便携式心电监护仪开题报告
小型化心电图仪的系统构建与滤波算法设计的开题报告

小型化心电图仪的系统构建与滤波算法设计的开题报告一、研究背景及目的随着医疗技术的发展,心电图仪已经成为临床医学中不可或缺的检测设备。
但是,目前市面上的心电图仪大多体积较大,在移动性和实用性方面存在一定的不足。
为了满足一些特殊场合下对于小型化心电图仪的需求,本研究旨在构建一个小型化心电图仪,并对其中的滤波算法进行优化。
二、研究内容1.系统构建本研究的小型化心电图仪主要由心电信号采集电路、AD转换电路、处理芯片、存储芯片、显示屏、电池等构成。
其中,心电信号采集电路与AD转换电路负责对心电信号进行采集和转换为数字信号;处理芯片主要负责处理信号,进行波形的显示和滤波的操作;存储芯片则用于数据的存储;显示屏负责显示处理后的波形;电池作为电源为仪器提供电量。
2.滤波算法设计心电信号中存在大量的干扰信号,这些干扰信号会对心电信号的分析和诊断产生较为严重的影响。
因此,设计有效的滤波算法对于提高心电信号的质量非常重要。
本文将主要从滤波器类型、滤波器结构和滤波器参数选取三个方面对滤波算法进行优化。
三、研究方法和步骤1. 系统构建(1) 研究和选用适宜的心电信号采集电路和AD转换电路,并进行实验验证;(2) 选用适宜的处理芯片和存储芯片,并进行实验验证;(3) 设计和制作屏幕外壳和电池组装结构,并进行实验验证。
2. 滤波算法设计(1) 研究并比较常用的滤波器类型,如Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器等;(2) 设计并比较不同类型滤波器的滤波器结构;(3) 针对不同滤波器类型和结构进行滤波器参数选取,并进行实验验证。
四、研究预期成果本研究的主要预期成果为:(1) 构建一款小型化的心电图仪,满足一些特殊场合下对于小型化心电图仪的需求;(2) 优化滤波算法设计,提高心电信号的质量;(3) 对小型化心电图仪和优化滤波算法进行实验验证。
五、研究意义及应用前景本研究的意义在于提高心电信号的质量,进一步提高心电图仪的诊断精准度,有助于提升医学诊断水平。
心率计开题报告

心率计开题报告1、选题背景与意义心率(Heart Rate)是用来描述心跳周期的专业术语,是指心脏每分钟跳动的次数, 它不仅是反映心脏功能强弱的重要标志,也是反映人体运动强度的生理指标。
心率携带有丰富的人体健康状况信息。
自我国最早的脉学专著《脉经》问世以来,脉学理论得到不断发展和提高。
在中医四诊(望、闻、问、切)中,脉诊具有非常重要的位置。
它是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法,历史悠久,内容丰富,是中医“整体观念”、“辨证论证”基本精神的体现与应用。
脉诊作为“绿色无创”诊断的手法,得到了中外人士的关注。
但由于中医是靠手指获取心率信息,虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者接受,然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。
进入21世纪以来,科技不断的发展,电子产品越来越多,系统的价格越来越便宜;产品的科技含量比例也越来越大,性能越来越可靠。
人们日常的生产、生活都在慢慢走向高度自动化和智能化。
医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟心跳数,方法是用听诊器放在胸口处,根据心脏的跳动进行计数。
为了节省时间,一般不会作1分钟的测量,通常是测量10秒内的心跳数,再把结果乘以6得到每分钟的心跳数,这样做比较费时,而且精度也不高。
为了提高心率测量的精确性与速度,多种心率监测仪被运用到医学上来,从而开辟了一条全新的医学诊断方法。
随着国民经济的不断发展,人们生活水平不断提高,健康已成了人们关注的焦点和追求的目标。
参加锻炼无疑是保持健康的最佳方法,但很多人急于求成,往往适得其反,达不到锻炼的效果,甚至可能对身体造成一定程度的伤害。
目前市场上单纯的跑步计步器不能同时监测人体生理参数并实时显示,反馈给锻炼者。
心率监测仪是一种可对跑步者跑步等各种身体运动心率参数进行实时监测的仪器,并能将实时监测的心率参数显示出来。
目前心率监测仪在多个领域被广泛应用,除了应用于医学领域,如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等,商业应用也不断拓展,如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的心率监控仪。
便携式心电监护仪开题报告

便携式心电监护仪1.研究意义和目的以往专门测量心率值的仪器较少,人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷,尤其是老年人或运动员等,他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了观测“预防为主”的方针,为了实现人人能享受基本医疗保健的目标,把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。
