機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè) 心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

論文題目： 心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì) 摘 要本設(shè)計(jì)重點(diǎn)對(duì)將MSP430超低損耗MCU當(dāng)做前提的方便式心電監(jiān)護(hù)儀與系統(tǒng)開展深入研究。依照現(xiàn)實(shí)需求，研發(fā)出具備專業(yè)功能的信號(hào)籌集與傳送系統(tǒng)的超低損耗16位單片機(jī)MSP430F247，此外全面記載、研究與處置所籌集到的內(nèi)容。監(jiān)護(hù)儀則是320*240和LCD顯示器、32KB的電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，能夠充分展現(xiàn)心電波形測試與最終研究結(jié)論，存儲(chǔ)和讀取信號(hào)的心電圖異常，鍵盤有中文菜單，操作很簡單。這個(gè)監(jiān)視器可以在長期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，體積小，功耗低，易于攜帶，使用便捷。關(guān)鍵詞：MSP430 低功耗 液晶顯示 實(shí)時(shí)分析 EPROMII目 錄摘 要I第一章 前言11.1心電監(jiān)護(hù)儀概述11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.3 研究的意義4第二章 信號(hào)提取與放大電路設(shè)計(jì)62.1 總體設(shè)計(jì)62.1.1 心電信號(hào)的基本特征62.1.2 心電檢測中的主要干擾62.2 單元電路設(shè)計(jì)62.2.1 前置放大電路設(shè)計(jì)62.2.2 濾波電路82.2.3 50Hz陷波電路92.2.4 后級(jí)放大電路102.2.5 測試總結(jié)11第3章 軟件設(shè)計(jì)133.1 總體設(shè)計(jì)133.1.1 MSP430單片機(jī)的功能特點(diǎn)133.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)框圖133.2 各模塊軟件設(shè)計(jì)133.2.1 鍵盤模塊設(shè)計(jì)133.2.2 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)133.2.3 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘設(shè)計(jì)143.2.4 波形分析模塊設(shè)計(jì)143.2.5 異常波形存儲(chǔ)與回放模塊設(shè)計(jì)15第4章 系統(tǒng)測試17結(jié)論18參考文獻(xiàn)19第一章 前言1.1心電監(jiān)護(hù)儀概述心電監(jiān)護(hù)是一個(gè)專有名詞，是指對(duì)患者的心電圖（即EGG）信號(hào)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，及時(shí)了解患者的心臟狀況，在發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的心臟異常情況時(shí)，能夠及時(shí)采取有效的治療和應(yīng)急措施。我們通常稱之為心電監(jiān)護(hù)儀，實(shí)際上只是完成工作的第一部分，即監(jiān)測心電圖，指示異常情況，但是護(hù)理和治療的功能相對(duì)缺乏。從這個(gè)角度來說，心電監(jiān)護(hù)儀更適合稱為心電監(jiān)測儀。然而，由于傳統(tǒng)的方法和未來技術(shù)的發(fā)展，可以在心電監(jiān)護(hù)儀上增加一些急救或治療功能，從而保留了心電監(jiān)護(hù)儀。心電監(jiān)護(hù)的主要內(nèi)容是對(duì)心律失常進(jìn)行連續(xù)性觀測。由于早期心電圖觀察不連續(xù)（一天兩次），心律失常占相當(dāng)比例。直到二十世紀(jì)六十年代，心律失常是公認(rèn)的患者特別常見的并發(fā)癥，急性心肌梗死，這是歸因于對(duì)心電圖連續(xù)監(jiān)測的實(shí)用技術(shù)的發(fā)展（ECG），此外第一次使用在冠心病監(jiān)護(hù)（CCU）。