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家用智能心電監測分析儀

—— Household Intelligent ECG Monitor and Analyzer
作者:電子科技大學 張海進 楊思凡 馮陽 史迅時間:2011-02-22來源:電子產品世界收藏

  本系統主要部分為智能心電監測分析,輔助以上位機存儲及顯示軟件。根據系統要求心電監護儀不僅能夠實時采集心電數據及顯示心電波形,還需具備實時顯示心率及數據分析的功能。要實現上述功能,需要一款功能強大、外設接口豐富,并且能夠實現高速的實時心電信號處理的處理器。出于人機界面友好的設計理念,運行過程中將顯示多幅圖片,這對處理器的存儲空間提出了很高的要求。基于以上考慮,本系統選擇了億旗公司的BF533(7.1)開發板做為設計主板,它含有觸摸屏、SPI、SPORT、UART等外接端口并且含有128Mbytes的同步存儲空間,符合本系統的設計需求。

本文引用地址:http://www.ghlhk.icu/article/117104.htm

  智能心電監護分析部分主要分為前端模擬信號采集、數據處理及分析和數據傳輸三部分。前端電路的設計制作包括放大電路、導聯選擇電路、濾波電路、AD轉換電路等單元。監測分析儀以ADSP-BF533作為處理器,循環采集8導心電信號,實時計算心率,并能做簡單的病情分析,最后給出心電健康指數。本系統能夠將采集后的心電信號進行系統存儲以方便用戶查看歷史數據,也能將數據傳輸部分由串口將采集的數據傳送到上位機程序。

  上位機軟件可對收到的數據進行存儲及顯示,并可以進行心率、QRS間期等重要心電參數的計算,方便醫生的進一步診斷。系統整體結構框圖如圖1所示。

  功能與指標

  智能心電監測分析部分

  (1)采集功能:前端模擬采集電路能夠準確采集10導心電信號,分別為:RA、RL、LA、LL、V1~V6。

  (2)顯示功能:用戶進入導聯選擇界面后,可任意選擇12導標準心電信號中的一導顯示,也可以選擇12導全部顯示。

  (3)歷史數據讀取功能:進入系統后用戶可以選擇新建采集或者讀取歷史數據。

  歷史數據有各家庭成員上次采集的歷史數據。

  (4)實時心率計算功能:選擇任一導顯示心電波形的同時會顯示實時心率計算結果。

  心率測量準確度:±1次/分鐘。

  (5)自動分析功能:采集心電信號一段時間后,檢測分析儀將自動進行數據分析,并給出病情分析和心電健康指數。

  (6)導聯脫落檢測功能:在檢測過程中若顯示50Hz正弦波及其諧波波形,說明導聯脫落或未連接好。

  上位機軟件部分

  (1)通信功能:通過串口接收檢測分析儀采集到的心電信號數據。

  (2)存儲功能:將數據保存在上位機中,可隨時調用。

  (3)顯示功能:可選擇任意一導心電信號在窗口中顯示,通過互聯網接入遠程醫療專家會診,方便醫生觀察診斷。

  (4)參數計算功能:將心電信號的心率、R-R間期等重要參數計算并顯示出來,輔助醫生診斷。

  硬件設計

  前端的硬件采集部分主要完成心電采集、放大、濾波和AD轉換等功能。整個硬件框圖如圖2所示。

  根據標準12導聯的設計要求,需要在電路前端采集10導心電信號,分別為右臂電極RA、左臂電極LA、右腿電極RL、左腿電極LL、胸部6個電極V1~V6。右腿驅動主要用于消除諸如50/60Hz這樣的共模信號及位移電流。LA、LL、V1~V6八導信號經過輸入緩沖級放大電路作為輸入端傳送到AD8221放大電路;RA經過同參數緩沖級放大電路,作為參考端信號輸送到AD8221。經過AD8221放大,得到八路信號LA-RA,LL-RA,V1-RA~V6-RA。將該八路信號分別送到導聯選擇器的輸入端,根據地址選擇信號的輸出,后經50Hz陷波電路,高通、低通濾波電路,電平抬升電路以及AD轉換電路后輸送到BF533的SPORT口,進行后續的數字信號處理。

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