所以便携式医疗仪器已相继问世。
便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪;同时它适合在家庭和社区条件下使用。
心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用,它们所记录的心脏活动时的生物电信号,已成为临床诊断的重要依据。
该心率仪可用于临床心率监护;并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。
2.国内外研究现状与水平便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。
未来,还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。
满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。
虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍,但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。
医疗市场的相关需求往往很难协调,如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟,以及超长电池使用寿命与高处理能力等。
这些产品需要模数转换器 (ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。
这些都将是需要我们更多的去研究和发展拟采取的研究路线1.研究内容将脉搏通过传感器转为电压信号,再通过不同的集成芯片将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作,然后利用单片机进行处理计算。
实现在任何地点任何时间都能快速检测出人体的心率,达到集轻型化、一体化、可视化等优点于一身的系统。
2.拟采取的研究方法了解课题所需知识点,然后翻阅相关资料和教材,通过网页搜索查找相关资料,计算各参数,了解各元器件的功能作用,设计电路图,用相关的仿真软件进行仿真,最后进行实物调试。
蓝牙技术在便携式心电监测仪中的应用研究的开题报告

蓝牙技术在便携式心电监测仪中的应用研究的开题报告选题背景:随着现代化城市的建设和人们生活水平的提高,心血管疾病的发病率越来越高,成为威胁人类健康的重要疾病之一。
针对心血管疾病的治疗和预防,心电监测技术发挥了极其重要的作用。
传统的心电监测设备往往笨重,不便携,限制了人们在家庭或日常生活中对心电信号监测的需求。
因此,便携式心电监测仪的开发成为了当前心电监测技术的热点。
蓝牙技术是一种无线通信技术,在无线传输领域应用十分广泛。
蓝牙技术具有短距离、低功率、低成本、易于使用等优点,非常适合于心电监测仪的数据传输和控制。
选题目的:本文旨在研究和探讨蓝牙技术在便携式心电监测仪中的应用,通过分析蓝牙技术的原理和特点,探索其在便携式心电监测仪的数据传输和控制方面的优势与应用前景,为便携式心电监测仪的开发和应用提供参考和指导。
选题内容:1. 心电信号检测技术的研究现状和发展趋势。
2. 蓝牙技术的原理和特点,以及其在心电监测仪中的应用。
3. 基于蓝牙技术的便携式心电监测仪设计方案,包括硬件设计和软件设计。
4. 依据设计方案进行实验测试,分析数据传输的稳定性和精度。
预期成果:1. 系统深入剖析心电监测技术和蓝牙技术,并将其结合起来,探索便携式心电监测仪的理论技术基础。
2. 针对便携式心电监测仪的应用需求,设计一种基于蓝牙技术的心电信号传输和控制方案,对系统硬件和软件进行详细描述和设计。
3. 通过实验测试,验证该系统的数据传输的稳定性和精度,分析该系统在便携式心电监测领域中的应用前景,为便携式心电监测仪的研发和应用提供理论和实践基础。
研究方法:1. 系统梳理心电监测技术和蓝牙技术的相关文献,深入了解和掌握两种技术的原理和特点。
2. 针对便携式心电监测仪的应用需求,进行基于蓝牙技术的心电信号传输和控制方案设计。
3. 基于设计方案,进行系统的硬件设计和软件设计,并进行系统测试。
4. 对实验测试数据进行分析和处理,验证系统的传输稳定性和精度。
便携式心率测试仪(开题报告)

便携式心率测试仪(开题报告)五邑大学电子系统设计开题报告题目:便携式心率测试仪院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师开题报告日期一、课题、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。
1.课题便携式心率测试仪2.国内外研究现状与水平便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。
未来,还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。