此病癥可造成心臟短暫停止與初期泵衰竭、其余心律問題。如果冠心病患者能在1分鐘內(nèi)及時(shí)治療，90%的牛存機(jī)會(huì)在3分鐘內(nèi)接受治療。冠狀動(dòng)脈心臟病的死亡率從40%下降到12.5%的CCU ICU建立后，根據(jù)華盛頓中心醫(yī)院心臟研究報(bào)告。心電監(jiān)護(hù)儀能連續(xù)觀察心臟的電活動(dòng)，提示重要心律失常，為此類心臟疾病的分析和治療提供了重要手段。心電監(jiān)測對(duì)于CCU的具有里程碑式的意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢大量患者的醫(yī)療保健條件正在通過科技設(shè)備的革新進(jìn)而改進(jìn)。現(xiàn)在提出的無線電鐘表也能記錄用戶的心率。在未來，更能大大提高醫(yī)療效果和創(chuàng)新型產(chǎn)品，以滿足醫(yī)療應(yīng)用。一種半導(dǎo)體微處理器應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域帶來了新的挑戰(zhàn)。即使項(xiàng)目無非是相互對(duì)立的功能的選擇且受到具體職能的條件和空間的限制，但這種平衡往往是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常難以解決。醫(yī)療市場需求往往難以協(xié)調(diào)，例如體積小，高性能，低功耗和高性能模擬，電池壽命和更高的處理能力等。這些產(chǎn)品需要一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可調(diào)節(jié)的增益，電源管理和LCD屏等。心電監(jiān)護(hù)（ECGTelemonitor）的歷程，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)早期?！靶碾妶D之父”國外專家Einthoven利用一千五百米的電纜線，記載全球首個(gè)人體心電圖，此后就被普遍當(dāng)做是早期心電圖的形態(tài)。在后續(xù)的十年時(shí)間內(nèi)，隨著冠心病等心血管病癥的隨意擴(kuò)散，心電籌集與監(jiān)測科技開始被深入研發(fā)。初期，醫(yī)生對(duì)ECG的監(jiān)管與需求，主要源自重癥患者的救助。二十世紀(jì)初期Hooker第一次開展實(shí)驗(yàn)，測試動(dòng)物心臟復(fù)蘇，利用全面查看心臟跳動(dòng)情況，匯總與判定患者的危重?fù)尵刃Ч?。十年之后ClaudeBeek第一次在手術(shù)室內(nèi)開展電除顫，進(jìn)行ECG的監(jiān)管與臨床測試。1952年Zoll第一次研發(fā)出心臟起搏術(shù)，利用對(duì)心臟功能還未全面復(fù)原的患者實(shí)施起搏、監(jiān)護(hù)，促使患者順利復(fù)原。1956年體外除顫儀出現(xiàn)，提升患者救治的成功率。1960年Kauwenhoven提出此類心臟按摩具有良好效果，心臟復(fù)蘇科技開始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測儀，可以持續(xù)不間斷的監(jiān)管患者的ECG情況，促使心臟患者和危重患者可以接連不斷的被查看，此外協(xié)助工作職員對(duì)患者心電狀態(tài)進(jìn)行深入研究與判定。二十世紀(jì)中后期，動(dòng)態(tài)心電圖（Holter）、床旁心電監(jiān)護(hù)儀開始出現(xiàn)，且在現(xiàn)實(shí)中被普遍使用。此外，采用遠(yuǎn)程通信科技、全息影像科技、新電子與電腦多媒體科技、互聯(lián)網(wǎng)科技的遠(yuǎn)程醫(yī)療（TeleMedicine）隨之出現(xiàn)和普及，心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)被全面應(yīng)用。二十世紀(jì)中期，基于電話傳送的心電監(jiān)護(hù)科技（TTM）在其他國家被大范圍使用，且得到較好的成就。TTM科技主要理論是把實(shí)時(shí)籌集的心電信號(hào)變成聲音，利用電話傳送給醫(yī)院，之后把聲音諧調(diào)成具體信號(hào)，使用心電圖機(jī)掃描記載，醫(yī)生利電話對(duì)病人進(jìn)行判定與診治。心電監(jiān)護(hù)（ECGTelemonitor）的歷程，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)早期?！