心电监护仪的设计与制作
急救心电监护仪的设计ppt课件
平 提
电电电电路升
威尔逊网络
路
路
路
路
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微处理器的选择
本研究的微处理器采用AT89C51芯片，其引脚结构图如下
7
系统硬件各模块设计-跟随及保护电路
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系统硬件各模块设计-前置放大电路
9Hale Waihona Puke 系统硬件各模块设计-高通滤波器
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系统硬件各模块设计-二阶低通滤波器
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系统硬件各模块设计-二级放大电路
急救心电监护仪能准确、动态、高效的反 映 人急救心电监护仪们的心电起伏状况。
急救心电监护仪的医学应用价值很高，其研 制和应用具有重要的研究价值和现实意义。 在国内外，越来越多的研究者投入到家用医 学心电仪的研发中。
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20
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主要研究内容
系统总体设计主要包括系统硬件部分和 系统软件部分。
系统硬件部分主要包括采集电路，控制 存储及接口电路，电源电路。
系统软件部分设计包括QRS波检测、 ECG滤波以及系统控制等。
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硬件系统的整体结构
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采集电路示意图
缓冲检测电路
前
高
低
二
置通通级陷电
右腿驱动电路
放 大
滤 波
滤 波
放 大
波 电
课题作为便携式心电检测系统的前期研究，设计了便携式心 电检测模块的硬件和软件。实现了心电信号数据采集、QRS 波检测及心率计算等功能，达到了预期的目标，为下一步研 究做了充分的准备。
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国内、国外的研究现状
国外发展状况
技术比较成熟 仪器比较先进 应用范围比较广
国内发展状况
处于一个较快的发展阶段 正在逐步完成产业的结构 越来越得到大家的重视
实时心电图仪的制作方法
实时心电图仪的制作方法实时心电图仪（EKG/ECG）是用于心电图检测和记录的设备。
它通过测量和记录心脏的电活动来评估心脏的健康状态。
以下是一种简单的实时心电图仪的制作方法。
材料：1. Arduino开发板2. AD8232心电图模块3. 电阻4. 导线5. 9V电池或电源步骤：1. 连接AD8232模块：将Arduino的5V引脚连接到AD8232模块的VCC引脚，将Arduino的GND引脚连接到AD8232模块的GND引脚。
2. 将AD8232模块的OUTPUT引脚连接到Arduino的A0引脚。
3. 连接电阻：将一个电阻插入到AD8232模块的RLD引脚，然后将RLD引脚连接到Arduino的A1引脚。
4. 连接9V电池或电源：将9V电池的正极连接到AD8232模块的VCC引脚，将负极连接到GND引脚。
5. 编写Arduino代码：使用Arduino IDE编写代码，读取A0引脚的模拟输入，并将其发送到计算机的串口。
以下是一个简单的Arduino代码示例：```c++#define ECG_PIN A0#define RLD_PIN A1void setup() {// 初始化串口Serial.begin(9600);}void loop() {int ecgValue = analogRead(ECG_PIN); // 读取心电信号int rldValue = analogRead(RLD_PIN); // 读取电阻信号// 发送心电信号和电阻信号到串口Serial.print("ECG: ");Serial.print(ecgValue);Serial.print(", RLD: ");Serial.println(rldValue);delay(10); // 延迟10毫秒}```6. 上传代码并测试：将Arduino开发板连接到计算机，上传代码。
