心电信息远程监测系统的构建与实现
便携式移动心电监护系统由心电监护仪
心电图(ECG)是心脏疾病诊断的重要手段。常规心电图是病人在静卧情况下由医院的心电图仪记录的短时间心电活动，由于心脏病发作带有很大的偶然性和突发性，所以在非发作期做常规心电图检查获取疾病信息的几率很低。因此，将心电监护从病床边、医院内扩展到家中，实现实时远程监护具有重要的现实意义。 互联网尤其是无线网络的迅速普及促使嵌入式技术应用的条件日趋成熟，此外，心电监护对心脏病诊断的重要性也使得远程监护也具有现实的可能性。 本文主要研究并设计了一套实用的便携式移动心电监护系统。通过该系统可以随时随地将患者的心电信号通过GPRS网络无线发送到设在医院的PC机上，或者将心电数据先存储在本系统中，然后再通过USB实现高速回放。 系统的总体设计 本文所设计的便携式移动心电监护系统由心电监护仪、通信网络和监护中心三部分组成(如图1所示)。其工作过程如下： 心电监护仪由患者随身携带，通过粘贴式电极可随时采集用户的心电数据，并进行放大、滤波、A/D转换，然后存储到串行闪存中。当存储一定时间的心电数据后，可以通过GPRS 无线上网，利用无线网络将数据传送给位于监护中心的上位机。也可通过USB直接连接到上位机，进行本地高速回放。 本文将重点介绍心电监护仪的设计。由于是便携式设备，所以设计时必须考虑尽量降低功耗、体积和成本。经过反复地分析比较，最终决定采用Z-World公司的工业级控制芯片Rabbit30 00微处理器作为心电监护仪的主芯片。 尽管Rabbit3000是8位微处理器，但其内存空间可达1M，主频可达22M。它具有丰富的接口资源，共有40条并行I/O口线(与串行口共用)。此外，该器件的功耗非常低，处理器时钟可由32.768KHz振荡器驱动，并将主振荡器断电。此时电流约为100μA，而处理器仍能保持每秒10,000条指令的执行速度。 系统硬件设计 在进行总体硬件设计时，以Rabbit3000高性能微处理器为核心，利用外部接口扩展了512K 的并行Flash和512K的SRAM，存储空间达到1M，并扩展了USB接口。利用串行接口扩展了串行Flash、A/D转换和无线模块MC35。以下重点介绍无线模块和USB模块的硬件设计。 1. 无线模块MC35硬件设计 无线模块负责完成心电数据的无线传送。为实现此功能，本系统采用了西门子公司的MC35模块。这是西门子公司首款支持GPRS的GSM/GPRS模块，体积小巧，易于集成到便携式终端中。通过串行口连接，使用AT命令对该模块进行控制和数据传送。 西门子公司的MC35模块具有一个40脚的零插入力连接器，该连接器中提供了串行接口、音频接口、SIM接口、状态引脚、电源接口等接口，通过这些接口与SIM卡座、天线以及
心电监护系统设计毕业设计
基于C8051F320单片机的低成本心电监护系统设计 1 引言 虚拟医学仪器充分利用计算机丰富的软硬件资源，仅增设少量专用软、硬件模块，便可实现传统仪器的全部功能及一些传统仪器无法实现的功能，同时缩短了研发周期。本系统由两部分组成：以C8051F320单片机为核心的数据采集装置和以PC机为平台的分析处理系统。设计中充分考虑数据采集装置体积小、功耗低、操作快捷的要求，因此全部采用SMT封装的元器件。PC监护终端通过USB 接口接收数据，传输速率高;采用图形编程语言LabVIEW编写显示、存储、分析处理等功能程序。该系统可实时监护并提供心动周期，心率等参数，也可进行数据的存储回放，为心血管疾病的诊断提供依据。系统的软件开发和硬件与上位机软件的集成测试表明，系统运行稳定可靠，取得了预期效果。 2 系统硬件设计 该系统由C8051F320数据采集模块和PC机两部分组成，如图1所示。 图1 系统框图 数据采集模块主要由心电采集电路和基于C8051F320单片机的DAQ接口卡构成，如图2所示。 图2 数据采集模块图框 该模块通过C8051F320片上A/D转换器采集经预处理的心电信号，再将其由USB总线传输至PC机显示。PC机部分主要是软件设计，包括通过C8051F320单