靶碾妶D之父”國外專家Einthoven利用一千五百米的電纜線，記載全球首個(gè)人體心電圖，此后就被普遍當(dāng)做是早期心電圖的形態(tài)。在后續(xù)的十年時(shí)間內(nèi)，隨著冠心病等心血管病癥的隨意擴(kuò)散，心電籌集與監(jiān)測科技開始被深入研發(fā)。初期，醫(yī)生對(duì)ECG的監(jiān)管與需求，主要源自重癥患者的救助。十年之后ClaudeBeek第一次在手術(shù)室內(nèi)開展電除顫，進(jìn)行ECG的監(jiān)管與臨床測試。1952年Zoll第一次研發(fā)出心臟起搏術(shù)，利用對(duì)心臟功能還未全面復(fù)原的患者實(shí)施起搏、監(jiān)護(hù)，促使患者順利復(fù)原。1956年體外除顫儀出現(xiàn)，提升患者救治的成功率。1960年Kauwenhoven提出此類心臟按摩具有良好效果，心臟復(fù)蘇科技開始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測儀，可以持續(xù)不間斷的監(jiān)管患者的ECG情況，促使心臟患者和危重患者可以接連不斷的被查看，此外協(xié)助工作職員對(duì)患者心電狀態(tài)進(jìn)行深入研究與判定。二十世紀(jì)中后期，動(dòng)態(tài)心電圖（Holter）、床旁心電監(jiān)護(hù)儀開始出現(xiàn)，且在現(xiàn)實(shí)中被普遍使用。此外，采用遠(yuǎn)程通信科技、全息影像科技、新電子與電腦多媒體科技、互聯(lián)網(wǎng)科技的遠(yuǎn)程醫(yī)療（TeleMedicine）隨之出現(xiàn)和普及，心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)被全面應(yīng)用。二十世紀(jì)中期，基于電話傳送的心電監(jiān)護(hù)科技（TTM）在其他國家被大范圍使用，且得到較好的成就。TTM科技主要理論是把實(shí)時(shí)籌集的心電信號(hào)變成聲音，利用電話傳送給醫(yī)院，之后把聲音諧調(diào)成具體信號(hào)，使用心電圖機(jī)掃描記載，醫(yī)生利電話對(duì)病人進(jìn)行判定與診治。利用全面查看心臟跳動(dòng)狀況，我們就能充分整理與判定病人的現(xiàn)實(shí)診治成果。 1943年，Claude Beek第一次在醫(yī)學(xué)中使用電除顫，且逐漸監(jiān)管與使用心電圖。 1952年Zoll第一次研發(fā)出心臟起搏術(shù)，利用對(duì)心臟功能還未全面復(fù)原的患者實(shí)施起搏、監(jiān)護(hù)，促使患者順利復(fù)原。1956年體外除顫儀出現(xiàn)，提升患者救治的成功率。1960年Kauwenhoven提出此類心臟按摩具有良好效果，心臟復(fù)蘇科技開始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測儀，可以持續(xù)不間斷的監(jiān)管患者的ECG情況，促使心臟患者和危重患者可以接連不斷的被查看，此外協(xié)助工作職員對(duì)患者心電狀態(tài)進(jìn)行深入研究與判定。二十世紀(jì)中后期，動(dòng)態(tài)心電圖（Holter）、床旁心電監(jiān)護(hù)儀開始出現(xiàn)，且在現(xiàn)實(shí)中被普遍使用。此外，采用遠(yuǎn)程通信科技、全息影像科技、新電子與電腦多媒體科技、互聯(lián)網(wǎng)科技的遠(yuǎn)程醫(yī)療（TeleMedicine）隨之出現(xiàn)和普及，心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)被全面應(yīng)用。二十世紀(jì)中期，基于電話傳送的心電監(jiān)護(hù)科技（TTM）在其他國家被大范圍使用，且得到較好的成就。TTM科技主要理論是把實(shí)時(shí)籌集的心電信號(hào)變成聲音，利用電話傳送給醫(yī)院，之后把聲音諧調(diào)成具體信號(hào)，使用心電圖機(jī)掃描記載，醫(yī)生利電話對(duì)病人進(jìn)行判定與診治。1943年，Claude Beek第一次在醫(yī)學(xué)中使用電除顫，且逐漸監(jiān)管與使用心電圖。 1952年Zoll第一次研發(fā)出心臟起搏術(shù)，利用對(duì)心臟功能還未全面復(fù)原的患者實(shí)施起搏、監(jiān)護(hù)，促使患者順利復(fù)原。1956年體外除顫儀出現(xiàn)，提升患者救治的成功率。