基于OMAP3530的远程心电监护系统设计
面向智能医疗的远程心电监测与分析系统设计
面向智能医疗的远程心电监测与分析系统设计概述随着医疗技术和人工智能的迅猛发展，远程心电监测与分析系统成为智能医疗领域的关键技术之一。
远程心电监测与分析系统设计的目标是通过无线传输技术将患者的心电信号实时传输到医生端，并经过分析算法进行自动诊断，以提供即时且准确的心电数据分析结果。
本文将介绍面向智能医疗的远程心电监测与分析系统的设计原理、技术组成以及应用场景。
设计原理在远程心电监测与分析系统中，主要涉及到以下几个方面：心电信号采集、信号传输、数据处理与分析以及结果展示。
首先，心电信号采集是系统的基础。
通过心电传感器将患者的心电信号采集下来，并进行模数转换，将模拟信号转化为数字信号，便于后续处理。
其次，信号传输是实现远程监测的关键。
采用无线通信技术，例如Wi-Fi、蓝牙或移动网络等将采集到的心电信号数据传输到医生端。
然后，对传输的心电信号进行数据处理与分析。
这一步骤包括滤波、特征提取、心律失常检测等算法的应用。
通过对心电信号进行处理与分析，可以获得更为准确的心电数据。
最后，将处理与分析的结果展示给医生和患者。
可以通过网页、手机应用等形式呈现，实时显示心电图、心率、心律失常等信息，帮助医生进行诊断并及时采取必要的治疗措施。
技术组成面向智能医疗的远程心电监测与分析系统的实现离不开以下几种关键技术：1. 心电信号传感器：这是远程心电监测系统的关键组成部分，用于采集患者的心电信号。
通常采用的技术有干接触电极、湿接触电极和干湿混合电极等。
选择合适的传感器能够提高信号采集的准确性和舒适性。
2. 信号传输技术：实现远程心电监测的关键技术之一。
无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙或移动网络能够将采集到的心电数据实时传输到医生端，保证数据的安全性和完整性。
3. 心电数据处理与分析算法：通过数据处理与分析算法，对采集到的心电信号进行滤波、特征提取、心律失常检测等处理，得出准确的心电数据分析结果。
其中，深度学习算法的应用可以提高诊断的准确性和灵敏性。
基于OMAP3530的智能视频监控系统的研究
代 表 了监 控 行 业 的 未 来 发 展 方 向 。 本 文 构 建 了一 个 以 ＯＭ ＡＰ３ ３ 处 理 器 为 系 统 硬 件 平 台 ． ５０
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பைடு நூலகம்
摘
要 ：本 文 介 绍 了一 个 以ＯＭ ＡＰ３ ３ 为 硬 件 平 台 ．以嵌 入 ５０
系 统 ． 仅 解 决 了模 拟 视 频 监 控 系 统 的 弊 端 ，而 且 弥 补 了 不 核 处 理 器 在 视 频 编 解 码 方 面 的 不 足 ．同 时 增 强 了 系 统 对 像 的 智 能 处 理 ， 现 了监 控 系 统 的 数 字 化 ． 能 化 。 实 智
ｃ ｍ ｍ ｕ ｉａ ｉ ｓ ０ ｎｃ ｔ ｏｎ
求 ， 要 是 选 择 ＢＳ 主 Ｐ以及 对 ０Ｓ各 模 块 特 性 进 行 定 制 。 （） 择 ＢＳ 。针 对 本 系 统 的 ＡＲＭ９ Ｔ硬 件 平 台 ． 们 １选 Ｐ ２０ 我