心电监护仪的实验报告
心电监护仪的实验报告心电监护仪的实验报告引言：心电监护仪是一种用于记录和监测人体心电活动的仪器设备。
它通过电极与患者的身体接触，能够实时地采集心脏电信号，并将其转化为可视化的波形图。
心电监护仪在医疗领域中具有重要的作用，可以帮助医生对心脏疾病进行诊断和治疗。
本实验旨在探究心电监护仪的工作原理和应用。
一、实验目的本实验旨在了解心电监护仪的工作原理和使用方法，以及其在临床实践中的应用。
通过实际操作和数据分析，进一步掌握心电监护仪的使用技巧。
二、实验仪器和材料1. 心电监护仪2. 心电导联电极3. 计算机三、实验步骤1. 准备工作在进行实验前，需要确保心电监护仪和电极的正常工作状态。
将电极与心电监护仪连接，并确认连接稳固。
2. 实验操作（1）将电极粘贴在被试者的胸部，确保电极与皮肤充分接触。
（2）打开心电监护仪，并调整合适的采样速率和增益。
（3）开始记录心电信号，观察波形图的变化。
（4）根据实验需要，可以进行不同的操作，如调整采样速率、改变导联方式等。
3. 数据分析将采集到的心电信号导入计算机，利用心电监护仪软件对数据进行分析和处理。
可以通过计算心率、测量心电波形的特征等方式，对心电信号进行进一步的研究。
四、实验结果与讨论通过实验操作和数据分析，我们可以得到如下结果：1. 心电信号的特征心电信号是由心脏肌肉的电活动所产生的，它具有一定的特征。
通过观察心电波形图，我们可以看到P波、QRS波群和T波等特征波形。
这些波形的形态和幅度变化可以反映心脏的功能状态。
2. 心率的测量心电监护仪可以准确地测量心率。
通过分析心电信号的周期性变化，可以计算出心率的数值。
心率的变化可以反映心脏的活动情况，对于临床诊断和治疗非常重要。
3. 心电监护仪的应用心电监护仪在临床实践中具有广泛的应用。
它可以帮助医生诊断心脏疾病，如心律失常、心肌梗死等。
同时，心电监护仪也可以用于监测心脏手术患者的术后恢复情况，及时发现并处理心脏问题。
14-2简易心电图仪设计和实现
图 7 浮动负 负载原理图 路中，A1，A2 2、A3 及其周 周边电阻构成 成三运放仪用放大器；A4、 、A5 的作用是将 上图电路 共模 模信号从两个 个 R0 的中点 D 取出， 经倒 倒相放大后加至电源线的中 中线端 （O 点 点） ,如上图所 所示。 使其 其电桥正负电 电源的中线于 于 1.5m 长的传 传输线外表电 电线相连并浮 浮地。这样做 做的目的是要 要进一 步提 提高前级共模 模抑制能力。其原理如下 ： 当某个时刻 刻，在 P1 点、P2 点的感应 应有共模信号 号，并设此时 时的共模输入 入信号为正值 值，经 过A A1、A2 放大后 后，在 B1、B2 点会产生较 较大同极性的 的共模信号，于是在 D 点 点可取出正极 极性的 共模 模信号，经过 过 A4 倒相，A5 跟随，在正 正负电源的中 中点 O 便得到 到负极性的共 共模信号，这 这样一 来，使 P1、P2 点的共模信号 点 号下降，最后 后使前级输出的共模信号下 下降，反之亦 亦然(正负电源的 中点 点 O 为浮动负 负载的参考点 点，按导联 I、 、II 方法连接 接的参考点，根据要求，则为 RL)。上述 分析 析表明，对共 共模信号而言，前级又引入 入了一个反馈 馈深度很大的 的负反馈，使 使前级输出的共模 信号 号大大下降，起到进一步抑制共模信号 号的作用，这 这可以使共模 模抑制比 KCMRR 在原来的基 基础上 提高 高 1-2 个数量 量级。 而对差模 模信号的放大 大倍数没有任 任何影响。 根据浮动负载 根 载的降噪原理 理及导 联 I、II 的接法 法要求，本实 实验中的降噪 电路如下：