1960年Kauwenhoven提出此類心臟按摩具有良好效果，心臟復(fù)蘇科技開始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測儀，可以持續(xù)不間斷的監(jiān)管患者的ECG情況，促使心臟患者和危重患者可以接連不斷的被查看，此外協(xié)助工作職員對(duì)患者心電狀態(tài)進(jìn)行深入研究與判定。二十世紀(jì)中后期，動(dòng)態(tài)心電圖（Holter）、床旁心電監(jiān)護(hù)儀開始出現(xiàn)，且在現(xiàn)實(shí)中被普遍使用。此外，采用遠(yuǎn)程通信科技、全息影像科技、新電子與電腦多媒體科技、互聯(lián)網(wǎng)科技的遠(yuǎn)程醫(yī)療（TeleMedicine）隨之出現(xiàn)和普及，心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)被全面應(yīng)用。二十世紀(jì)中期，基于電話傳送的心電監(jiān)護(hù)科技（TTM）在其他國家被大范圍使用，且得到較好的成就。TTM科技主要理論是把實(shí)時(shí)籌集的心電信號(hào)變成聲音，利用電話傳送給醫(yī)院，之后把聲音諧調(diào)成具體信號(hào)，使用心電圖機(jī)掃描記載，醫(yī)生利電話對(duì)病人進(jìn)行判定與診治。此系統(tǒng)能充分改善與延伸和目標(biāo)芯片EPM7128SLC84-15內(nèi)的其余生理數(shù)據(jù)，因此具備較好的現(xiàn)實(shí)意義。南華大學(xué)的顏擁軍等科研人員設(shè)計(jì)了一種基于基于人類手腕的信號(hào)特征人體的人體模型心臟率檢測器。儀器使用反射紅外傳感器獲取脈沖信號(hào)，uPSD3234 MCU為主控芯片，紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為A / D，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)低通濾波器。在波形和數(shù)字差分之后，選擇適合于脈沖的差分波形的模型用于濾波處理的適應(yīng)，并且執(zhí)行邁波波的檢測。使用中值算法來提取有效的脈沖時(shí)間間隔，從而獲得準(zhǔn)確的心率。目前，設(shè)計(jì)已成功應(yīng)用于健身跑步機(jī)產(chǎn)品，兼具新穎及實(shí)用性，具有良好的市場推廣價(jià)值。重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院李曉峰設(shè)計(jì)了一種以“電子皮膚”為基礎(chǔ)的便攜式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。這是一個(gè)非接觸式心電圖和呼吸信號(hào)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括兩部分：傳感器電路和讀取電路。首先，根據(jù)心電偶極子的等效模型，設(shè)計(jì)一種新型電極，將動(dòng)作電極，相關(guān)電極和質(zhì)量電極集成在一起，消除電極線。因此，提出了一種新的非接觸式心電圖測量方法，并設(shè)計(jì)了一種特殊的振蕩LC電路，分別采用變?nèi)荻O管線圈和電感作為心電傳感器和呼吸信號(hào)。傳感器電路具有儀器放大電路的特性。它對(duì)共模信號(hào)和差模信號(hào)有抑制作用。數(shù)字被放大。因此，“電子皮膚”技術(shù)用于將新電極和傳感器電路集成在一起，形成像皮膚一樣的薄膜，在大氣壓力下粘附在人體皮膚上，無需傳統(tǒng)固定。最后，使用HFSS軟件設(shè)計(jì)高值耦合線圈Q.檢測到的電生理信號(hào)通過諧振耦合線圈傳輸?shù)阶x取電路。讀取電路解調(diào)從相位檢測接收的調(diào)制信號(hào)，并通過以下濾波方法實(shí)現(xiàn)ECG和呼吸波信號(hào)的分離。手持接收機(jī)通過GPRS模塊將信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚砥脚_(tái)，通過相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)和呼吸信號(hào)的長期實(shí)時(shí)監(jiān)測。杭州電子科技大學(xué)的電子信息學(xué)院張亞軍等科研人員設(shè)計(jì)的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀是一種能快速處理實(shí)時(shí)處理和處理的心電檢測儀。 