ｓ ｆｗａ ｅｓ ｓｅ ｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇｔ ｅｃ ｍｅ ａｄ ｉｅ ， ｄ ｏｃ ｐ ｕ ｅａ ｄｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｄ ｔ ｃｉ ｎａ ｄ ｔａ ｋｏ ｏ ｉ ｇｏ ｊ ｃｓ ｅｃ ｏ ｔ ｒ ｙ ｔｍ ， ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ａ ｒ ｒｖ ｒｖｉｅ ａ ｔ ｒ ｎ ｏ ｒ ｓ ｉｎ， ｅｅ ｔｏ ｎ ｒ ｃ ｆ ｍ ｖ ｎ ｂｅ ｔ， ｔ ・
系 统 ．以 摄 像 头 驱 动 程 序 、 ２ ４编 码 器 、智 能 图 像 处 理 Ｈ．６ 序 为软 件 。首 先 ． ＯＭ ＡＰ３ ３ 的 ＡＲＭ 核 通 过 驱 动 程 序 启 ５０ 摄 像 头 进 行 视 频 采 集 ． 用 ＤＳ 利 ＷＢＩ Ｂｒｄ ｅ 获 得 的视 ＯＳ ｉ ｇ 将 传 送 给 Ｄｓ 核 ． Ｐ ＤｓＰ 对 视 频 进 行 编 码 ，然 后 将 编 码 后 的 核
远程医疗监护系统的设计与应用
远程医疗监护系统的设计与应用随着信息技术的迅猛发展，远程医疗监护系统已经成为了一种新型的医疗模式。
远程医疗监护系统是指通过现代通讯技术，在医疗机构外对患者进行医疗诊疗和健康监护。
这项新技术在近几年迅速发展，被广泛应用于无人岛、矿区、海外等偏远地区以及病人家庭和监狱。
在此背景下，本文将从系统设计、应用场景以及优缺点三个方面详细论述远程医疗监护系统的设计与应用。
一、系统设计远程医疗监护系统的设计应该按照以下几个方面进行：1.数据采集数据采集是远程医疗监护系统的核心，目的是通过传感器等设备收集患者生命体征数据。
数据包括心率、血压、呼吸、体温等常规生命体征数据，以及血氧、血糖等特殊状态下的生命体征数据。
数据采集设备要求小巧、简单、耐用，便于患者携带和安装。
2. 数据传输远程医疗监护系统的数据传输设备主要有：移动通信网络、卫星通信网络、LAN、WLAN、电信网络等。
数据传输的速度和安全性是决定数据传输方式的重要因素，同时，考虑到远程地区网络覆盖的差异，系统应当采用自适应传输策略以确保数据的实时传输和可靠性。
3. 数据存储与处理数据存储与处理是系统设计的重点，数据存储需要满足数据的安全性、完整性、可操作性和可扩展性，通常采用分布式存储和备份机制。
数据处理需要涉及科学算法、数据库技术、模式识别等方面，以确保数据的实时处理和信息的快速提取。
二、应用场景远程医疗监护系统在很多应用环境中都非常适合。
其中比较常见的应用场景包括：1.病人家庭对于一些慢性疾病和康复中患者，远程医疗监护系统具有非常明显的优势。
通过系统可以有效地做到病情的诊疗和监护，提高医疗效率和患者的生活质量。
对于部分残疾人群体来说，远程医疗监护系统还可以大大减轻他们前往医院进行治疗的负担。
2.海外对于岛屿地区、荒漠、沙漠等远程地区以及部分海外地区，远程医疗监护系统可以进行远程医疗服务和急救等应用。
通过最新的医疗技术，使偏远地区也享受到高质量的医疗服务，取得更好的医疗体验。
基于单片机的远程心电监测系统设计
当今心血管疾病已成为发病率极高的常见病之一，极大威胁人们的生命。设计一种性能可靠、价格低廉、体积较小的新店采集与远程传输系统对心血管病的监测和预防具有重要意义。
远程心电监测是只通过通信网络将远端的生理和医学信号传送到监测中心进行分析，并给出诊断意见的一种技术手段。它是随着计算机技术、通信技术等相关技术的迅速发展，心电图监测技术也逐渐应用到远程医疗领域中来，使得医院为心脏病患者的远程保健服务成为可能。
[6]朱红松，孙利民。无线传感器网络技术发展现状。中兴通讯技术，2009年，第15卷，第5期。
研究的目标、内容和拟解决的关键问题