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格、长度均一样 样，甚至人体卧床的姿势也 也要对称，如 如果不对称，比如，左手 手和右手垂直 直，则 两路 路感应的干扰 扰信号的幅度 度和相位就存在 在显著差异。 要 要保证干扰信 信号在放大器 器对称点处（A A 与 A’、B 与 B’）不形 形成差信号，在使用三运 运放仪 用放 放大器的时候 候，因尽量使使 使用的运放参 参数相同，并 并仔细匹配相 相关电阻；使 使用单片仪用放大 器时 时，应该选择 择 A1A，A2A 的内 内部参数和外 外接电阻完全 全对称。内部 部电路的对称 称已经由集成 成芯片 获得 得了保证，外 外部对称则是 是靠结构、工序 序给以保证。 3. .2.3 提高放 放大器的共模 模抑制比 KCMR MR 120dB 选 选择高共模抑 抑制比集成仪 仪用放大器 IN NA2128， 它的 KCMR》 B； 如果心电取 取最小值 20 V ， 50HZ Z 市电的共模 模信号为 5V，则信噪比为 为 5000 10 0 / 20 2.5 10 108( (dB) ，这 已经
心电监护仪设计
心电监护仪的设计实验QYK 电子信息工程温州医科大学一、系统功能要求1、设计一个标准导联的心电信号采集、处理和显示系统。
2、能记忆当前时刻前若干秒的数据，由设计者确定参数。
3、数据回放和打印功能。
4、软件数字滤波，计算瞬时心率，并在LCD12864液晶显示器上显示出来。
5、报警参数设计，通过软件实现当心率输入大于某个固定值时，报警装置工作。
二、总体论证（1）总体方案确定心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，幅值范围0.5-5mV，带宽0.05-100Hz，因此极易受环境影响。
在采集的心电信号中，常常掺杂着各种干扰，这些来源于心脏以外的干扰信号会使心电信号在周期和形态上发生畸变，噪声严重时可完全淹没心电信号。
为了正确进行测量、波形识别和病征诊断，就必须抑制这些干扰。
而抑制干扰的主要方法是通过各种滤波器进行滤波。
考虑到心电信号的幅值很低，不能使AD芯片正常采样，因此就必须放大体表的心电信号。
最后将经过滤波、放大、AD转换后的信号输入到单片机中进行处理，得到并显示人体的生理参数。
1.采样方法选择一般临床上使用的心电采集分为胸导联和肢体导联，其中又以肢体导联最为普遍。
肢体导联分为标准导联Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF。
标准导联为双极肢体导联，反映其中两肢体之间电位差变化。
而加压单极肢体导联属单极导联，基本上代表检测部位电位变化。
本系统将选取标准导联的三种导联作为心电监护仪的采样方式。
2.系统组成本系统主要由模拟部分和数字部分组成。
在模拟部分中考虑到心电信号的微弱和易受干扰等特点，在设计系统组成时便不得不考虑到对信号的优化和处理，所以在信号采集和处理是本部分的重要环节。
首先，由于心电信号只有0.5-5mV，远远低于AD采用的幅值范围。
因此需将采集的信号进行放大，为了减少噪声且增加共模抑制比，此单元采用常见的分级放大。
同时因为电极是直接与皮肤接触的，基于安全考虑，将在前级放大和后级放大之间用光耦器件进行隔离，保证了测量者的人身安全。
心电图仪设计与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 心电图仪的设计与制作初始条件：1．直流稳压电源 1台 2．双踪示波器 1台3．万用表 1只 4.电阻若干5.电容若干6.集成运放若干7.万用板 1块 8.电源线 4根9.20mm*20mm 薄铜皮 3块要求完成的主要任务:制作一路心电信号放大器，技术指标如下：a．电压放大倍数：1000，误差：±5％；b．－3dB低频截止频率：0.05Hz（可不测试，由电路设计予以保证）；c．－3dB高频截止频率：30Hz，误差：±5Hz；d．频带内响应波动：在±3dB之内；e．共模抑制比：≥ 60dB（含1.5m长的屏蔽导联线，共模输入电压范围：±7.5V）；f．差模输入电阻：≥5MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）；系统能显示心率；能在示波器屏幕上较清晰地显示心电波形。