它以基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的MCU為核心，以大容量SD卡為存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，波形復(fù)制等。 心律失常分析和疾病報(bào)警功能。 該系統(tǒng)實(shí)時(shí)采用QRS波檢測算法，并結(jié)合文件系統(tǒng)以文本形式存儲(chǔ)心電數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的可讀性和可移植性。合工大自動(dòng)化學(xué)院為溫全設(shè)計(jì)了一種帶USB接口的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀。在本文中，我們研究了使用高性能嵌入式微處理器的便攜式動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀和心電圖的分析和處理。根據(jù)采集模塊，中央處理模塊采用高性能低功耗微處理器C 8051 F 320設(shè)計(jì)，對(duì)ECG信號(hào)進(jìn)行分析處理。同時(shí)，使用ECG波形顯示ECG。該設(shè)計(jì)適用于嵌入式系統(tǒng)，通過比較ECG波形的特征與一般的ECG分析處理算法。實(shí)時(shí)ECG處理算法被采用。采用通用USB接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。心電圖（ECG）是治療這些疾病的主要基礎(chǔ)。它具有可靠的診斷，簡單的方法和對(duì)病人的傷害。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，它變得越來越重要。常規(guī)心電圖（ECG）是由在仰臥位的ECG記錄心電圖活動(dòng)，它是唯一可能獲得關(guān)于心臟的狀態(tài)的少量信息。因此，即使心率異常，在有限時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)的可能性也非常低。因此，需要通過相應(yīng)的監(jiān)測裝置長時(shí)間監(jiān)測患者并記錄患者的ECG數(shù)據(jù)。對(duì)于心臟疾病，患者的突發(fā)特性，但它是不可能在醫(yī)院很長一段時(shí)間睡覺，你需要實(shí)時(shí)獲得醫(yī)務(wù)人員監(jiān)護(hù)。因此，開發(fā)便攜式心跳檢測器更為重要。1.3 研究意義過去，測量心率的措施很少。他們都必須去醫(yī)院看看他們的運(yùn)動(dòng)和工作強(qiáng)度是否超負(fù)荷，尤其是老年人或運(yùn)動(dòng)員，并且無法實(shí)時(shí)測量和預(yù)測。為了保持“預(yù)防”原則，每個(gè)人都必須使用醫(yī)療保健系統(tǒng)，這對(duì)于家庭醫(yī)療服務(wù)體系來說太過分了，以實(shí)現(xiàn)基本的醫(yī)療保健目標(biāo)，已經(jīng)成為一種趨勢。因此，醫(yī)療設(shè)備一個(gè)接一個(gè)地出來。心率監(jiān)測器是一種輕便，集成，視覺和其他測試儀的優(yōu)勢，適用于家庭和社區(qū)情況。心電圖診斷設(shè)備和心率表的應(yīng)用在心血管疾病的研究和診斷中發(fā)揮了重要作用。它們記錄的生物電信號(hào)是臨床診斷的重要依據(jù)。該心率表可用于心率的臨床監(jiān)測，并可提供用于測量手動(dòng)勞動(dòng)力，測量運(yùn)動(dòng)員和士兵訓(xùn)練強(qiáng)度的穩(wěn)健和固有的生理指標(biāo)。18第二章 信號(hào)提取與放大電路設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)2.1.1 心電信號(hào)的基本特征ECG信號(hào)是明顯較弱的體表電信號(hào)。 成人振幅大概是1mV，頻率在0.01250Hz領(lǐng)域內(nèi)，則是低頻低幅度，信號(hào)源內(nèi)阻高（其中電阻大概2支是600K）。 其會(huì)遭遇相關(guān)信號(hào)的影響。