托芬教授的心电图学研究论文所研制的第一批心电检测仪器被推入市场。之后，人们逐渐认识到心电图检测对诊断心律失常、观察药物对心脏的影响、判断电解质失常、心肌梗死诊断定位与临床分期具有非常重要的指导意义。

常规心电图是指被检查者处于仰卧安静状态下记录的短时间的心脏电活动，而动态心电图则利用Holter记录技术，在日常生活的工作的环境下可以实现长时间的连续监测记录。1957 年，美国实验物理学家 Norman J.Holter 首先发明和研制成功连续记录体表心电图的记录仪，极大丰富了心电信号内容。允许测试者在日常情况下进行心电采集，不需要占用医院资源。比如 12导联标准的 Holter 心电监测仪、单导联的泰控心仪、单导联的迈瑞 Mr.Wear 等心电监测仪器，实现长时间的连续观察分析，丰富了临床上的使用。

现今市面上出现了多种应用场合不同的心电检测仪。在心电信号采集处理方面，从理论研究到设备仪器的制作，国外的技术都较国内更先进。物联网大数据时代的到来更加速了心电设备的多样化与便捷化。国际主流的医疗器械厂商如飞思卡尔、西门子、通用等均上市了一些精度高、体积小、人机交互优良的心电图机。按应用环境的不同大致可以分为两类，一类是医院所使用的大型心电信号采集设备，功能强大精确，但是体积较大，操作繁琐。另一类是便携式采集设备。随着电子芯片集成度越来越高，医疗电子设备也向微型化发展，这类设备利用嵌入式芯片控制，可以通过控制按键直接显示心电图波形。

近期，由东南大学和联想集团联合打造、南京医科大学参与建设的“穿戴式智能监控”联合实验室揭牌成立。该实验室正在研发全球首款“可穿戴式动态十二导联心电监测”设备。预计近年正式上市销售，在未来 3~5 年，实验室还将兼顾睡眠 情绪方向，实现穿戴设备感知心情。