心电波形大致如下图所示：发挥部分：能在计算机上显示相应波形！时间安排：第14周理论讲解，时间:周一5.6节课。
地点：鉴四605.第14—20周理论设计，实验室安装调试，地点：鉴主13楼通信工程综合实验室，鉴主15楼通信工程实验室1。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstact (3)一.原理电路及方案论证 (4)1方案论证 (4)1.1心电信号放大器设计 (4)1.2有源滤波器设计 (8)1.3低噪声稳压电源设计 (9)二．单元电路原理及设计 (10)2.1前置放大电路设计 (10)(1)前置主放大器设计及参数计算 (10)(2)抗干扰措施 (11)2.2有源高通滤波电路设计 (12)2.3贝塞尔滤波电路设计 (13)2.4陷波问题 (14)2.5稳压电源设计 (14)三．心电图仪总方案及原理图 (15)3.1导联电极说明： (15)3.2设计心电图仪的主要依据如下： (16)3.3心电图仪总方案说明 (16)四．测试与分析 (18)4.1测试仪器 (18)4.2测试数据 (18)4.3误差来源与分析 (19)五．电路仿真 (20)六．体会与建议 (22)七.参考文献 (23)八．仪器仪表明细清单 (24)摘要本系统利用高精度通用运算放大器INA128对输入的心电信号进行放大，再进行高通滤波,滤去高频生物电，同时采用右脚屏蔽驱动电路，消除50Hz生物电和机器信号的影响，最后在数字示波器上得到清晰的心电波形。
心电监护仪设计实验报告
心电监护仪的设计实验报告一、设计任务与要求1、设计一个标准导联的心电信号采集、处理和显示系统。
2、能记忆当前时刻前若干秒的数据，由设计者确定参数。
3、数据回放功能。
4、软件数字滤波，计算瞬时心率，并在LED 数码管上显示出来。
5、报警参数设计，通过软件实现当心率输入大于某个固定值时，报警装置工作。
二、总体方案论证采集到的心电信号有如下特点：信号弱、信噪比低、信号源阻抗大、电磁干扰大、信号频率低等特点，然后经过放大滤波电路，放大滤波电路由前置放大电路、后级放大电路、滤波及功率放大电路组成，此时得到的是放大的模拟信号，需要转换成数字信号，因此要再经过A/D 转换，得到数字信号，再经单片机系统处理，最终在LED 液晶屏上显示。
总体方案设计流程如图所示三、硬件电路设计（1）前置放大电路前置放大电路是心电信号采集的关键环节，由于人体心电信号十分微弱，噪声强且信号源阻抗较大，加之电极引入的极化电压差值较大，因此，通常要求前置放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、非线性度小、合适的频带和动态范围等性能。
为达到心电放大器的上述技术要求，本设计选用了AD公司的仪表放大器AD620作为前置放大器的核心器件，并且采用了差动输入的方式。
同时考虑到心电信号中混杂着比其幅度大得多的直流信号，太大的前置放大器增益会影响电路的直流稳定性，为了保证前置放大器不工作在截止区或饱和区，因此设计的第一级放大倍数为10倍，如下图所示（2））右腿驱动电路抗干扰电路的共模抑制比主要由心电前置放大器决定，而AD620的140dB（G＝10）的共模抑制比符合我们的设计要求。
为了进一步提高前置放大器的共模抑制比同时抑制50HZ工频干扰，设计了由ＴＬ０８４以及Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５和Ｃ１构成激励系统电路。
人体的共模电压被两个阻值相等的电阻Ｒ２、Ｒ３检测出，经过ＴＬ０８４将其倒相、放大并反馈到人体上。
这是个负反馈，其使共模电压降低。
人体的位移电流不流到地，而是流到运放输出电路。
9种不同类型心电监护仪的设计方案,包括便携式、远
9种不同类型心电监护仪的设计方案，包括便携式、远
