《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)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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)（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、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(kāi)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(cè)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(jiǎn)單。這個(gè)監(jiān)視器可以在長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，體積小，功耗低，易于攜帶，使用便

2、捷。 關(guān)鍵詞：MSP430 低功耗 液晶顯示 實(shí)時(shí)分析 EPROM II 目 錄 摘 要 I 第一章 前言 1 1.1心電監(jiān)護(hù)儀概述 1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.3 研究的意義 4 第二章 信號(hào)提取與放大電路設(shè)計(jì) 6 2.1 總體設(shè)計(jì) 6 2.1.1 心電信號(hào)的基本特征 6 2.1.2 心電檢測(cè)中的主要干擾 6 2.2 單元電路設(shè)計(jì) 6 2.2.1 前置放大電路設(shè)計(jì) 6 2.2.2 濾波電路 8 2.2.3 50Hz陷波電路 9 2.2.4 后級(jí)放大電路 10 2.2.5 測(cè)試總結(jié) 11 第3章 軟

3、件設(shè)計(jì) 13 3.1 總體設(shè)計(jì) 13 3.1.1 MSP430單片機(jī)的功能特點(diǎn) 13 3.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)框圖 13 3.2 各模塊軟件設(shè)計(jì) 13 3.2.1 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 13 3.2.2 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) 13 3.2.3 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘設(shè)計(jì) 14 3.2.4 波形分析模塊設(shè)計(jì) 14 3.2.5 異常波形存儲(chǔ)與回放模塊設(shè)計(jì) 15 第4章 系統(tǒng)測(cè)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(cè)，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

4、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(cè)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(lái)說(shuō)，心電監(jiān)護(hù)儀更適合稱為心電監(jiān)測(cè)儀。然而，由于傳統(tǒng)的方法和未來(lái)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(cè)。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(jiàn)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(cè)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

5、問(wèn)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(cè)對(duì)于CCU的具有里程碑式的意義。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 大量患者的醫(yī)療保健條件正在通過(guò)科技設(shè)備的革新進(jìn)而改進(jìn)?，F(xiàn)在提出的無(wú)線電鐘表也能記錄用戶的心率。在未來(lái)，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(lái)了新的挑戰(zhàn)。即使項(xiàng)目無(wú)非是相互對(duì)立的功能的選擇且受到具體職

6、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(chǎng)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(guó)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(cè)科技開(kāi)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(kāi)展

7、實(shí)驗(yàn)，測(cè)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Ｊ曛驝laudeBeek第一次在手術(shù)室內(nèi)開(kāi)展電除顫，進(jìn)行ECG的監(jiān)管與臨床測(cè)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(kāi)始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測(cè)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（

8、Holter）、床旁心電監(jiān)護(hù)儀開(kāi)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(guó)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(guó)外專家Einthoven利用一千五百米的電纜線，記載全球

9、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(cè)科技開(kāi)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(kāi)展電除顫，進(jìn)行ECG的監(jiān)管與臨床測(cè)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(kāi)始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測(cè)儀，可以持續(xù)不間斷的監(jiān)管患者的ECG情況，促使心

10、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(kāi)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(guó)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，

11、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(kāi)始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測(cè)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(kāi)始

12、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(guó)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)，

13、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(kāi)始被關(guān)注。1960年研究的床邊ECG監(jiān)測(cè)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(kāi)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（

14、TTM）在其他國(guó)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(cè)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

15、波波的檢測(cè)。使用中值算法來(lái)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(chǎng)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(cè)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

16、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(wú)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(cè)到的電生理信號(hào)通過(guò)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(cè)接收的調(diào)制信號(hào)，并通過(guò)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(guò)GPRS模塊將信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚砥脚_(tái)，通過(guò)相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)和呼吸信號(hào)的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 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(cè)儀。 它以基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的MCU為核

17、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(cè)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(guò)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

18、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(jiǎn)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(lái)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(guò)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)裝置長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)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(zhǎng)一段時(shí)間睡覺(jué)，你需要實(shí)時(shí)獲得醫(yī)務(wù)人員監(jiān)護(hù)。因此，開(kāi)發(fā)便攜式心跳檢測(cè)器更為重要。 1.3 研究意義 過(guò)去，測(cè)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)

19、荷，尤其是老年人或運(yùn)動(dòng)員，并且無(wú)法實(shí)時(shí)測(cè)量和預(yù)測(cè)。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(lái)說(shuō)太過(guò)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(shì)。因此，醫(yī)療設(shè)備一個(gè)接一個(gè)地出來(lái)。心率監(jiān)測(cè)器是一種輕便，集成，視覺(jué)和其他測(cè)試儀的優(yōu)勢(shì)，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(cè)，并可提供用于測(cè)量手動(dòng)勞動(dòng)力，測(cè)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)

20、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0.01?250Hz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(cè)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/MΩ 增益 共模抑制比 /dB 頻帶/Hz >10 大概1000倍 ≥60 0.05--100

21、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(guò)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(wú)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(cè)

22、試結(jié)論： 圖2.3 測(cè)試結(jié)論圖 2.2.2．濾波電路 使用一階無(wú)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(cè)試結(jié)論： 圖2.6增加心電信號(hào)之后測(cè)試結(jié)論圖 2.2.3．50Hz陷波電路 使用雙Ｔ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)R1

23、8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(cè)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(cè)試結(jié)論： 圖2.9 增加心電信號(hào)之后測(cè)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(wú)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(cè)試結(jié)論： 2.2.5 測(cè)試總結(jié) 該電路具有50Hz陷波器的

24、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(guò)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(wú)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

25、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(lái)控制所有功能模塊的使用。 在軟件中，查詢方法用于檢測(cè)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

26、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(lái)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(lái)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

27、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(cè)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(cè)是心電圖研究的關(guān)鍵基礎(chǔ)。上述檢測(cè)能把ECG數(shù)據(jù)劃分成不同節(jié)拍，測(cè)試參數(shù)且對(duì)波形開(kāi)展劃分。其次，此類檢測(cè)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(cè)QRS波的最簡(jiǎn)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

28、且易受基線漂移的影響，這在檢測(cè)過(guò)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(cè)到R波。 我們?cè)O(shè)置了960字節(jié)的分析數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)8位AD數(shù)據(jù)。 下面這個(gè)過(guò)程用于檢測(cè)R和QRS波： 1.研究點(diǎn)比前一點(diǎn)大，差值超過(guò)0.2 mv。測(cè)試順利進(jìn)行。 2.測(cè)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(cè)試到較大點(diǎn)且接連放下五次以后，R波檢測(cè)結(jié)束，且把最大坐標(biāo)劃分給R波測(cè)試緩存。 4.在測(cè)試R波以后，設(shè)定250ms的不能去除T波的影響。 5．測(cè)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)需要全部符合。假如條件并未達(dá)到

29、，測(cè)試必須暫停。上述要求是下述要求的充分要求。 檢測(cè)R，Q和S波后，過(guò)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(wú)法達(dá)到此類病人的接連監(jiān)測(cè)。 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1

30、60S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(cè)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(cè)試結(jié)果表明，電子心率監(jiān)測(cè)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，

31、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(wèn)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(wú)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，2015．45-123 [2]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，2017．18(2)：5l-53 [4]AnalogDeviceInc．INA326-LowCostLowPowerInstrumentationAmplifier．2013 [3]黃忐偉

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