研制一种功能强大、成本低的远程心电监测系统，可实现远程医疗心脏病患者。该系统前端采用FPGA控制，采集和存储人体的新店（EGG）信号，通过串口将心电数据传入计算机，并在LabVIEW软件平台下实现心电信号的显示和远程传输系统。其中大部分功能是由软件设计实现，以便于后续功能扩展。可将该系统广泛应用于医院、社区、家庭、户外监护，帮助医生及时诊断病人。
为设计一款体积小、功耗低、处理速度高的心电监测终端，本系统采用TI公司生产的MSP430F499单片机作为微处理器，该单片机的工作电压在1.8-3.6V之间，带有内部参考源、采样保持、自动扫描特性的12位A/D转换器，串行通信软件有异步UART和同步SPI两种模式可选。该单片机具有丰富的片内外设和大容量的片内工作寄存器和存储器，为电路的设计节省不少空间。本系统的硬件主要包括心电信号采集模块、RS232通信模块和GPRS传输模块。其中信号采集分为心电前置放大电路、滤波电路、主放大隔离电路和电平抬升电路。监测终端采集到的心电信号通过MSP430单片机进行信号处理后，可以通过GPRS模块传输到远端的医疗中心，为医生提供患者的心电数据。
基于OMAP3530的多参数监护仪设计
在现代医学中, 采用多参数监护仪, 对危重病 人实施多参数实时监测, 可及时了解病人的心肺功 能及氧合能力等生命体征变化, 有利于提高医生对 患者病情的分析判断 , 及时采取有效的护理或急救 措施, 降低危重病人的死亡率 . 传统基于 PC 平台的多参数监护仪成本高、体 积大、操作复杂 , 使用范围具有局限性. 而采用低 档单片 机为核心 的便携式 多参数监 护仪, 功 能简 单、运算能力差、界面简陋, 只能进行简单的信号 显示, 不能进行数据分析 . 本研究以美国德州仪器公司最新的双核处理器 OMAP3530 为核心, 搭配十二导联心电信号 ( elec trocardiog raph , ECG ) 采 集 模 块、 血 氧 饱 和 度 ( pulse oxygen saturat ion, SPO 2 ) 采集模块、无创血 压 ( non invasiv e b lo od pressure , N IBP ) 采 集模块、 呼吸 ( resp irat ion, R ) 采集 模 块以 及 体温 ( body temperature , TEM P ) 采集模块, 设计了一台具有实 时检测、实时分析和网络传输等功能的新型多参数 监护仪 . 该监护仪既可方便医生实时掌握病人的心 电、血压、血氧等信息, 以 应对患者的病 情突发, 又可帮助健康人群随时关注自己的身体状况 . 是新 一代 ! 数字医疗社区 /医 院 ∀ 在远程医疗方面的重 要发展方向 . 本设计采用的 OMAP3530 处理器由 65 nm 低功 耗工艺 制 造 , 内 部 集 成 了 4 倍 于 当 前 300 MH z ARM 9 器件处理能力的 600 MH z Cortex A8 弹性内核 和 430 MH z的 TM S320C64x+
EASI十二导联系 统能通过式 ( 3) , 转化后得 出十二导联心电信息 . L d = a (A - I ) + b (E - S ) + c(A - S ). ( 3) 其中 , A - I、 E - S、 A - S 为 3 路双极导联数据, 能分 别反映心电向量在冠状面、矢状面和额状面的心电 变化; a、 b、 c 为经大样本研究后得出 的精确相关系 数 . 大量临床研究证实 , 通过 EAS I十二导联系 统获得的心电图非常接近标准的十二导联心电图 .