2.1.2 心電檢測中的主要干擾（1）共模信號(hào)影響（2）高頻噪聲影響（3）50Hz工頻影響由于心電信號(hào)原本的特點(diǎn)與出現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)影響，電路綜合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為：圖2.1 電路綜合結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前對(duì)前端電路指出的指標(biāo)內(nèi)容為：輸入阻抗/M 增益共模抑制比 /dB 頻帶/Hz >10 大概1000倍 60 0.05-100 2.2 單元電路設(shè)計(jì)2.2.1 前置放大電路設(shè)計(jì)電路圖詳情為：圖2.2 線路圖詳情此電路關(guān)鍵作用為：1. 通過R1、R2、R3構(gòu)成差分輸入，跨導(dǎo)表達(dá)，同相輸入可提升輸入阻抗，提升共模抑制比。2. 根據(jù)C1、C2、R6、R7構(gòu)成無源高通體系，其中具備隔直功能。3. 集成運(yùn)放OPA2335使用在共模與右腿驅(qū)動(dòng)，運(yùn)作在5V。4. 使用對(duì)應(yīng)的前置電路，明顯降低共模影響，此外使用上述兩類方式驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步限制工頻影響其他部分。5. 前置放大器的主要部分使用INA326,現(xiàn)實(shí)效果是放大五十倍，統(tǒng)計(jì)公式是（R8=1K，R88=25K）增加心電信號(hào)之后得到測試結(jié)論：圖2.3 測試結(jié)論圖2.2.2濾波電路使用一階無源高通與三階巴特沃思低通濾波器當(dāng)做主要的電路，具體情況參考下圖可知：圖2.4 濾波電路圖前者截至頻率是0.05Hz,后者則是100Hz，放大一倍。EWB仿真圖詳情為：圖2.5 仿真圖增加心電信號(hào)之后測試結(jié)論：圖2.6增加心電信號(hào)之后測試結(jié)論圖2.2.350Hz陷波電路使用雙網(wǎng)絡(luò)當(dāng)做弱化50Hz工頻影響的電路。詳細(xì)情況參考：圖2.7 陷波電路圖濾波器Q值高，那么其頻率選擇性最佳，然而也會(huì)造成濾波器功能不平穩(wěn)性與阻帶帶寬變大。 利用全面查看元件且調(diào)節(jié)R18電位計(jì)，就能修改50 Hz標(biāo)記深度，帶寬則是10 Hz（45 到55 Hz），設(shè)備平穩(wěn)此外符合ECG測試標(biāo)準(zhǔn)。EWB仿真圖詳情為：圖2.8 EWB仿真圖增加心電信號(hào)后測試結(jié)論：圖2.9 增加心電信號(hào)之后測試結(jié)論圖2.2.4后級(jí)放大電路此部分電路一般具備增益調(diào)節(jié)與提升直流電平的功能，促使輸出信號(hào)達(dá)到V，DC電平1 V（AD輸入采樣流程）。詳細(xì)情況可參考下圖內(nèi)容：電容增加可構(gòu)成一階無源濾波電路。由于前級(jí)放大效果是250倍，綜合效果1000倍。后者是4倍。增加心電信號(hào)之后測試結(jié)論：2.2.5 測試總結(jié)該電路具有50Hz陷波器的表現(xiàn)良好的部分，并且使用并聯(lián)和并聯(lián)電阻能力可以更好地對(duì)準(zhǔn)中心頻率和品質(zhì)因數(shù)。三階巴特沃斯濾波器用于引入超過100 Hz的干擾，但在主放大器中添加最后一個(gè)低通濾波器可提高整體效果，因此低通濾波器的部分較低不好 ，但干擾仍在增加。 它也是前端的無源濾波器。電容充電放電現(xiàn)象形成，容量變化和現(xiàn)象消除，但高頻率高。第3章 軟件設(shè)計(jì)3.1 總體設(shè)計(jì)3.1.1 MSP430單片機(jī)的功能特點(diǎn)本文選擇的心電監(jiān)護(hù)儀標(biāo)準(zhǔn)是低損耗、科技型,其超強(qiáng)的功能對(duì)單片機(jī)指出相對(duì)嚴(yán)苛的功能標(biāo)準(zhǔn)。1低損耗2運(yùn)作效率高3.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)框圖圖3.1 單片機(jī)系統(tǒng)框圖3.2 各模塊軟件設(shè)計(jì)3.2.1 鍵盤模塊設(shè)計(jì)要減少按鍵的數(shù)量，請(qǐng)使用六個(gè)導(dǎo)航鍵來控制所有功能模塊的使用。 在軟件中，查詢方法用于檢測密鑰的值，可以獲得消除震顫的功能。3.2.2 LCD顯示模組的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)使用液晶顯示器顯示操作菜單，ECG波形和分析結(jié)果。 