Thiết kế hệ thống thu nhận tín hiệu điện tâm đồ trong thời gian thực dựa trên giao tiếp âm thanh - Soundcard tích hợp trong máy tính

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 
 40
Thiết kế hệ thống thu nhận tín hiệu điện tâm đồ trong thời gian 
thực dựa trên giao tiếp âm thanh - soundcard tích hợp 
trong máy tính 
Dương Trọng Lượng*, Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Thái Hà, 
Trịnh Quang Đức, Phí Ngọc Tú, Nguyễn Phan Kiên 
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 06 tháng 3 năm 2014 
Chỉnh sửa ngày 20 tháng 3 năm 2014; Chấp nhận đăng ngày 31 tháng 3 năm 2014 
Tóm tắt: Bài báo này trình bày nghiên cứu, thiết kế hệ thống thu nhận tín hiệu điện tâm đồ (ECG) 
trong thời gian thực dựa trên giao tiếp âm thanh-soundcard tích hợp sẵn trong máy tính. Với mục 
đích phát triển một công cụ đo tín hiệu ECG thuận tiện trong việc thu thập, xử lý và phân tích, 
phục vụ cho học tập và nghiên cứu của sinh viên và cán bộ nghiên cứu trong lĩnh vực phân tích 
chẩn đoán bệnh dựa trên tín hiệu sinh học từ cơ thể người. Bên cạnh đó, để chế tạo một thiết bị đo 
tín hiệu ECG với chi phí thấp, thiết kế này đã sử dụng phương pháp điều chế tần số cho tín hiệu 
ECG để tương thích với tất cả các loại soundcard tích hợp trên máy tính. Dải tần số hoạt động của 
hệ thống này cho phép thu nhận và xử lý tín hiệu ECG có tần số và biên độ nằm trong khoảng 0 
đến 100Hz và 300μV đến 3mV tương ứng. Để hiển thị, lưu trữ và phân tích dữ liệu tín hiệu ECG 
trên máy tính, các tác giả sử dụng phần mềm Matlab phiên bản 2013. Hệ thống được thử nghiệm 
đo tín hiệu điện tâm đồ từ một vài người tình nguyện sử dụng trình 3 điện cực. 
Từ khóa: Thu nhận tín hiệu ECG; điều chế; tín hiệu ECG; giao tiếp âm thanh; phần mềm Matlab. 
1. Giới thiệu∗ 
Các bệnh lý về tim mạch luôn thu hút được 
sự quan tâm của các chuyên gia y tế bởi sự 
nguy hiểm của nó tới tính mạng con người. 
Theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO), bệnh tim là 
một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử 
vong ở các nước đang phát triển [1]. Các bệnh 
lý của tim mạch hầu hết được phản ánh thông 
qua tín hiệu điện tâm đồ. Vì lý do này, các thiết 
_______ 
∗ Tác giả liên hệ. ĐT: 84-967008876. 
 E-mail: luong.duongtrong@hust.edu.vn 
bị ghi đo, theo dõi và chẩn đoán tín hiệu điện 
tim đã được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ. 
Kiểm tra và phân tích điện tâm đồ là một trong 
những thủ tục chẩn đoán căn bản để xác định 
bệnh lý về tim mạch một cách sơ bộ chẳng hạn 
như loạn nhịp tim, thiếu máu cục bộ, tắc động 
mạch vành vv[2], từ đó tiến hành những 
giám định lâm sàng hình ảnh để cho kết luận 
chính xác và đưa tới giải pháp điều trị. Những 
tiến bộ mới về công nghệ vi điện tử và sự phát 
triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin đã cho 
phép tạo ra những thiết bị số hóa ghi đo tín 
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 41
hiệu điện tim và các thiết bị theo dõi các thông 
số sống của cơ thể người như: điện tâm đồ 
(ECG), nhiệt độ cơ thể, nhịp tim, huyết áp và 
độ bão hòa oxy.[3,4]. Ở Việt Nam, các thiết 
bị này thường phải nhập ngoại mà công nghệ 
chế tạo cũng như các thông số kỹ thuật chi tiết 
bị ẩn dấu với mục đích bảo vệ bản quyền chế 
tác. Hơn nữa, số liệu đo được thực hiện thông 
qua những thiết bị như vậy thường bị mã hóa và 
chỉ có thể được giải mã với những phần mềm 
được cung cấp bởi nhà sản xuất, do đó, gây khó 
khăn trong việc phân tích tín hiệu điện tâm đồ 
trong thời gian thực. Để khắc phục những khó 
khăn này, một số hãng sản xuất cung cấp những 
thiết bị, hệ thống mở để cho phép người sử 
dụng phát triển các ứng dụng trên đó, tuy nhiên, 
giá thành của những hệ thống đó khá đắt tiền 
[5,6]. Hạt nhân của những hệ thống số hóa cho 
phép đo và ghi lại dữ liệu điện tâm đồ trên máy 
tính thực tế chỉ nằm trong những mạch khuyếch 
đại được xử lý tín hiệu phức hợp để loại tối đa 
những can nhiễu trong tín hiệu điện tim. Thông 
qua chuyển đổi tương tự-số, tín hiệu điện tim 
được truyền tới máy tính được điều khiển bằng 
những phần mềm do nhà sản xuất cung cấp. 