满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。
虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍,但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。
医疗市场的相关需求往往很难协调,如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟,以及超长电池使用寿命与高处理能力等。
这些产品需要模数转换器(ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。
这些都将是需要我们更多的去研究和发展。
3.研究意义和目的以往专门测量心率值的仪器较少,人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷,尤其是老年人或运动员等,他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了观测“预防为主”的方针,为了实现人人能享受基本医疗保健的目标,把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。
所以便携式医疗仪器已相继问世。
便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪;同时它适合在家庭和社区条件下使用。
心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用,它们所记录的心脏活动时的生物电信号,已成为临床诊断的重要依据。
该心率仪可用于临床心率监护;并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。
二、研究内容,拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。
(附主要。
便携式心电信号采集仪的研究与开发的开题报告

便携式心电信号采集仪的研究与开发的开题报告一、选题背景随着医学技术的不断发展,心电信号采集仪已经成为了医疗领域中的一项重要设备。
传统的心电信号采集仪往往需要体积较大的仪器和许多的电缆,限制了其在特定场景下的使用。
为满足如今医学领域对于小型化、智能化、便携化仪器的需求,本项目将研究和开发一种基于微控制器和无线通信技术的便携式心电信号采集仪。
二、选题意义本项目的研究和开发可以满足医疗领域对小型化、便携化设备的需求,为在需要场合进行心电信号监测的医护人员提供更方便、快捷、准确的方法。
同时,便携式心电信号采集仪的研究和开发还具有以下意义:1. 提高医疗设备的可移植性和多功能性;2. 降低采集仪的制造成本;3. 推动医疗技术的发展,为心脏疾病患者提供更好的治疗和保健服务。
三、研究的关键和难点本项目的研究关键是设计一种具有高精度、高抗干扰性和低功耗的心电信号采集电路,并将其与无线通信技术相结合,实现数据的实时传输和存储。
同时,具体设计过程中需要解决以下难点:1. 器件的选型和布局设计;2. 信号采集电路的设计与优化;3. 无线通信技术的选择以及数据传输和存储的实现。
四、研究内容和研究方法本项目的研究内容主要包括以下两个方面:1. 心电信号采集电路的设计与实现对比常见的心电信号采集仪,我们需要设计一种小型化、低功耗、高精度、高抗干扰性的心电信号采集电路。
本项目中使用的信号采集电路方案是基于微控制器和模拟器件实现的。
具体内容包括:信号预处理电路、模拟滤波电路、采样电路等。
2. 无线通信技术的选择和实现本项目中使用的无线通信技术是蓝牙低功耗(BLE)。
BLE是一种适合低功耗、短距离通信的无线传输技术,由于其具有低功耗、成本低廉、易于实现等优点,使其成为本项目中的理想选择。
具体实现包括: BLE芯片、通信协议、数据传输和存储、图形界面等。
五、预期成果及应用前景本项目的预期成果是研制一款高精度、低功耗、便携式的心电信号采集仪,实现了便携性和数据的实时传输和存储。
多传感器信息融合的便携式智能监护终端研究的开题报告

多传感器信息融合的便携式智能监护终端研究的开题报告一、研究背景和意义现代医学技术的发展,尤其是智能医疗领域的快速发展,使监护设备得以广泛应用,监护设备在医疗中的作用越来越重要。
监护设备能够在医疗过程中监测患者的各项生理指标,并实时反馈、存储。
但目前市面上的监护设备大多需要搭配专属设备,还需要专业医护人员进行操作,并且因为设备之间的兼容性问题,不同种类的监护设备并不能做到信息的交互共享。
因此,一种集多种监护指标于一体、便携式智能化的监护设备,极大地满足当下医院、护理院和家庭的需求。
此类监护设备不仅能够有效地简化监护设备和人员,而且能够实时采集、处理多种生理数据并进行综合分析、报警,提高医疗工作的效率和准确度,同时也能够有效降低医疗成本。
二、研究内容和目标本研究旨在开发一款集多种生理指标监测于一体的便携式智能化的监护设备,可以采集患者生命体征、四肢动脉搏动、血氧饱和度、呼吸率等数据,并实时显示、处理、存储和交互。