随着人们生活节奏加快，人口逐渐老龄化，心脏疾病成为危害人类健康和生命的主要疾病之一。
心电监护系统为心脏病人诊断和治疗提供了一个有效的手段，对心脏疾病的防治和诊断具有重大的意义，本文为大家介绍几种心电监护仪的设计方案，包括便携式，低功耗，远程监控等类型。
基于Android 的低功耗移动心电监控系统的设计方案
本文通过研究人体心电信号的各项主要特征和实际监测应用需求，设计开发了一套无线传感心电信息监测系统，该系统通过嵌入内衣穿戴的智能电极对心电信号进行采集处理，并通过目前已成为移动设备标配的蓝牙无线数据网络将心电数据发送至Android 智能监控终端进行接收数据的存储、管理和分析。
基于Linux 和MiniGUI 的心电监护仪设计
本介绍一种基于Linux 和MiniGUI 的心电监护系统，能够满足患者随时随地对心电进行方便快捷的监测，及时地发现异常情况并采取有效的措施，从而更好地保护人们的身体健康。
基于TMS320LF2407A DSP 的心电监护系统分析
本文设计了一种以TMS320LF2407A DSP 为信号处理器的心电监护系统，该系统把心电信号的采集、分析和显示集成于一体,而且系统体积小、成本低、便于携带、实用性强。
基于S3C2410 设计三导联远程心电监护
本方案是基于S3C2410 设计三导联远程心电监护系统，可以对心脏病患者进行实时监护。
具有无线传输功能，因而患者可以不受时间和空间的限制使用本系统。
系统的24 小时无间断心电图记录功能，足以捕捉突发性的异常心电数据，为医护人员提供有力的诊断依据。
心电监护仪设计报告
心电监护仪设计报告===========================设计背景心电监护仪是一种用于监测和记录患者心电信号的医疗设备。
它是心电图检查的重要工具，可用于诊断心脏疾病和监测心脏病患者的病情。
现代心电监护仪已经发展到可以实时监测、记录和传输心电信号的程度。
本设计报告旨在介绍一个基于嵌入式系统的心电监护仪的设计。
系统设计整个心电监护仪系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括嵌入式系统、心电传感器和显示器。
软件部分包括心电信号采集、处理和显示。
硬件设计嵌入式系统选用ARM处理器作为控制核心，具有较高的计算能力和稳定性。
为了减小体积，可以采用封装度高的SOP或BGA封装。
同时，系统需要具备与心电传感器和显示器连接的接口，以便进行数据的采集和显示。
心电传感器是监测心电信号的关键部件。
它通常由多个电极组成，贴在患者胸部，能够感知心脏的电流变化。
传感器将信号转化为模拟电压信号，再由嵌入式系统进行采集和处理。
显示器是心电监护仪的输出设备，可以实时显示心电波形图和相关参数。
显示器可以采用TFT液晶屏，以便显示高分辨率的波形图和文字信息。
软件设计心电信号采集是通过心电传感器获取心电信号的过程。
传感器不断地读取心电信号，并将其转化为模拟电压信号。
嵌入式系统通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，进行采集和处理。
心电信号处理是对采集到的数字信号进行滤波、降噪和放大等处理。
其中，滤波是去除干扰信号的关键步骤，可采用数字滤波算法进行实现，以保证采集到的波形图的准确度和清晰度。
降噪是为了减小信号的杂波干扰，使得波形图更加平滑。
放大是为了增强信号的幅度，便于显示和分析。
心电信号显示是将处理后的信号以波形图的形式在显示器上进行显示。
波形图可以实时更新，以便医生和护士能够准确地分析和判断患者的心脏状况。
同时，显示器上还可以显示心率和其他相关参数，方便医生进行诊断。
总结-本设计报告介绍了一个基于嵌入式系统的心电监护仪的设计。
心脏监护仪设计
心脏监护系统设计
——The Design of Cardiac Monitor
2004年10月22日
一：开 题
在医院或者大型诊所，心电图机可以为患者提 供心电描述和心脏的病情诊断。较完整的心电描迹
和自我判断功能为心电图机在医疗行业获得了很好 的应用。
可是，更多的患者需要更为轻巧、成本更为低廉
图1：前置放大器