Việc phát triển những phần mềm phân tích tín 
hiệu điện tâm đồ có thể được thực hiện bởi 
người sử dụng thông qua những thuật toán được 
cài đặt trên máy tính. Hiện nay, hầu hết các máy 
tính cá nhân hiện nay đều được tích hợp 
soundcard là một bộ chuyển đổi tương tự-số 
cho phép chuyển đổi âm thanh trong giải nghe 
thấy thành tín hiệu số. Hơn nữa, cho đến nay, 
các giải thuật xử lý số tín hiệu cũng đã phát 
triển tương đối hoàn chỉnh, đủ để đáp ứng yêu 
cầu cho lọc can nhiễu của tín hiệu điện tâm đồ. 
Do đó, xuất phát từ những điều kiện thuận lợi 
của công nghệ hiên nay, bài báo này đề xuất 
một ý tưởng thiết kế hệ thống thu nhận tín hiệu 
điện tâm đồ giá rẻ cho phép đo, thu thập, và xử 
lý tín hiệu điện tâm đồ trong thời gian thực dựa 
trên giao tiếp âm thanh – soundcard tích hợp 
sẵn trong máy tính. Tuy nhiên, bởi vì mục đích 
của soundcard là thu tín hiệu âm thanh, do đó, 
để đảm bảo loại bỏ những can nhiễu ngoài 
khoảng tần số âm thanh nghe được, một số 
soundcard đã thiết kế sẵn những bộ lọc thông 
dải trên mạch cứng. Do đó, ở điều kiện này, 
soundcard sẽ loại tín hiệu điện tâm đồ ở dải tần 
số từ 0 đến 20 Hz là dải tần số quan trọng để 
quan sát những thông số chính của tín hiệu điện 
tim như sóng phức hợp P-QRS-T-U [7]. Để 
khắc phục trở ngại này, trong thiết kế này, về 
cơ bản chúng tôi ứng dụng phương pháp điều 
chế tần số của tín hiệu ECG với tần số sóng 
mang là 10KHz để cho phép tín hiệu ECG đo 
được trong dải tần từ 20Hz đến 20KHz của 
soundcard. Để cài đặt các giải thuật xử lý số tín 
hiệu cũng như hiển thị và phân tích tín hiệu 
điện tâm đồ thời gian thực, phần mềm thương 
mại hỗ trợ công cụ toán học mạnh là Matlab đã 
được sử dụng. Trên cơ sở đó, từ công trình này, 
một công cụ thu nhận tín hiệu ECG có dải tần 
từ 0 đến 100Hz, biên độ từ 300μV đến 3mV để 
phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu của sinh 
viên và cán bộ nghiên cứu trong lĩnh vực đo 
lường tín hiệu sinh học từ cơ thể người có thể 
được phát triển. Hơn nữa, với những thuật toán 
phân tích tín hiệu điện tâm đồ cho phép trích 
chọn được các đặc trưng của các bệnh lý về tim 
mạch, hệ thống này có thể phát triển thành một 
thiết bị đo tín hiệu điện tim có giá thành thấp, 
hỗ trợ việc chẩn đoán và điều trị bệnh tim 
mạch. 
2. Phương pháp thực hiện 
Trên cơ sở mục đích nghiên cứu, các chỉ 
tiêu thông số kỹ thuật cơ bản của mạch ghi đo 
tín hiệu điện tim (được chỉ ra trong bảng 1), 
nhóm tác giả đưa ra sơ đồ khối của hệ thống thu 
nhận tín hiệu ECG trong thời gian thực dựa 
trên giao tiếp âm thanh-soundcard kết nối với 
máy tính (hình 1). 
