史顺平，王绪本，张传瑜，邓邦林*基于人体电场的滤波算法研究分析#*（成都理工大学地球物理学院，成都610059）51015202530摘要：基于人体电场的研究是结合了应用物理和生物医学技术的一种研究方法，其原理是通过检测人体心跳产生的低频电场来判断人体的心电信号。准确地掌握人体电场的机理和本质特性，对于制定电磁环境安全卫生标准、地球电磁环境的变迁及其对人体进化的影响、人体组织电磁性质的测定和人体医学的发展起到了非常重要的作用。人体的每一个部分都对人体电场产生影响，但心脏周围的电场行为是主要的电场产生地。心脏的每次跳动将产生一个微弱的电场信号，这些信号构成了在人体周围360度扩展的超低频非均匀电场。人体心电信号微弱，信噪比较低，为了消除心电信号中的噪声，人们已提出了多种方法来消除这些噪声。本文对这几种滤波算法的可行性作一比较。关键词：人体电场；心电信号；滤波算法中图分类号：TN911AstudyoffilteralgorithmbasedonthehumanelectricfieldSHIShunping,WANGXuben,ZHANGChuanyu,DENGBanglin(GeophysicsSchool,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059)Abstract:Aresearchmethodcombinesappliedphysicsandbiomedicaltechnologybasedonthehumanelectricfield,theprincipleisthattodeterminethehumanelectrocardiogram(ECG)bydetectinglowfrequencyelectricfieldsgeneratedbytheheartbeatofbody.Ifwegraspthemechanismandcharacteristicsofthehumanelectricfield,wewilldrawupthesafetyandthehealthstandardsofelectromagneticenvironment,studythechangeofelectromagneticenvironmentofearth,measuretheelectromagneticpropertiesofhumantissueandpromotethedevelopmentofhumanmedicine.Theelectricfieldisproducedbyeverypartofthebody,butthemainelectricfieldisproducedbyheart.Eachbeatoftheheartwillresultinaweekelectricsignals,whichconstitutetheextended360degreesaroundthebodyofthenon-uniformelectricfield.TheECGsignalisoneofmini-voltage,theratioofsignalnoiseislower,inordertoeliminatethenoiseinECG,variouskindsofnoiserejectionmethodshavebeenproposed.Inthispaper,thefeasibilityofthesefilteralgorithmsiscompared.Keywords:humanelectricfield;humanelectrocardiogram;filteralgorithm0引言生物电场是有生命生物体内生物化学反应造成的体内带电粒子数量、极性、位置等改变引起其本身电磁变化的一种物理现象。近年来，由于我国乃至世界各地，各种疾病（如癌症，35心脏病等）和大量的自然或人为灾害（如汶川地震，印度洋海啸等）均频频发生，严重影响着人们正常的生活和工作。另外，随着电子技术的发展，尤其是高功率射频和微波设备日益广泛地在工业、农业、医学以及日常生活中的应用，越来越多的人工作或生活在较强的电磁环境中。因此，如何克服各种疾病、如何准确地搜索被掩埋的生命体，以及如何减小工频电磁场对人体的伤害，成为摆在人类面前的一个迫切的任务和技术难题。为了解决这些问题，40近年来，一系列的探测技术和人体虚拟电场被建立了[1-4]。地球从空间到地下无不充满着不断变化的电磁场，在频域上可能以单频形式存在，也可能以频段形式存在，还可能以全频带方式存在；在时域上可能是瞬间存在，也可能是按某种基金项目：高校博士点专项科研基金联合资助课题（20095122110016）；成都理工大学“物理教学创新团队”（JXTD20130）作者简介：史顺平（1983-），男，博士，讲师，研究方向：信息处理通信联系人：王绪本（1956-），男，博士，教授，博导，药酒方向：地球勘察技术等.wxb@cdut.edu.cn-1-强弱变化规律存在一段时间，也可能是以恒定或不恒定能量持续存在。在频域上，工业化(ECG)等。由心脏跳动心肌细胞所产生的心电信号是人体产生电磁信号最强的部位。因。另外，由于我们生活在一个电磁场污染严重的社会中，基线漂移，肌电干扰和工频干扰，FFT变换、自适应滤波，B一样条函数拟合和小波变换等。部带负电，若取膜外电势为零，则膜内侧存在约为-90~-70mV的静电势。。从此以后，各种各样的心脏模型被建立...