320 * 240顯示器TOPWAY科技公司生產(chǎn)，顯示范圍為0.27毫米至76.785毫米* 57.585毫米。醫(yī)學(xué)中使用的心電圖記錄的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，即紙速為2.5厘米/秒，寬度為1厘米/毫伏。由于前端的AD采樣率為200 Hz，因此如果實(shí)時(shí)顯示每個(gè)采樣點(diǎn)，則紙張速度為200 * 0.24 mm / s，48 mm / s。這要求點(diǎn)心電圖顯示波形時(shí)顯示間隔。由于前端ECG放大率為1000，因此需要1 cm / V來顯示ECG波形。 AD轉(zhuǎn)換的精度為12位，對(duì)應(yīng)于該數(shù)據(jù)AD 1640，以便1厘米（42分），在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須乘以一個(gè)系數(shù)一千六百四十分之四十二= 0.0256。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式如下。Y = 140 - AD數(shù)據(jù)* 0.0256在界面流暢緩慢時(shí)顯示心電波形，采用24字顯示陣列，清除8點(diǎn)，顯示8點(diǎn)，顯示輸出3。3.2.3 同步日歷時(shí)鐘的設(shè)計(jì)為充分掌握心電圖不正常波形的精準(zhǔn)時(shí)期，系統(tǒng)使用此軟件來設(shè)計(jì)時(shí)鐘作用。 在重置的時(shí)候，設(shè)定密鑰最初時(shí)期。3.2.4 波形分析模組的設(shè)計(jì)由于QRS波是反映心室收縮期間心臟電行為的心電圖波形中最明顯的部分，所以根據(jù)QRS波時(shí)間與形狀可知目前心臟情況的有關(guān)內(nèi)容。從上述角度上進(jìn)行分析，此類檢測是全部ECG信號(hào)自主研究的重要條件。根據(jù)上述情況，此檢測是心電圖研究的關(guān)鍵基礎(chǔ)。上述檢測能把ECG數(shù)據(jù)劃分成不同節(jié)拍，測試參數(shù)且對(duì)波形開展劃分。其次，此類檢測可以顯著作用于RR間期與心率的統(tǒng)計(jì)，此外也作用于有關(guān)事件的研究。因此可知，此方式的精準(zhǔn)性對(duì)于后續(xù)研究心電圖十分關(guān)鍵。一般人的R波的高度不會(huì)出現(xiàn)明顯改變，大概是0.7 mv到1.3 mv。因此，檢測QRS波的最簡單方法是閾值法，這意味著如果閾值大于閾值，則R波是窗口中的最大點(diǎn)。然而，不同的人具有不同的閾值并且易受基線漂移的影響，這在檢測過程中被轉(zhuǎn)化為閾值的向上和向下波動(dòng)。另外，QRS波形的高T波也使得難以檢測到R波。我們?cè)O(shè)置了960字節(jié)的分析數(shù)組來存儲(chǔ)8位AD數(shù)據(jù)。下面這個(gè)過程用于檢測R和QRS波：1.研究點(diǎn)比前一點(diǎn)大，差值超過0.2 mv。測試順利進(jìn)行。2.測試后續(xù)研究數(shù)據(jù)的最高數(shù)據(jù)且記載具體坐標(biāo)。3.在測試到較大點(diǎn)且接連放下五次以后，R波檢測結(jié)束，且把最大坐標(biāo)劃分給R波測試緩存。4.在測試R波以后，設(shè)定250ms的不能去除T波的影響。5測試波Q與波S.波R10點(diǎn)的最小點(diǎn)是波Q，最低點(diǎn)則是10點(diǎn)的波S.記載其具體坐標(biāo)。以上測試標(biāo)準(zhǔn)需要全部符合。假如條件并未達(dá)到，測試必須暫停。上述要求是下述要求的充分要求。檢測R，Q和S波后，過濾緩存中的兩點(diǎn)，計(jì)算R R，BPM范圍，R波寬度，QRS寬度并將它們顯示在LCD屏幕上。圖3.2 波形分析模塊流程圖3.2.5 異常波形存儲(chǔ)與回放模塊設(shè)計(jì)因?yàn)樽陨砉ぷ鳝h(huán)境的約束，之前的心電圖儀無法達(dá)到此類病人的接連監(jiān)測。 便攜式儀器的現(xiàn)實(shí)作用就是能夠全天監(jiān)管信號(hào)。 根據(jù)高效的心電圖研究工具，存儲(chǔ)與再現(xiàn)不正確信號(hào)需要較大的存儲(chǔ)器。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)境的約束，當(dāng)前挑選AT 24 LC 256。