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 
42
Bảng 1. Các chỉ tiêu thông số kỹ thuật cơ bản của 
mạch ghi đo tín hiệu ECG 
TT Chỉ tiêu thông số 
kỹ thuật 
Mô tả 
01 G = 30 (db) Hệ số khuếch đại của 
toàn mạch 
02 Tuổi thọ của pin ≅ 
2,5giờ 
Mạch được thiết kế 
dùng nguồn pin 9V, để 
giảm thiểu nhiễu 
nguồn điện lưới 50Hz 
03 Dòng tiêu thụ: 
35mA 
Tính cho mạch khuếch 
đại đo, lọc thông thấp, 
khuếch đại chính, Điều 
chế tần số. 
04 Công suất của 
mạch: 260mW 
Tính từ mạch khuếch 
đại đo cho đến mạch 
điều chế tần số. 
05 Công suất của điện 
cực: 0,1W/cm [8] 
Công suất cực đại cho 
phép của điện cực 
06 Tiêu chuẩn an toàn: 
IEC 60601-1 class 
2 và TCVN 7303-1 
Tiêu chuẩn an toàn 
điện đối với thiết bị y 
tế của thế giới và Việt 
nam cho bệnh nhân 
07 3-lead (3 điện cực) 
Dùng loại cáp đo 3 
dây nối với 3 điện cực, 
đo đạo trình các chi 
08 Biên độ của tín 
hiệu ECG: 3mV 
(max) 
Hệ thống có thể cho ra 
tín hiệu ECG có biên 
độ lớn nhất là 3mV 
09 Chuyển đổi A/D 
24bit 
Ứng dụng bộ ADC 
24bit tích hợp sẵn trên 
soundcard 
10 Dải tần đáp ứng: 
0,05 ÷100Hz 
Đây là dải tần số của 
tín hiệu ECG dùng để 
chẩn đoán. 
11 Hiển thị trên máy 
tính 
Kết nối với máy tính 
qua giao tiếp âm thanh 
Hình 1. Sơ đồ khối hệ thống thu nhận và xử lý tín 
hiệu ECG trong thời gian thực kết nối với máy tính 
qua giao tiếp âm thanh-souncard. 
ECG signal: Tín hiệu ECG ghi lại những 
họat động mang tính chất điện của tim. Tín hiệu 
ECG được gọi là bình thường (trạng thái tim 
họat động bình thường) bao gồm năm đỉnh lồi, 
lõm được gán bởi năm chữ cái là P,Q,R,S và T 
[10]. Trong một số trường hợp có thêm đỉnh U . 
Hình dạng của tín hiệu ECG này được chỉ ra 
trong hình 2, một số đặc điểm về biên độ và 
khoảng thời gian tồn tại của nó được thể hiện 
trong bảng 2 và bảng 3. 
Tín hiệu ECG bình thường có dải tần số từ 
0,05 đến 100Hz. Đây là dải tần số dùng cho ứng 
dụng chẩn đoán các bệnh về tim mạch [12]. 
Bảng 2. Biên độ của các sóng thành phần trong tín 
hiệu ECG [12] 
Sóng thành phần trong 
tín hiệu ECG 
Biên độ (mV) 
Sóng P 0,25 
Sóng R 1,6 
Sóng Q 0,4 
Sóng T 0,1÷0,5 
Bảng 3. Khoảng thời gian giữa các sóng trong tín 
hiệu ECG [12] 
Sóng thành phần 
trong tín hiệu ECG 
Khoảng thời gian giữa 
các sóng (S) 
P-R 0,12÷0,2 
Q-T 0,35÷0,44 
S-T 0,05÷0,15 
Sóng P 0,05÷0,11 
Sóng phức QRS 0,05÷0,09 
Mạch 
bảo vệ 
đầu vào 
Khuế
ch 
đại
Khuếch 
đại đo 
Right 
leg 
drive 
Lọc 
thông 
thấp 
Khuếch 
đại 
chính 
Điều 
chế tần 
số 
Máy 
tính 
[9] 
Hình 2. Tín hiệu ECG bình thường [11]. 
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 43
Mạch bảo vệ đầu vào: Gồm các điện trở, 
tụ điện tạo thành mạch lọc bậc 2 để lọc tín hiệu 
có tần số cao và hạn chế dòng điện rò gây nguy 
hiểm cho bệnh nhân. 