同时,本研究将探索多传感器信息融合的技术,旨在在保证数据质量的前提下,提高数据的综合分析能力和预测能力。
三、研究方法和步骤本研究将采用如下研究方法和步骤:(1)需求分析与系统设计:根据市场上同类型产品的特点和用户需求,对监护设备的功能、性能和用户交互进行分析,确定开发目标和功能设计。
(2)硬件设计与调试:根据系统设计方案,采用传感器、处理器、嵌入式系统、通信设备等硬件设计实现。
(3)软件开发与调试:为监护设备开发监护软件和图形用户界面(GUI),数据处理和存储程序,以及通信软件。
(4)设备调试与测试:对设备进行全功能调试和测试,保证系统的功能、性能和用户交互性能。
(5)效果评估与优化:在实际应用中对设备进行评估和调优,提高监护设备在使用过程中的准确性和便捷性。
四、成果预期本研究将实现一款集多种生理指标监测于一体、便携式智能化的监护设备,并探索多传感器信息融合的技术,以提高数据的综合分析能力和预测能力。
基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制的开题报告

基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制的开题报告一、选题背景及意义随着人民生活水平不断提高,人们对健康的关注度也越来越高,特别是针对心脏健康问题。
心电监护仪作为一种医疗设备,具有判断心脏疾病、提供诊断依据等重要作用。
市面上的心电监护仪大多为专业医用设备,价格昂贵、使用复杂,不能满足一些特殊人群或家庭自我监护的需要。
因此,开发一种小巧、精准、简单易用的便携式动态心电监护仪成为了当前的研究热点。
基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制的意义在于,能够将高精度心电监测设备集成于一个小型设备内,既能够满足用户的随时用心电图仪的需求,也能够用于初级医疗单位或家庭自我监护。
该监护仪设计简单、价格低廉,用户易于操作、便于维护,具有很高的实用价值。
二、目标和研究内容本项目旨在研制一种基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪。
该监护仪具备以下主要目标:1.小巧便携:监护仪的体积小、重量轻,用户可随身携带,随时进行心电监测。
2.高精度:监护仪能够精确地测量心电信号,提供可靠的诊断依据。
3.易于操作:监护仪设计简单,用户易于操作。
4.实用价值高:监护仪价格低廉、维护方便,具有很高的实用价值。
为实现以上目标,本项目主要研究内容如下:1.硬件设计:设计合适的电路板,集成所需的传感器和其他设备,构建完整的监护仪硬件系统。
2.软件设计:基于MSP430单片机,编写相应的程序,实现心电信号的采集、传输和显示等功能。
3.实验测试:进行实验测试,测试监护仪的可靠性、精准度和稳定性,优化软硬件系统。
三、技术路线和研究方法本项目的技术路线主要包括监护仪的硬件设计、软件设计和实验测试三个方面,具体如下:1.硬件设计:(1)根据监护仪的需求,设计合适的电路板。
(2)采集心电信号所需的传感器及其他设备的选择和集成。
(3)监护仪整体的设计与组装。
2.软件设计:(1)采用MSP430单片机设计数据采集和处理程序。
(2)使用Matlab程序进行数据分析。
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便携式心电监护仪1.研究意义和目的以往专门测量心率值的仪器较少,人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷,尤其是老年人或运动员等,他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了观测“预防为主”的方针,为了实现人人能享受基本医疗保健的目标,把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。
所以便携式医疗仪器已相继问世。
便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪;同时它适合在家庭和社区条件下使用。
心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用,它们所记录的心脏活动时的生物电信号,已成为临床诊断的重要依据。
该心率仪可用于临床心率监护;并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。
2.国内外研究现状与水平便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。
未来,还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。
满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。
虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍,但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。