参 数 特 点： 1、增益 25.4
2、共模抑制比86dB
B、高通滤波和一级放大环节
设计特点： 1、高通截止频： 0.5Hz
2、一级放大增益： 7.2
3、高通滤波时采取两级RC无源滤波网络级联的目的在于使 得 高通滤波更可靠和彻底
C、低通滤波和二级放大环节
心电信号频谱比较宽，从直流到250Hz都有可能存在频谱。但 是，常人正常情况下的P波、QRS波、T波等的频率却在100Hz以 下，因此，为了滤得较为干净的心电信号同时排除噪声，低通滤 波的截止频率定在100Hz。 有源滤波器较之RC滤波网络而言， 衰减速率较快，因此采取了有源滤波的方式。放大器增益7.2。
的小型心脏监护仪（Cardiac Monitor），期望它 能够随时检测患者的心率，并给出一定的警示功能。 而这些是大型心电图机所不能满足的。基于上述的 优点，小型心脏监护仪可以在家庭、野外、出差时 随时监测患者的心率变化情况。
期待中的心脏监护仪应该具备以下的功能和优点：
一：较为准确的心率监测和显示系统 二：能够实时判断患者的心率正常与否 三：体积小，重量轻，能够随身携带 四：成本不能太高
51系列CPU 警告装置
ADC0809转换器分辨率8位，典型转换时间100us，单一+5V供电， 输入范围0～5V。将模拟通道的电压输入转换为数字输入后，通 过EOC信号通知CPU并请求中断。
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目录1 引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (1)1.3 研究现状 (2)2 心电监护仪的医学基础 (5)2.1 人体心电信号的产生机理 (5)2.2 体表心电图及心电信号的特征分析 (5)2.2.1 心脏电传导过程分析 (5)2.2.2 心电信号时域特征分析 (5)2.3 心电电极和导联体系分析 (7)2.3.1 电极选择 (7)2.3.2 心电信号导联体系分析 (7)2.4 心电的信号特点 (9)2.5 信号采集电路的设计要求 (9)3 心电监护仪的方案及硬件电路设计 (11)3.1 设计要求 (11)3.2 设计方案 (11)3.3 硬件电路设计 (11)3.3.1 前置放大电路 (11)3.3.2 高通滤波电路 (13)3.3.3 后级放大电路 (13)3.3.4 低通滤波电路 (15)3.3.5 50Hz陷波电路 (16)3.3.6 电流放大电路 (16)3.3.7 单片机供电电路 (17)3.3.8 信号偏置电路 (17)3.3.9 单片机外围电路 (18)4 单片机程序设计 (23)4.1 单片机开发软件及编程语言简介 (23)4.2 主程序设计 (23)4.3 中断服务程序 (25)5 上位机程序 (27)5.1 控件添加方式 (27)5.2 MSComm 控件使用说明 (29)5.3 主程序设计 (31)6 调试过程及结果 (33)6.1 调试所需的仪器设备 (33)6.2 调试过程与内容 (33)6.2.1 断电调试 (33)6.2.2 上电调试 (33)6.3 调试结果 (34)6.4 结果分析 (35)7 结论 (36)8 展望 (37)附录A 总电路图 (38)附录B PCB版图 (39)附录C 单片机程序代码 (40)附录D 上位机程序代码 (44)参考文献 (46)致谢 (47)1 引言1.1 研究背景心脏是人体血液循环的动力泵，心脏搏动是生命存在的重要标志，心脏搏动的节律也是人体生理状态的重要标志之一。
心脏的基本活动包括电活动和机械活动，每个心动周期都是电活动在前，机械活动在后。
心电信号是心脏电活动的一种客观表示方式，是一种典型的生物电信号，具有频率、振幅、相位、时间差等特征要素，比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。
由于心电信号从不同方面和层次上反映了心脏的工作状态，因此在心脏疾病的临床诊断和治疗过程中具有非常重要的参考价值。