Mạch khuếch đại đo: Chuyển tín hiệu điện 
áp vi sai thành tín hiệu đơn và tiền khuếch đại 
với hệ số G1 là 10(db). Để thực hiện công việc 
này, tác giả sử dụng vi mạch khuếch đại đo 
INA 333 của hãng Texas Instruments. Vi mạch 
này có một số ưu điểm hơn so với vi mạch cùng 
chức năng của các hãng khác chẳng hạn như 
can nhiễu thấp, sai số thấp, tỉ số nén mode 
chung cao (100dB), có chế độ tiết kiệm năng 
lượng, hệ số khuếch đại điều chỉnh được từ 1-
1000 lần [5]. 
Right leg drive: lấy tín hiệu từ mạch 
khuếch đại đo đưa trở về chân phải của người 
tình nguyện hoặc bệnh nhân làm tăng khả năng 
loại bỏ nhiễu chung trong khi đo tín hiệu ECG. 
Lọc thông thấp: Sử dụng mô hình lọc 
thông thấp Butterworth bậc 4 với tần số cắt là 
100Hz, hệ số khuếch đại bằng 1, dùng vi mạch 
OP333 [5]. 
Khuếch đại chính: Sử dụng vi mạch 
OPA333 để khuếch đại một lần nữa với hệ số 
khuếch đại G2 là 20(db) trước khi đưa vào khối 
điều chế tần số. Như vậy, biên độ của tín hiệu 
ECG đo từ người sẽ được khuếch đại với hệ số 
khuếch đại: 
G(db) = G1+G2 = 10(dB)+20(dB) = 30(dB) 
Điều chế tần số: Thực hiện điều chế tín 
hiệu ECG ở đầu ra của bộ khuếch đại chính có 
tần số từ 0,05Hz ÷ 100Hz (dải tần số cần điều 
chế) thành tín hiệu có tần số 10KHz (tần số 
sóng mang) – đây là tần số nằm ở khoảng giữa 
của dải tần số âm thanh nghe thấy của người 
(20Hz ÷ 20KHz). Để thực hiện điều chế, trong 
nghiên cứu này tác giả sử dụng vi mạch 
XR2206 của hãng EXAR[13]. Tín hiệu ECG 
sau khi điều chế được đưa vào soundcard. 
Soundcard: Nhận tín hiệu ra từ khối điều 
chế để giải điều chế và chuyển đổi sang tín hiệu 
số thông qua bộ ADC 24bit cũng được tích hợp 
trên soundcard. Soundcard là giao tiếp âm 
thanh và cũng là một trong những chuẩn đầu 
vào của máy tính. Dữ liệu dưới dạng số của tín 
hiệu ECG được lưu trữ, hiển thị và phân tích 
thông qua các phần mềm Matlab hay Labview. 
Để đánh giá sự hoạt động tin cậy của hệ thống, 
chúng tôi sử dụng tiêu chí bình phương trung 
bình của lỗi (Mean Square Error – MSE), tiêu 
chí này được xác định bởi công thức (1). 
 MSE = 2
1
))(ˆ)((1 ixix
N
N
i
−Σ= (1) 
trong đó, N là giá trị tần số, x(i) là tín hiệu ra, 
)(ˆ ix là tín hiệu vào. 
3. Kết quả và thảo luận 
Trước hết, nhóm tác giả tiến hành thử 
nghiệm hệ thống với tín hiệu hình sin mô 
phỏng. Bởi vì, chúng tôi coi tín hiệu hình sin 
này là tín hiệu chuẩn, tiền định, để kiểm tra sự 
họat động, độ chính xác của hệ thống. Kết quả 
thu được như hình 3. 
(a) 
(b) 
Hình 3. a) Tín hiệu ra của bộ giải điều chế; 
 b) Tín hiệu vào của bộ điều chế. 
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 
44
6.24E ‐02
6.28E ‐02
6.32E ‐02
6.36E ‐02
6.40E ‐02
0 20 40 60 80 100 120
f(Hz )
B iên  độ (V)
B iên độ vs  Tần số
Để xác định độ chính xác của phép điều 
chế, chúng tôi đã thay đổi tần số, giữ cố định 
biên độ của tín hiệu đầu vào. Sai số tương đối 
của phép điều chế được tính theo công thức (2). 