医疗市场的相关需求往往很难协调,如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟,以及超长电池使用寿命与高处理能力等。
这些产品需要模数转换器 (ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。
这些都将是需要我们更多的去研究和发展拟采取的研究路线1.研究内容将脉搏通过传感器转为电压信号,再通过不同的集成芯片将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作,然后利用单片机进行处理计算。
实现在任何地点任何时间都能快速检测出人体的心率,达到集轻型化、一体化、可视化等优点于一身的系统。
2.拟采取的研究方法了解课题所需知识点,然后翻阅相关资料和教材,通过网页搜索查找相关资料,计算各参数,了解各元器件的功能作用,设计电路图,用相关的仿真软件进行仿真,最后进行实物调试。
3.具体的设计方案系统总体框图器可得到相应的光电流信号。
采用红外反射传感器RPR220,通过手指的血液浓度会随着心脏的跳动发生变化,红外对管对应的信号便会发生相应的变化,采集此信号经过放大,滤波,比较等处理便可以得到理想的信号。
采用反射式的红外管。
现在市场上的心率计普遍采用这种传感器来采集信号,因为此红外管接收和发射都在手指的同一侧,因此便不用考虑每个人手指情况不同所造成的麻烦。
接收的是血液漫反射回来的光,此信号可以精确地测得血管内容积变化。
○2集成传感器当前,市面上有很多类型的集成心电传感器,其灵敏度高,集成度高,直接就可以反映出心率的变化,且已包含了滤波等抗干扰电路,波形经过放大可以直接处理使用。
缺点是价格非常昂贵,一般均在五百元以上,就本次设计来说,考虑到经费以及锻炼自己的目的,不选择使用该型传感器。
综上所述,虽然光电式传感器的价格相对较高,但是为了测量方便和使本系统达到稳定性和准确性,所以选择红外反射传感器RPR220。
(2)信号处理①前置放大LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
心率测试仪通过光电传感器获得脉搏信号的电压比较小,在几毫伏左右,且频率较低,所以需要低噪声,低漂移,高输入阻抗的放大器。
本系统才用同相放大器,同相放大器具有输入阻抗高,输出阻抗很低的特点,广泛用于前置放大级。
○2信号滤波由于脉搏信号的频率在1.33HZ左右,正常情况下不会出现高于2HZ的信号,因此需要设计一个低通滤波器,用来滤去高频信号。
在这个系统中最大的干扰就是来自市电的50HZ干扰信号,考虑到有些病人在患病时可能会出现较高的脉搏,因此在1)无源滤波器采用RC低通滤波器。
其特点是电路简单,阻带衰减太慢,选择性较差。
2)二阶低通滤波器采用二阶有源滤波器,通带内幅频特性曲线比较平坦,而且二阶也可以达到较陡的衰减的特性。
由于主要的干扰出现在50HZ左右,所以在截止频率较低时,采用二阶滤波器即可达到很好的滤波效果。
综上所述,由于使用二阶有源滤波器能够很好的实现系统的滤波目的,所以选择使用方案2)。
(3)整形电路由于单片机只能检测到数字信号,因此,经过信号调理电路后得到的模拟信号必须转换为数字信号。
这里有两个方案可以选择。
方案一: 使用三极管进行整形.方案二:使用集成芯片74LS1374LS13为具有施密特触发器的两组4输入端与非门(正逻辑),通过74LS13实现对信号的整形,输出单片机可以处理的脉冲信号。
由于三极管的调试较为复杂,且工作性能不如施密特触发器稳定,所以我们选用74LS13作为一个施密特触发器。
(4)显示电路本系统使用四段数码管作为数据显示器,通过单片机对处理过的信号计数(心率),然后通过数码管动态显示将所测得的心率值显示出来,并同时将其心率值存储到单片机自带的EEPROM中,可以通过按键来提取其值。
(5)报警电路报警电路是对每次脉冲的到来均响铃,与脉搏同步。
这样,就可以通过声光的形式形象地把脉搏的快慢显示出来。
此外,当所测得的心率值低于50次/分,或高于160次/分时,报警电路连续响铃。
4进度安排1-4周:查阅文献,选题;5-8周:总体方案的确定,分析;9-12周:硬件电路图设计,分析;13-15周:编程,调试,将得出数据做分析比较;16周:准备答辩。
5文献综述便携式心电监护仪的人机工程学设计便携式心电监护仪是一种心脏疾病医疗诊断的重要设备,针对其使用对象,它必须具有低功耗、小体积、轻质量、易携带、功能完善等特点,同时能够实时地对ECG信号进行采集、存储、分析、处理、显示和传输。
因此,在其产品的系统设计过程中必须兼顾各应用的特点和功能,采用模块化设计理念,协调好患者、医生以及人机交互的关系。
便携式心电监护仪的使用环境、内部原理及其特点,决定了便携式心电监护仪需联系医生和患者两个使用者,医生和患者作为便携式心电监护仪“人的因素”在设计中起着十分重要的作用便携式心电监护仪的硬件功能是采集人体ECG信号,对采集的ECG信号进行实时地存储、处理与分析,并将ECG波形与处理结果等信息显示给用户或通过无线形式传输给医疗机构,实现ECG信号实时监护。