对心电信号的采集和分析一直是生物医学工程领域研究的一个热点，是一项复杂的工程，涉及到降低噪声和抗干扰技术，信号分析和处理技术等不同领域，也依赖于生命科学和临床医学的研究进展。
自1903年心电图引入医学临床以来，无论是在生物医学方面，还是在工程学方面，心电信号的记录、处理与诊断技术均得到了飞速的发展，并积累了相当丰富的资料。
当前，心电信号的检测、处理仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一[1]。
伴随着人们生活水平的提高，营养过剩和运动减少，生活和工作节奏的加快，社会老龄化的加剧，心脏病等心血管疾病的发病率明显上升。
目前心脏病的死亡率远远高于其他疾病，是威胁人类生命安全的主要疾病，心脏病己成为威胁人类生命安全的“第一杀手”。
由于心脏病具有病情隐蔽、发展缓慢、发病危险性高等特点，因此它对心脏病患者、特别是中老年心脏病患者的危害性极大，因此心脏系统疾病的防治和诊断己成为当今医学界面临的首要问题[2]。
另外，一些特殊的心脏病患者，在正常工作生活时发病，而到医院检查时症状消失，导致在医院无法检测到异常心电图，无法对病情做出诊断，耽误了治疗的最佳时机，所以心电监护是有重要意义的。
随着社会老龄化的加剧，解决长期慢性病的监护目前已经是重要的社会问题。
怎样才能使病人在家庭中得到更好医疗保健，同时又减少病人家属及社会的负担，是现在摆在有关研究人员及医生面前的一个重要课题[3]。
1.2 研究意义心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其它生物电信号相比心电信号更易于检测并具有较直观的规律性。
在医学发达的今天，心电信号的监测与处理仍是生物医学领域重要的研究对象之一，是医学上诊断心脏系统疾病十分重要的检测依据。
因此及时通过心电信号来发现并预防心脏病的发生是减少心脏病人发病和死亡率的一个有效途径。
心电学自上世纪初到现在已经发展了一百多年。
在这期间心电图检测技术本身不断发展完善，各种心电检测方法不断问世，到目前可以说心电检测已趋于成熟[4]。
以往的检测手段基本上都需要到医院在庞大的心电图仪器上进行检测，而心脏病人不可能每次发病时都具备到医院检测的条件，还有一点就是一些患者在发病时感到不适，而到医院检查时症状消失，进行心电图检查时得不到明显异常的心电信号，这将影响对患者的诊断和治疗。
因此导致了许多心脏病人病情不能得到及时诊断和治疗，延误了病情甚至导致死亡等严重后果。
因此，开发一套携带方便、低成本的远程心电监护系统具有深远的理论研究意义和实践应用价值。
其具体意义如下：（1）使患者或医护人员减少了路途奔波，节省了时间和社会的医疗资源；（2）把患者的监护在家中完成，既为患者节省了开支，又为医院节省了床位；（3）使患者在熟悉的环境中进行检测，减少了患者的心理压力，提高诊断的准确性[5]；（4）对于自理能力较差的老年人和行动不便的病人的实施远程监护，可以随时了解监护对象的健康状况在患者病情突变恶化时报警，为患者提供及时的救助。
1.3 研究现状随着电子与信息技术的不断发展及其在医疗系统中应用的深入，世界各地尤其是欧美国家相继提出了心电检测设备的小型化、家用化要求和建立远程医疗体系的设想。
从1980年代开始，国外开始建立以电话线路传输心电信号的心电图监测中心，随后又出现了以数字式电话传输心电图信号的研究。
英国牛津大学的Johnson教授采用远程监护的方法让孕妇和胎儿在放松的状态下在家中检测血压、血氧、心电图等重要生理指标；德国的一个研究小组则通过宽带视频通信远程监护家中老人的各种生理参数，以便在必要的时刻提供救治和帮助[6]。
进入21世纪后，美国和欧盟在2000～2005年期间各投入150亿美元和17.5亿美元用来进行远程医疗的研究工作，与此同时，国外各大公司也纷纷跟进，进行心电监护产品的研究开发工作；亚洲的日本在这方面也做了较大的投入，其中SONY，东芝已有类似的监护设备上市，但都价格不菲。
国内在这方面的研究晚于西方国家，一个总的特点是起步晚，起点高。
但随着中国经济的快速发展，人们对健康的重视程度越来越高，对健康监护产品的需求量也稳步提升，产品的应用范围从危重病人监护，发展到如今普通病房的监护，目前，很多家庭对此也提出了一定的应用需求。
