生物电磁场是电磁学和生物系统研究的交叉领域，是目前世界范围内的一个热门课题。低频脉冲电磁场的特点是变化率高，由于高的变化率能在生物组织内感应有效电流，具有产生生物学效应的能力。低频脉冲磁场的生物学效应已经在医学领域有了许多应用，尤其受到低频脉冲磁场在神经刺激领域的成功应用的鼓舞，又因为心脏在生物体内的重要作用，许多研究者开始关注低频脉冲磁场对心脏的生物学效应，磁刺激对心脏功能是否有益，磁刺激对心电信号的影响，尤其是磁刺激能否如电刺激一样能够引起心脏的除颤和起搏，一直是研究者们关注的焦点问题。但是脉冲磁场刺激心脏的研究还处于起步阶段，很多问题没有确定性结论，尤其国内这方面研究的报道极少。因此磁场刺激心脏的研究是一项非常有意义的工作，基于以上理论，作者展开了这方面的研究，设计了基于心脏刺激的R波同步触发磁场刺激系统。 本文首先总结了脉冲磁场在生物学效应的成功应用和脉冲磁场刺激心脏的发展历史，国内外的发展现状。接着分析了心脏电刺激的现状和磁刺激的生物学基础。 针对实验要求，设计了检测心电信号的放大器，与现有的心电图仪相比较，该放大器的主要特点是工作频带宽，放大倍数可调，硬件集成度高。接着分析了心电信号的滤波方法，并分别设计和应用梳状滤波器、中值滤波方法、小波滤波方法对心电信号进行滤波。 接着本文研究了心律失常的自动识别方法，分别应用小波变换提取特征值输入到BP网进行自动分类和小波神经网络对心律失常信号直接分类。其中应用小波神经网络分类方法对室性期前收缩信号进行分类取得了很好的效果。 本文重点研究了基于心脏的磁场刺激器的设计方法，首先设计了一台强脉冲磁场刺激器，该磁场刺激器线圈中心的最大磁感应强度达10T以上，计算和测量了该磁场刺激器产生的磁感应强度。应用该磁场刺激器对开胸蛙、开胸兔的心脏进行刺激，得出了心率加快的结论。应用该磁场刺激器对活体兔直接刺激其心脏，心率有所变化，不过这种变化不是很明显，不足以说明磁场对心脏的影响。另外由于该磁场的波形不可控制，不能在期望的心电信号位置进行磁场刺激。因此本文提出设计一种全新模式的基于心电信号同步触发的波形可以控制的脉冲磁场刺激心脏的装置。这也是本文的最大创新点。 基于本文提出的设计一种心电信号同步触发的脉冲磁场刺激系统这一思想，设计了一台R波同步触发的脉冲磁场刺激系统，该系统检测被刺激者的心电信号，自动提取R波，用R波作为脉冲磁场工作的触发信号，用于控制磁场放电的时间，磁场的波形通过软件自动设定。设计中采用电容作为刺激器的储能装置，该刺激器的特点是不控制电容的充电过程，而直接控制电容对线圈的放电过程，为了能够跟踪心电信号的频率，并且控制磁场的波形，本文没有采用传统的可控硅控制，而是采用IGBT控制放电。为了获得很强的放电电流以产生工作频率足够高，场强足够强的磁场，采用24个IGBT控制放电过程，其中12个IGBT并联控制放电，另12个IGBT并联作为控制放电的IGBT的续流二极管。该磁场刺激系统能够跟踪心电信号的频率，与R波同步刺激心脏。应用该磁场刺激器直接刺激活体兔的心脏，得出了心率减慢的结论，并且磁场刺激前后心电信号波形并没有永久性的改变，并分析了产生这种变化的生理学基础。对于心率变异性问题，本文也作了较深入的研究，并应用心率变异分析方法分析了磁场刺激兔子心脏前后的心率变异性。介绍了非线性定量递归分析方法，将该方法应用于肌电信号分析和心率变异的分析中。 最后，对于下一步的工作，本文给出了研究展望。