基于TIOMAP3平台的多参数监护仪设计与实现
基于TIOMAP3平台的多参数监护仪设计与实现多参数监护仪是一种用于监测患者生命体征的医疗设备，能够同时监测和显示多个生理参数，如血压、心率、呼吸频率、体温等。
基于TIOMAP3平台的多参数监护仪设计与实现，将通过以下几个方面进行讨论：硬件设计、软件设计、系统实现和功能实现。
首先，硬件设计是多参数监护仪的基础。
TIOMAP3平台是设计和开发嵌入式系统的一种集成开发平台，其中包含了处理器、存储器、外设接口等基本组件。
在硬件设计中，需要根据监测参数的要求选择合适的传感器，将其接入到相应的外设接口上。
此外，还需要设计电源管理电路、信号放大电路和ADC等模块，以确保传感器采集到的模拟信号能够被处理器正确读取。
其次，软件设计是多参数监护仪实现功能的关键。
TIOMAP3平台上使用的操作系统一般为Linux或Android，可以根据实际需求选择合适的操作系统进行开发。
在软件设计中，需要进行任务调度和实时数据处理。
任务调度可以通过使用RTOS（实时操作系统）或编写相应的任务调度算法来实现。
实时数据处理包括数据采集、数据处理和数据显示等功能，可以使用C/C++等编程语言进行开发。
然后，系统实现是将硬件设计和软件设计相结合的过程。
在系统实现中，需要进行硬件与软件的连接和配置。
首先，将硬件设计完成的电路和模块连接起来，确保传感器能够正常工作，并与处理器进行通信。
然后，根据软件设计的要求编写相应的驱动程序和应用程序，将其加载到处理器中运行。
最后，进行系统测试和调试，确保多参数监护仪的各项功能能够正常使用。
最后，功能实现是多参数监护仪设计与实现的目标。
功能实现包括监测功能和显示功能。
监测功能是多参数监护仪的核心功能，需要能够准确、稳定地采集和监测各项生理参数，并能够及时报警。
显示功能是将监测到的数据以直观的方式展示给医护人员，一般采用液晶显示屏进行显示。
此外，还可以通过网络连接实现远程监测和数据传输功能，以方便医护人员进行远程观察和管理。
远程心电监护系统的设计和实现
生物医学工程研究Journal of Bio medical Engineering Research2009,28(2):128~131*国家自然科学基金资助项目(60871087)v 通信作者 E mail:hpeng@远程心电监护系统的设计和实现*李洪旺1,杨勇2,范庆安1,杜宏伟1,彭虎v 1(1.中国科学技术大学电子科学与技术系,合肥230027;2.安徽恒元机电工程有限公司,宿州234000)摘要:本研究实现了一种便携式心电监护设备,并在其基础上探讨建立个人、社区、医院三个层次相结合的医疗救助体系。
移动心电监护仪可以在不限制使用者自由活动的情况下进行心电数据采集和自动诊断,使用者通过监护仪的显示屏随时了解自己的健康状况;监护仪通过CD M A 无线网络与医院监护中心保持联系,自动报警和G PS 定位功能确保患者在出现异常时能够及时得到救助;医院监护中心提供的Web 服务使患者及其亲属可以通过Web 浏览器了解健康状况,查询心电图及病历记录,并与医生在线交流。
关键词:实时监护;无线传输;AR M-Linux;心电数据库;G lobal Position System;医疗救助中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:167226278(2009)022*******Design and Implementation of Remote ECG Monitoring SystemLI Hongwang 1,YANG Yong 2,FAN Qingan 1,DU Hongwei 1,PENG Hu1(1.De partmen t o f Electr o nic Science and Technolo gy ,U S TC ,He f ei 230027,China ;2.A nhui Hengyuan Electrical and Mechanical Enginee rin g Co .Ltd ,Su zho u 234000,China )Abstr act :This paper implements a portable ECG mo nitor,based on w hich a three lev el health care and medical assistance sy stem co mbined with i ndividual 、com munity and hospital is discussed.The ECG mo nitor can collect data and diagnose automatically wi thout restrictin g