( ) ( )(%) 100out inV f V f
V
−Δ = = ( )100V f
V
Δ (2) 
Trong đó: Δ là sai số tương đối của biên độ 
tín hiệu ra so với biên độ của tín hiệu vào; 
Vout(f) và Vin(f) là biên độ của tín hiệu ra và 
biên độ của tín hiệu vào phụ thuộc vào tần số 
điều chế; V là biên độ của tín hiệu mẫu được 
đặt ở giá trị 1V. Kết quả trong hình 4 cho thấy 
giá trị sai số lớn nhất (ΔV(f)) là xấp xỉ 0,01 
tương đương với Δ = 1%.Với sai số này là chấp 
nhận được. Bởi vì trong thực tế, với kinh 
nghiệm của các bác sỹ thì sai số biên độ của tín 
hiệu ECG đến 5% rất khó để phân biệt được khi 
tín hiệu ECG được hiển thị trên màn hình của 
thiết bị theo dõi bệnh nhân hoặc trên màn hình 
máy tính. 
Hình 4. Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín 
hiệu vào điều chế. 
Kết quả trên hình 5 thể hiện sự tuyến tính 
giữa tần số của tín hiệu vào điều chế và tín hiệu 
sau điều chế với hệ số xấp xỉ bằng 1 (sai số 
tương đối khoảng 2%). Điều này cho thấy, hầu 
như không có sự thay đổi đáng kể của tần số 
trước và sau điều chế. Hình 6 thể hiện giá trị 
MSE. Giá trị MSE rất thấp (1,5.10-5) và khá ổn 
định ở dải tần số từ 0 đến 48Hz. Trong dải tần 
số từ 50Hz đến khoảng 100Hz thì MSE có thay 
đổi trong phạm vi từ 0,7.10-6 đến 2,2.10-5. 
Sai số này là rất thấp không đáng kể. Sự trễ 
pha của tín hiệu vào điều chế và ra điều chế 
được thể hiện ở hình 7. Như trên hình 7 chỉ ra, 
trễ pha lớn nhất khoảng 2% trong dải tần từ 
50Hz đến 70Hz. Sự trễ pha này có thể do 
nguyên nhân gây ra bởi nhiễu nguồn điện lưới 
trong thiết bị đo. Sau khi đánh giá một vài 
thông số kỹ thuật của mạch đo và điều chế, 
chúng tôi đã tiến hành đo thử nghiệm trên một 
vài người tình nguyện như là một phép thử 
nghiệm trên thực tế. 
0.00E +00
5.00E ‐06
1.00E ‐05
1.50E ‐05
2.00E ‐05
2.50E ‐05
0 20 40 60 80 100 120
Tần  số (Hz )
MS E
Hình 6. Giá trị của MSE khi so sánh tín hiệu vào 
điều chế và tín hiệu ra giải điều chế thông qua 
tần số. 
Hình 5. Đặc tuyến tần số điều chế. 
y  =  0.9841x   ‐ 0.0715
R 2 =  1
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150
Tần  số của  tín  hiệu  ra  bộ g iả i điều  chế  
(Hz )
Tầ
n 
số
 c
ủ
a 
tín
 h
iệ
u 
và
o 
đ
iề
u 
ch
ế 
(H
z)
G iá trị đo
Đường  hồi quy
Hình 7. Sự trễ pha của tín hiệu sau điều chế 
ở trong miền tần số. 
‐3
‐2.5
‐2
‐1.5
‐1
‐0.5
0
0 20 40 60 80 100 120
Độ trễ pha
 (Hz )Tần số
Tr
ễ 
ph
a 
(%
)
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 45
Hình 8, hình 9 và hình 10 thể hiện kết quả 
đo tín hiệu ECG từ 3 người tình nguyện. 
4. Kết luận 
Nhóm tác giả đã thiết kế được hệ thống thu 
nhận tín hiệu ECG trong thời gian thực dựa trên 
giao tiếp âm thanh-soundcard kết nối với máy 
tính. Sự họat động, độ tin cậy của hệ thống đã 
được thử nghiệm và đánh giá thông qua tín hiệu 
mẫu có tần số từ 0 đến 100Hz, biên độ 1V. Qua 
việc đánh giá một vài thông số, hệ thống đã đạt 
được các chỉ tiêu thông số kỹ thuật như: Sai số 
về biên độ là 1%, trong khí sai số của pha là 
2%. Với sai số cho phép của các thiết bị đo tín 
hiệu điện tim hiện nay thì các chỉ tiêu kỹ thuật 
này đủ đảm bảo độ tin cậy của phép đo. Hệ 
thống cũng được thử nghiệm đo tín hiệu ECG 
từ ba người tình nguyện. Kết quả của phép đo 
cho thấy các dạng sóng thu được phản ánh đầy 
đủ các thành phần sóng của tín hiệu điện tim. 