ECG信号拾取、放大及滤波电路在便携式心电监护仪中,ECG信号的拾取一般采用普通医用电极,也有的采用带有较高成本的蓝牙芯片作微型传感器由于人体体表中的ECG信号属于强噪声混杂下0.05~100Hz超低频的0.05~5mV微弱信号,具有低频特性、微弱性、不稳定性和随机性等特点。
微弱的ECG信号同时受到人体内外的高频电磁场、工频、电极极化、测量设备本身等多种干扰源的影响,其微弱的特征被掩盖在复杂的诸多强干扰信号之中,故要求ECG信号的放大滤波电路必须满足高输入阻抗、高共模抑制比、高增益、低噪声、低漂移、合适的带宽和高安全性。
因此,提取ECG信号的放大滤波电路一般由前置放大电路、右腿驱动电路、低通滤波电路、高通滤波电路、50Hz陷波电路和后置放大电路组成工频干扰通常是由周围的电子仪器、传输电线及设备内分布电容等产生的电场引起的。
由于前级放大电路输出的ECG信号中还存有较强的工频信号干扰,须通过陷波电路将其滤除。
ECG信号经前置放大电路进行信号放大和滤波后,转化为频带为0.05~100Hz的有用信号,但前置级放大电路对采集到的ECG信号只是初步放大,放大倍数较小,放大信号幅值仍比较低。
为了提高ECG信号采集精度,必须对信号逐级放大,因此硬件电路中还需要有后置放大电路(或称主放大电路)。
又由于ECG信号的幅值大小因人而异,从而要求后置放大电路能对ECG信号的强度即对后置放大器的放大倍数进行调节。
基于此,一种方法是通过将后置放大电路中的反馈电阻换成可调电阻来实现放大倍数的调节,另一种方法则是利用电子开关和不同阻值的电阻通过程序选通控制来实现放大倍数调节便携式心电监护仪的通讯接口有多种,一般分为有线传输接口和无线传输接口有线传输以前通常采用RS232接口近距离向医院中心站的接收设备传输储存的ECG数据,如果要远距离传送则需要通过Modem拨号方式传输。
ECG数据另一种远距离有线传送方法,是先把ECG数字信号经D/A和V/F转换成频率信号,然后将此频率信号转换成模拟信号,最后通过电话网络将模拟心电信号传输给医疗机构,医疗机构的接收设备再将此信号还原为ECG信号,现在已很少用了。
随着技术的发展,目前的系统开始采用USB接口来近距离传送ECG数据,远距离传送则通过以太网或者其他的网络模块连接到Internet来进行ECG数据的传输。
无线传输与有线传输相比,能够增强设备的灵活性,便携式心电监护仪以其便携、实时监护、使用灵活等特点,使得医院外长期或急救状态下的ECG监护成为现实,使患者能够及时得到病症诊断而不延误抢救时机,从而得以挽救其宝贵的生命,因此必将得到更广泛的应用。
就目前来看,便携式心电监护仪未来发展趋势主要表现在以下几个方面:(1)进一步提高便携灵活性。
大致可以通过四个方面来提高。
大量采用贴片式元件,降低监护仪的体积;硬件功能能由软件来实现的尽量用软件来实现;将部分电路编程到可编程逻辑器件中去;采用无线通讯参考文献[1]白冰,张跃,万里.基于ARM的远程实时心电监护仪软件设计实现[J].计算机工程与设计,2009,30(12):2830-2833.[2]CHENHL.AremoteECGmonitoringsystem[C]//IEEEInternationalConferencesonInformationTheoryandInfor-mationSecurity,Beijing:2011:967-970.[3]张华.基于以太网的心电信号数据采集系统的研究与设计[D].镇江:江苏大学,2006.[4]王余涛.基于嵌入式系统的便携式心电监护系统的研制[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.[5]王智洁,和卫星,吕继东.便携式无线心电采集装置的研究及实现[J].电子技术应用,2010,36(11):95-98,101.[6]王妮娜.嵌入式便携心电监护仪系统图形用户界面开发及优化研究[D].杭州:浙江大学,2008.[7]WANGP,LUZG..Designofasimple3-LeadECGacquisi-tionsystembasedonMSP430F149[C]//InternationalCon-ferencesonComputerandAutomationEngineering[8]刘欣添.基于PocketPC平台与蓝牙技术的掌上心电监护仪设计[D].沈阳:东北大学,2009.[9]王运鑫.基于以太网的心电信号数据采集系统的研究与设计[D].镇江:江苏大学,2007.[10]吕俊龙.基于ARM的无线生理信号检测装置的研究[D].镇江:江苏大学,2010.[11]李肃义,杨美玲,丁梅,等.动态心电采集记录系统的发展与展望[J].生物医学工程学杂志,2012,29(1):175-178.[12]TELLOPJP,MANJARRESO,QUIJANOM,etal.Re-motemonitoringsystemofECGandtemperaturesignalsusingbluetooth[C]//InternationalSymposiumsonInformationTechnologiesinMedicineandEducation。