freedo m o f the user,the results and sugges tions are sho w n on the screen.The moni to r communicates with central server through CD MA wireless netw ork,and the auto matic alarm and G PS locatio n ensure the patient getting assistance at the first ers o r their relatives can look up their EC G in fo rmation using web brow ser and co mmunicate w ith doctors online.Key wor ds :Real-ti me monitor;Wireless transmission;ARM-Linux;ECG database,G lo bal p osi tion system;Medical assistance1 引 言随着生活水平的提高,人们对于远程医疗、家庭护理的要求也越来越高。
基于智能手机的远程实时心电监护系统的开题报告
基于智能手机的远程实时心电监护系统的开题报告一、选题背景心电图是一种非常重要的心脏功能检测手段，通过记录心脏电信号变化，可以判断心脏的功能状态及是否存在病变。
传统的心电监护系统需要患者到医院进行监控，不仅过程繁琐，而且费用昂贵。
因此，基于智能手机开发远程实时心电监护系统，能够减轻患者的负担，提高监测效果，具有非常重要的意义。
二、研究目的本研究的主要目的是基于智能手机开发一套远程实时心电监护系统，能够实现患者随时随地进行心电监测，并将监测数据实时传输至医院，达到心电监测的目的。
三、研究内容本研究的主要研究内容包括以下几个方面：1. 设计心电监护系统硬件方案，选择合适的电极、滤波器和放大器等组成心电信号采集极。
2. 开发相关的应用程序，实现心电数据采集、处理、存储和传输等功能。
3. 设计远程实时心电监护系统的通信协议，确保数据传输的可靠性和安全性。
4. 进行系统性能测试和实验验证，评估系统的监测效果和稳定性。
四、研究意义1. 实现心电监护的远程无缝连接，能够减轻患者的负担，提高监测效果。
2. 远程实时心电监护系统还能够提高医生的工作效率，减少同一时间需要监测的患者数量，更好的安排和合理利用医疗资源。
3. 本研究结果和实现方案具有一定的推广和应用价值，有望成为心电监护远程化和智能化的重要方向之一。
五、研究方法本研究采用的主要方法包括硬件设计、嵌入式系统开发、通讯协议设计、数据处理和算法等方面的技术手段，具体包括：1. 心电信号采集和处理技术，包括电极选择、滤波器设计和放大器电路设计等方面。
2. 嵌入式系统开发技术，包括 ARM 或 FPGA 内核的系统架构、操作系统的开发、通讯协议的定义等方面。
3. 数据存储和处理技术，包括数据编码和解码、数据压缩、心电信号分析和算法实现等。
4. 模拟实验和软件仿真技术，包括具体的测试系统搭建、性能评估、可靠性分析和数据图形化等。
六、研究预期成果本研究的预期成果包括：1. 基于智能手机的远程实时心电监护系统硬件设计方案，其中包括采集、放大、滤波等部分。
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邮局订阅号：82-946120元/年技术创新测控自动化《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注基于OMAP3530的远程心电监护系统设计Design of a remote ECG monitor system with OMAP3530(兰州大学)马建林张少华郭淼马义德MA Jian-lin ZHANG Shao-hua GUO Miao MA Yi-de摘要:本设计以远程、无线心电监护为背景,依托TI 的双核处理器OMAP3530设计了一种远程便携式无线心电监护系统。
该系统能完成日常心电监护、心电信号分析与报警、心电数据的存储与查询等功能。
系统利用电信CDMA 网络,在任何有该类网络覆盖的区域均可以正常工作。