Tuy nhiên, các tín hiệu ECG thu được vẫn còn 
có các thành phần nhiễu trắng. Loại nhiễu này 
có thể được loại bỏ bằng phương pháp trung 
bình hóa biên độ trong một khoảng thời gian đủ 
nhỏ. Vấn đề này sẽ được phát triển trong tương 
lai. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy hệ 
thống này hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu 
cầu thu nhận, xử lý và phân tích tín hiệu ECG 
để giúp cho việc theo dõi và chẩn đoán bệnh 
tim mạch của các bác sỹ. 
Tài liệu tham khảo 
[1] B. A. Walker, A. H. Khandoker, & J. Black, 
“Low cost ECG monitor for developing 
countries,” The Fifth International conference 
on Intelligent Sensors, Sensor Networks and 
Information processing (ISSNIP), pp 195-200, 
December 2009. 
[2] D.Hee Lee, A.Rabbi, J.Choi, R. Fazel-Rezai, 
“Development of a Mobile Phone Based e-
Health Monitoring Application,” International 
Journal of Advanced Computer Science and 
Applications, Vol. 3, No. 3, 2012. 
[3] Phillips, Medchoice, Nihon konden, “Patient’s 
monitor,” Manuals , 2012. 
[4]  
[5] www.ti.com/vi 
[6]  
Hình 8. Dạng tín hiệu điện tim của người 
tình nguyện thứ 1. 
Q
R
S 
T 
P 
Hình 9. Dạng tín hiệu điện tim của người 
tình nguyện thứ 2. 
Hình 10. Dạng tín hiệu điện tim của người 
tình nguyện thứ 3. 
D.T. Lượng và nnk. /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 40‐46 
46
[7] Balambigai Subramanian, “Efficient Zigbee 
Based health Care system for Arrhythmia 
Detection In Electrocadiogram,” European 
Journal of Scientific Research ISSN 1450-
216X,Vol.69, No.2, pp. 180-187, 2012. 
[8] Hoang Chu Duc, Luong Duong Trong, Thuan 
NguyenDuc, Duc TrinhQuang, “ Mobile device 
based HRV analysis system,” IEEE, 978-1-
4673-5990, 2013. 
[9] Staff off ADInstruments, “ECG & peripheral 
circulation,” ADInstruments, 2008. 
[10] C.Saritha, V. Sukanya, Y. Narasimha Murthy, 
“ECG Signal Analysis Using Wavelet 
Transforms,” Bulg. J. Phys. 35, page 68–77, 
2008. 
[11] Gari D.Clifford, Francisco Azuaje, Patrick E. 
McSharry,“Advanced Methods and tools for 
ECG data analysis,” Artech house Inc, Boston 
London, 2006. 
[12] DuongTrong Luong, Nguyen Duc Thuan, 
Nguyen Hung, “ECG signal transmission using 
wireless in patient health care and monitoring 
system,” Tạp chí khoa học & công nghệ, Đại 
học Bách Khoa Đà Nẵng, số 12(61), 2012. 
[13] EXAR corporation,“XR-2206 monolithic 
function generator,” (510)668-7000-7017, 2008.
Design of the Electrocardiogram Signal Acquisition System 
in Real-time Based on Soundcard Interface Integrated 
on Personal Computer 
Dương Trọng Lượng, Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Thái Hà, 
Trịnh Quang Đức, Phí Ngọc Tú, Nguyễn Phan Kiên 
Hanoi University of Science and Technology, 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hanoi, Vietnam 
Abstract: This paper presents a study and design of the Electrocardiogram (ECG) signal acquisition 
system in real-time, based on soundcard interface integrated on personal computer (PC). It’s aim is to 
develop a convenient tool for acquiring, processing and analysing the ECG signals. This tool can be 
used effectively also by students in learning and studying and by researchers in pathological analysis 
and diagnosis based on biological signals from human body. Besides, to fabricate an ECG signals 
measuring device with low cost, this design uses frequency modulation method for the ECG signal to 
match with all soundcard built in PC. The range of operating frequency of this system allows receiving 
and processing the ECG signals whose frequency ranged in 0 to 100Hz, and amplitude from 300 μV to 
3mV. In order to display, store and analyse the ECG signals on the computer, the authors use Matlab 
software versions 2013. The system was examined to through measurement of the ECG signals from 
several volunteers using three leads. 
Keywords: ECG acquisition; modulation; ECG signal; sound interface; Matlab software.