當(dāng)執(zhí)行記憶功能時(shí)，按鍵設(shè)定會(huì)自動(dòng)保存異常波形。一旦找到異常波形，就會(huì)保存并分析矩陣?；?00Hz的采樣率，可以節(jié)省160S的ECS波形。播放波形時(shí)，將讀取320個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。分析點(diǎn)每5毫秒顯示一次。第4章 系統(tǒng)測試系統(tǒng)在具體運(yùn)作時(shí)期位于最佳狀態(tài)。 心電圖波形能夠全面展現(xiàn)，此類信號(hào)可被精準(zhǔn)研究，不正常信息也能記載與重現(xiàn)。 測試結(jié)果表明，電子心率監(jiān)測系統(tǒng)的基本功能滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)論這次的項(xiàng)目完成之前有很多困難。前端ECG信號(hào)提取的成功或失敗是整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。弱電源心電圖具有受小電壓，小電流，大內(nèi)阻，噪聲干擾的特點(diǎn)。為了處置上述信號(hào)，前端硬件設(shè)計(jì)要求較為嚴(yán)苛。該項(xiàng)目成功解決了信號(hào)提取設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高通高通濾波，50赫茲標(biāo)記和其他模塊預(yù)設(shè)效果。單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用導(dǎo)航鍵的總體功能，此外管控實(shí)時(shí)波形與ECG參數(shù)LCD顯示器，設(shè)備自動(dòng)存放不正常波形，然而，在監(jiān)視器電源線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)一定的問題和不足，例如警告，與主機(jī)的通信，實(shí)時(shí)波形的打印等。由于時(shí)間短，功率有限且無法實(shí)現(xiàn)。我將在下一個(gè)研究中繼續(xù)研究這個(gè)主題。參考文獻(xiàn)1秦永文，徐曉璐新編心電圖診斷學(xué)上海：科學(xué)技術(shù)出版社，201545-1232宗偉，邵軍，鄭崇勛心電監(jiān)護(hù)的技術(shù)發(fā)展及展望上海生物醫(yī)學(xué)工程，201718(2)：5l-534AnalogDeviceIncINA326-LowCostLowPowerInstrumentationAmplifier20133黃忐偉，林人全心電信號(hào)的檢測技術(shù)與臨床應(yīng)用中國測試技術(shù)，20153：23-265王保華生物醫(yī)學(xué)測量與儀器上海：復(fù)口大學(xué)出版社，201324-796王金風(fēng)，王戈心電圖的識(shí)別與病人的護(hù)理國外醫(yī)學(xué)：護(hù)理學(xué)分冊(cè)，201520(1)：2107黃振遠(yuǎn)程心電檢測技術(shù)研究：碩士學(xué)位論文哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，20168盧喜烈12導(dǎo)聯(lián)心電圖同步診斷學(xué)北京：人民軍醫(yī)出版社，201431-509AnnaEspositoAnadaptiveLearningalgorithmforECGnoiseandbaselinedriftremovalNeuralnets，201337(3)：139-14710蔡建新生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)北京：北京大學(xué)出版社，201724-6311何偉，陳良遲，徐曉紅心電信號(hào)及頻率成分和有效帶寬的研究生物醫(yī)學(xué)雜志，201613(4)：36-4012余學(xué)飛醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)南京：華南理工大學(xué)出版社，201512-5813洪建心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2015(6)：25-2914TGDenisAMicro-processorDry-ElectrodeECGPreamplifierIEEETramonBiologyandMedicalEngineering，201547(2)：155-162