关键词:心电检测;OMAP3530双核处理器;远程监护;便携式监护系统中图分类号:TP368文献标识码:B Abstract:In this paper,an ECG monitoring system was designed based on TI's OMAP3530dual-core processor.The key points ofthe system were remote,wireless and portable.Routine ECG,ECG analysis,ECG alarm,ECG data storage and ECG data query can be realized by this proposed system.It operates in any situation where CDMA network exists.Key words:electrocardiogram(ECG)detection;OMAP3530dual-core processor ;remote monitoring ;portable monitoring system文章编号:1008-0570(2012)10-0091-02引言近年来,随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快、饮食结构的改变以及人口老龄化问题的加重,心血管疾病的发病率迅速上升,已成为威胁人类身体健康的主要因素之一。
因此心脏病的防治和诊断就成为当今医学界面临的重大课题。
动态心电监护技术作为一种有效的心血管疾病监测方法,越来越受到人们的重视,传统的基于PC 平台的监护仪成本高、体积大、操作复杂,使用范围具有局限性。
而采用低档单片机为核心的便携式多参数监护仪,功能简单、运算能力差、界面简陋,只能进行简单的信号显示,不能进行数据分析和危机情况报警等复杂功能实现。
而实际情况是心电信号智能诊断与突发异常情况实时报警又特别重要。
例如,当检测对象独自在家时,若有突发异常状况发生而监护装置又不能及时报警,很可能将产生无法挽回的后果。
本设计以美国德州仪器公司最新的双核处理器OMAP3530为核心,搭配十二导联心电信号采集和CDMA 无线通讯等模块,其中OMAP3530的ARM 侧提供人性化的人机交互界面和对各功能模块进行控制,DSP 侧运行心电实时监测算法,当监测对象出现室性心动过速(ventricular tachycardia)、心室颤动(ventricular fibrillation)或其他异常状况时DSP 会把分析处理结果交给ARM 侧,ARM 侧可以通过CDMA 无线通讯模块进行报警,将对应的报警码发送至监测对象的监护医生、亲友等手机上,实现实时报警。
1系统硬件设计方案本设计采用的OMAP3530处理器由65nm 低功耗工艺制造,内部集成了一个600MHz 的ARM Cortex TM -A8内核和一个430MH z 的TMS320C64x+TM DSP 内核。
ARM+DSP 的双核结构使操作系统效率和代码的执行更加优化,ARM 端负责系统控制工作,DSP 端则承担繁重的实时信号处理任务,从而成功地解决了性能与功耗的最佳组合问题。
具有双核结构的OMAP3530非常适合新型多参数监护仪的设计。
低功耗可以更好地实现监护仪的便携性;ARM 对多种操作系统的支持,可以保证系统的稳定和良好的监护界面;而DSP 强大的运算能力可以确保对各生命参数进行快速、准确和复杂的分析处理。
图1为系统框图,开发平台采用深圳天漠科技有限公司生产的DevKit8000开发板,整个系统采用主控板和采集模块分开的形式设计,实现了实时的测量、分析、报警监护等功能。
通过各传感器模块分别获得需要的心电等生命体征参数,然后将数据送到OMAP3530进行实时处理,同时在LCD 实时显示心电信号波形和其他监测生理指标。
系统还具有数据存储和远程监护等功能。
图1远程心电监护系统框图2心电检测算法心电传感器采集到心电信号后,经过放大除噪、A/D 转换后通过SPI(serial peripheral interface)接口送至OMAP3530进行检测、诊断等相关算法处理。
如图2所示,在一个心动周期,在心电图上可有5个或6个波,从左至右为P ,Q,R,S,T 及U 等波群;又分为7个部分,即P 波、P-R 段、P-R 间期、QRS 波群、ST 段,T 波、Q-T 间期。
图2心电信号波形图本设计的前期工作以MIT-BIH ECG 数据库为模板进行心电数据的分类与不同分类特征参数的提取。
尽管许多学者在ECG 自动分类提出多种算法,但这些算法或多或少都存在着一马建林:硕士研究生91--技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期测控自动化些缺陷,不能很好地解决分类问题,这主要是由于ECG波形分类中存在几个难点:(1)波形中存在噪声干扰,如基线漂移、呼吸时的干扰以及电极接触、人为运动和机电干扰等;(2)ECG信号的特征参数(如RR间隔、QRS宽度等)具有模糊性,每个特征参数都是在一定范围变化的量,同一特征参数正常值与异常值的区分阈值对不同个体有所不同,造成了参数确定、提取与识别的困难;(3)ECG波形形态多变,在个体间、个体内都有一定差异性,要对其有效识别,同时要求运算量不至于过大,比较困难;(4)动态ECG信号数据量大,自动分析和诊断分类时间不能过长,要求算法有较好的实时性。