国内早期在此方面研究的一个比较典型的案例是清华大学在1994年研制成功的家庭心电/血压监护网系统，该系统在病人不适时具有手动按键报警功能和类似Holter的心电图长时间记录发送功能。
2005年6月，山东大学齐鲁医院建成了国内首家心脏远程监护中心，该中心实行24小时监护，只要患者携带的微型发射机处于工作状态，就会将心电的异常变化传输到该中心，监护中心便可以进行相应处理和预警[7]。
目前，国内生产便携式心电监护设备的厂家有很多，产品也进入了实用化，但是大多数是以OEM方式进行组装的，具有自主开发能力的较少。
总的来说，目前国内心电监护产品主要特点为：市场需求越来越大；技术水平和产品质量在不断提高；生产厂家多，但核心技术掌握不足。
随着中国经济水平的不断发展及与国际社会融入程度的不断加深，在这面有着巨大的发展潜力。
综上所述，无论国内还是国外都对心电监护设备的研究投入了巨大的人力与物力。
伴随着电子技术的飞速发展，其前景必定相当广阔目前市面上常见的便携式心电仪多数是采用了前后端的实现方式，前端是以单片机为核心的心电信号采集系统，后端多数采用的是处理性能较高的嵌入式微处理器。
这种处理器性能强大，它使得心电仪在心电数据采集、处理、存储和显示等功能的基础上，还能够实现对心电数据的分析。
然而，这种心电仪在实现多种功能的同时，也有一些缺点：结构比较复杂、功耗较大、成本也较高。
另一方面，在导联个数上，在相当长的一段时间内，心电导联系统一般仅仅具有单导或三导联同步记录功能，市场上现在也还有很多这种产品[8]。
该类产品因为只支持少数的导联，因而它的液晶屏幕比较小，用户观察起来很不方便，只能通过自带的打印机将心电图打印出来之后才能较好的观察分析。
另外，这种产品往往不适合复杂心脏疾病的诊断。
目前很多厂商也在竞相开发支持多导联的心电仪产品。
深圳迈瑞电子就是其中之一，它在便携式监护仪领域做出了带头作用，典型的产品如PM-9000Express、PMS000等等。
随着集成电路技术、计算机和网络技术在医学领域的进一步深入，今后心电仪的研究和发展趋势主要包括以下几个方面：(1)仪器小巧化。
随着集成电路技术的发展，心电检测仪器趋于小型化和便携化。
Hoter系统和心脏BP机等代表了这一发展趋势；(2)多导同步心电检测系统。
尤其是十二导同步心电检测系统将逐步占领更多的市场份额；(3)界面友好化。
心电仪产品会越来越体现人性化的思想，以方便使用为设计目标之一；(4)网络化。
单个独立的心电仪系统可以通过网络连接，和心电检测数据库互联，提高对疾病的监测效率；(5)性能更高。
随着微处理器和微控制器运算速度的进一步提高，心电仪的处理能力也会不断得到增强[9]。
2 心电监护仪的医学基础2.1 人体心电信号的产生机理心电是心脏的无数心肌细胞电活动的综合反映，心电的产生与心肌细胞的除极和复极过程密不可分。
心肌细胞在静息状态下，细胞膜外带有正电荷，细胞膜内带有同等数量的负电荷，此种分布状态称为极化状态，这种静息状态下细胞内外的电位差称为静息电位，其值保持相对的恒定。
当心肌细胞一端的细胞膜受到一定程度的刺激(或阈刺激)时，对钾、钠、氯、钙等离子的通透性发生改变，引起膜内外的阴阳离子产生流动，使心肌细胞除极化和复极化，并在此过程中与尚处于静止状态的邻近细胞膜构成一对电偶，此变化过程可用置于体表的一定检测出来。
由心脏内部产生的一系列非常协调的电刺激脉冲，分别使心房、心室的肌肉细胞兴奋，使之有节律地舒张和收缩，从而实现“血液泵”的功能，维持人体循环系统的正常运转。
心电信号从宏观上记录心脏细胞的除极和复极过程，在一定程度上客观反映了心脏各部位的生理状况，因而在临床医学中有重要意义[10]。
2.2 体表心电图及心电信号的特征分析2.2.1 心脏电传导过程分析心电生理学资料表明，心脏不断的进行有节奏的收缩和舒张运动。
由心肌激动产生的生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体表面上来，使身体各部位在每一心动周期中也都发生有规律的电变化活动。