片机片上USB主机API函数和LabVIEW软件编写数据采集图形用户界面;实现接收、显示和处理由数据采集模块通过USB接口发送采集数据的程序。LabVIEW应用程序和C8051F320应用程序均采用Silicon Laboratories公司的USB Xpress 开发套件的API和驱动程序实现对底层USB器件的读写操作。 心电信号属于微弱信号，体表心电信号的幅值范围为1~10 mV。在测量心电信号时存在很强的干扰，包括测量电极与人体之间构成的化学半电池所产生的直流极化电压，以共模电压形式存在的50 Hz工频干扰.人体的运动、呼吸引起的基线漂移，肌肉收缩引起的肌电干扰等。采用遥测HOLTER三导联线和一次性心电电极与人体接触，能很好地减小运动和呼吸引起的肌电干扰。前端放大器采用具有极高共模抑制比(CMRR)的仪用AD620放大器，放大倍数约为50倍;并采用0.05~100 Hz的带通滤波器和50 Hz的陷波电路，抑制信号的基线漂移、高频噪声及工频干扰。为了充分利用A/D转换的精度，在转换前先将信号放大到A/D 转换电路参考电压的70%左右，考虑到信号中会附加直流成分，需在A/D转换电路前增加电平调节电路。个体心电幅度的差异要求电路中设计程控放大电路，又为了便于心电信号的标定和考虑到实际器件放大倍数与理论值的偏差，在程控放大电路前设置一个手动可调的放大电路(1～10倍)。 综上分析，心电采集与程控放大部分应包括：AD620前端放大、0.05~100 Hz 的带通滤波、50 Hz陷波、手动放大、程控放大和电平提升等电路。其中程控放大功能利用CD4051电子开关的数字选通实现，具有1～50倍的调节范围。 为减少系统功耗，应采用低功耗、集成度高的器件。该系统选用 C8051F320单片机作为数据采集卡的核心部件。该器件是完全集成的混合信号系统级器件，具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令集完全兼容，片内集成了数据采集和控制系统常用的模拟、数字外设及USB接口等其他功能部件。外部电路简单，易于实现，如图3所示。
可穿戴式心电监护系统设计及实现_薛诗静
织物电极作为心电测量终端的接触电极。织物电极属干电极，电极的阻抗相对于传统的黏贴式AgCL-Ag 电极阻抗高，且它不需要使用粘合剂和凝胶膜，接触不固定会造成接触阻抗的改变，这给我们提取人体心电信号造成了一定的困难。高阻抗的干电极容易受到噪声的干扰，噪声来 。通常较为有效的方法是在电极后面接一个缓冲放大器，其作用就是将高阻抗信 低阻抗信号不易受到噪音的干扰[5-6]。 用于将提取到微弱的心电信号有效地耦合到后面的信号处理电路中，电路结构见图3。该电路由电容和电阻构成一个无源高通滤波器。如果R2C1=R3C2=τ，那 ，截止频率为。 在选择参数的时候，电阻阻值越大越好。大阻值的电阻能带来较高的输入阻抗，方便信号的提取。同时根据心电信号的频谱特征设计无源高通滤波器的截止频率为0.5 Hz。选 为：R1=R2=R3=R4=1.5 MΩ，。同时该交流耦合电路起到了抑制电极端直电数据存储功能，并能够与电脑进行串口通信，上传采集 单片机系统设计框图， 考虑到系统的低功耗性，微处理器我们选择公司的MSP430F149 型号芯片。单片机内部集成ADC、SPI 和串口通信等功能模块，满足本系统需求。根据心电信号的频谱特点及电路设计获取的心电频谱范围，设置心电信号采样频率为150 Hz。心电监护系统存储模块选用的是华邦的W25Q256 flash Hz 采样频率计算，每次采样存储 连续存储病人24 h的心电数据。MSP430 W25Q256 Flash芯片相连接，通过 的读写操作。系统采用单片机内部集成的 位机进行串口通信，上传 用户的使用，本文中采用 功能，用户直接使用USB 线与电脑连接进行通信。 图2 模拟前端电路结构图 图4 单片机系统结构图 中国医疗设备 2015年第30卷 01期