在对基于滤波与阈值检测算法、模板匹配算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法进行分析与对比后,本设计采用基于小波变换的算法对ECG信号进行特征提取,因为相对于其它心电检测算法,小波能针对信号频率成分进行采样,更好地满足高频信号需高分辨率的要求。
非常适用于检测信号突变,所以用小波实现对心电信号R波的检测。
另外小波变换能够重构出更加清晰的波形,从而提高了信号的清晰度,对心电信号的特征提取提供了更可靠的依据。
提取的特征包括:心率数、R-R间期、P-R间期、QRS间期、QT间期等。
其中特征提取部分包含,Q、S波监测,P、T波检测。
由于R波在各波中峰值最大,最易于检测,因此特征提取中首先要进行的是R波峰值位置的确定,其关键在于检测出信号微分小波变换后正负模极大值之间的过零点,该过零点与R波峰值点相对应。
具体本文中采用Marr小波变换进行R波检测,该小波母函数是高斯函数的二阶导数,属于二次微分小波。
Marr小波的母函数可表示为式(1):(1)通过内积运算或查表可得到小波滤波器的系数h和h1,然后通过Mallat快算算法对离散后的心电信号x[n]进行小波分解,则j尺度空间的剩余系数cj,k和小波系数dj,k分别表示如式(2)所示:(2)同样,将尺度空间Vj继续分解,可得任意尺度空间的剩余系数和小波系数。
具体检测方法为:在小波变换尺度4上,分等长区间分别求模极大值,再对这组模极大值求均值,将该均值1/2作为阈值,就可求出过阈值的连续区间中极大值为R波的相应位置。
图3Q、S波检测流程图检测出R波峰值位置后,还需检测Q波和S波,由于Q、S波是高频波,它们的能量主要集中在小尺度上,所以在小尺度上检测Q波和S波。
在R波对应的模极大值对前后的一段时间内分别找模极大值对,若存在模极大值对,说明Q波、S波存在,其过零点或趋零点即为Q波起点及S波终点;若检测不到极大值对,则认为R波极大值对的起点和终点就是QRS波的起点和终点,算法流程图3所示:P、T波检测方式与Q、S波检测方式类似。
3系统软件设计(1)人机交互界面设计系统采用Linux操作系统,GUI开发使用Qt Designer4,Qt是由挪威TrollTech公司出品、功能十分强大并且灵活的开发工具,它是一个跨系统的C++图形用户界面平台,Qt支持Unix、Lin－ux、Windows95/98等多种操作平台,通过移植Qt到开发板,实现了所需功能的人机交互界面。
图4是本文制作的标准Qt界面,配合底层心电采集模块驱动及采集程序,在图形界面下能方便地完成实时心电监测等功能。
图4系统人机交互界面(2)系统算法软件设计在ARM端,采用Linux操作系统作为ARM核底层的操作系统,根据设计需要移植Linux内核到OMAP3530开发板,并完成相应的人机交互界面、主控程序设计。
DSP核运行实时操作系统DSP/BIOS。
用TI公司提供的DVSDK实现ARM和DSP之间的交互。
算法运行时,ARM核打开一个Codec Engine,调用DSP服务器,将数据传递到DSP核,由DSP核运行算法,算法运行完成将结果数据传递给ARM核,清空内存,ARM核关闭Codec Engine。
DSP核如同ARM核的外设,也可理解为一个协处理器,只有再运行算法时才调用DSP核,这就避免了DSP核始终处于运行状态,节省了系统资源。
4设计特点(1)高精度的心电信号处理算法采用的Mallat小波算法对心电信号进行特征提取,较以往传统算法在处理速度、精度和算法的鲁棒性上均有显著提高。
利用小波变换的多尺度特性,在本算法中选择合适的小波级数可以有效的避免频率漂移对滤波效果的影响。
(2)智能诊断的实现设计相对于现有的便携式心电监护设备而言,在充分利用OMAP3530硬件平台强大的控制能力和优秀的数字信号处理能力的,可以实现对心率、R-R间期、P-R间期、QRS间期、Q-T间期等多项特征参数的综合分析和智能判断,从而实现对常见突发心脏类疾病的初步诊断。
同时还设计有动态心电信号采集功能,可为医生准确诊断提供参考。
(3)实时监测、报警功能的实现设计将心电监测装置与CDMA无线通讯模块结合起来,在监测对象心电信号出现异常时能够及时报警,第一时间通知家人和医护人员,尽量缩短病人的获救时间。
(4)良好的人机交互界面整个系统设计运行在OMAP3530ARM的Linux操作系统之上,通过移植GUI。
(下转第156页)技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期嵌入式与SOC迟限度(包括最小延迟)的条件下,对两中大负载情况进行了优化设实验。