频谱心电图临床应用
频谱心电图临床应用 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
频谱心电图 频谱心电图简介 FCG是有中科院工程院士封根泉八十年代创立的，其依据成熟的生物工程自动控制原理，把心脏搏动类比为工程自动控制系统，对心电信号振幅（功率）在时域和频域上的变化进行分析。经过三十多年临床应用证明，FCG对隐匿性心肌缺血、心肌损伤有较高敏感性，其为心肌病变、冠心病的早期诊断提供了一种简单无创的监测方法。 频谱心电图工作原理 频谱心电图是将人体V5导联和Ⅱ导联心电信号，通过计算机用快速傅立叶变换，将心电信号转化成各个频率成分功率大小分布图，而且还将这种相对关系引申到2个导联心电信号的相互比较，并由计算机计算，绘制成9幅函数图及32项分析参数，形成频谱心电图。 采用V5导联和标准Ⅱ导联的心电信号，进行功率、频域、时域三维分析，其中包括： 1, 心电功率谱、 2，传递函数相移、 3，脉冲响应、 4，相干函数、 5，相关函数 如下图：
功率图： 正常功率图特征： 心电功率谱是由一组间距相等的波峰（称为谱线）组成的，P1称为基波，P2、P3、P4等称为谐波，心电功率谱的正常图形有以下特征： 1、前4条谱线较为明显清晰，谱线为尖锐的单峰，奇数谱线一般高于其后的偶数谱线； 2、谱线等间距； 3、功率谱第一峰称为基波，它与受检者的心率相对应，因此可按第一峰出现的位置而确定心率。心率＝基波频率×60 4、功率谱由第一峰（基波）和第二、三、四等高次谐波所组成。直流分量加上基波，二、三、四次谐波，占心电总功率的90%以上。 正常功率图
新型便携式心电监测仪的设计原理
新型便携式心电监测仪的设计原理 一、绪论 心血管疾病是目前对人类危害最大的一种疾病，而心电图是检查、诊断和预防该类疾病的主要手段 和依据。由于传统的基于PC机平台的心电监护仪，价格昂贵，体积庞大，不便于移动且主要集中在大医院，而无法实时监护患者的病情，给医生和病人带来了很大的不便。近年来，随着嵌入式和网络通讯技术的飞速发展，我们研制出一种基于ARM7处理器的新型嵌入式心电监护仪，它采用Samsung公司的一款ARM7TDMI核的RISC的32位高速处理器S3C44B0X,具有成本低、体积小、可靠性高、操作简单等优点，适用于个人、中小医院和社区医疗单位，为家庭保健（HHC）和远程医疗（Telem edicine）等新兴的医疗途径提供良好的帮助与支持。 二、系统的工作原理 图一新型嵌入式心电监护仪的系统结构框图 心电信号通过专用电极从人的左右臂采集到后，送入信号调理电路，先经过前置放大器初步放大，经高通滤波滤除直流信号及低频基线干扰后，由后级放大器放大，再经滤波器进一步滤除50HZ的工频干扰，经低通滤波器后得到符合要求的心电信号，由模拟信号输入端送入ADC，进行高精度的A/D转换。为了更好的抑制干扰信号和防止导联松动及脱落，我们在电路中还引入了右腿驱动电路和导联脱落检测电路。系统控制核心采用Samsung 公司的S3C44BOX,液晶显示屏（LCD）建立良好的人机交互界面，采集到的信号可以通过LCD实时显示和回放，数据通过因特网基于TCP/ IP(传输控制协议、网际协议) 顺序可靠地传输数据到心电监护中心,为医护人员及时准确的诊断提供参考。嵌入式实时操作系统采用现在流行的uClinx,管理协调各模块工作，为系统可靠的运行提供保证。 三、系统硬件模块设计 3．1、信号调理电路 信号调理电路主要包括：放大器、带通滤波器、陷波器等。 图二心电前置放大电路
单片机实现三导联远程心电监护
用单片机实现三导联远程心电监护系统1 引言 随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快，心血管疾病的发病率迅速上升，已成为威胁人类躯体健康的要紧因素之一。而心电图则是治疗此类疾病的要紧依据，具有诊断可靠，方法简便，对病人无损害的优点，在现代医学中，变得越来越重要。常规心电图是病人在静卧情况下由心电图仪记录的心电活动，历时仅为几s～1 m，只能猎取少量有关怀脏状态的信息，因此在有限时刻内即使发生心率失常，被发觉的概率也是专门低的。因此有必要通过相应的监护装置对患者进行长时刻的实时监护，记录患者的心电数据。又由于心脏病的发生具有突发性的特点，患者不可能长时刻地静卧在医院，但又需实时得到医护人员的监护，因此研发相应的便携式无线心电监护产品就显得更加重要。 目前虽讲国内已有成型的无线心电监护产品，但其采纳的方案大差不多上“采集器+发送器（PDA或手机）”，这必定导致其价格昂贵，
且PDA或手机的其他功能关于绝大部分患者完全没有必要，因此到目前为止国内有用的无线心电监护产品领域依旧空白。本文所述的远程心电监护系统是在医院的提案基础之上，进行充分调研之后设计的总体方案，要紧实现如下功能：三导联心电信号采集；无线传输紧急情况下40 s的心电数据及诊断结果；24小时心电图连续记录；通过高速USB上传心电数据至PC机；紧急呼叫。 2 系统总体设计 作为便携式手持远程移动终端，在设计时应充分考虑其体积小，功耗低，存储容量大和处理速度高的要求，因此在CPU的选择上十分慎重。通过资料收集和反复比较，最终选择了Samsung公司推出的基于ARM920T内核的S3C2410处理器，该处理器资料丰富，性价比高。采纳RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：体积小，功耗低，成本低，性能高；支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集；大量使用寄存器，使指令执行速度更快；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。 能够看出基于ARM的嵌入式处理器是便携式手持终端的最佳选择，因此在设计系统方案时首先定位在该系列处理器上。S3C2410处理器基于ARM920T处理器核，采纳0.18 μm制造工艺的32位微操纵器，采纳五级流水线和哈佛结构，最高运行频率为203 MHz。该处
基于LabVIEW的心电监护系统设计 精品
基于LabVIEW的心电监护系统设计 摘要 心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。心电监护系统可以及时获取患者的心电信息，以便及时发现异常情况，采取相应的处理措施，是降低心脏病死亡率的有效手段之一。 美国国家仪器有限公司(National Instruments，简称NI)开发的虚拟仪器编程语言LabVIEW提供丰富的函数库，利用I/O接口设备完成信号的采集和测试，利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理，利用计算机显示器来模拟传统仪器的控制面板，从而利用计算机仪器系统技术来完成各种测试功能。 本文通过对国内外医疗系统发展的分析，针对现代医疗监护系统的要求，利用LabVIEW平台开发了基于虚拟仪器的心电监护系统。 首先，根据心电信号的特点，设计心电采集模块，包括心电前置放大器，右腿驱动电路，高通滤波器，低通滤波器，可变Q值50Hz双T陷波电路和增益可调电路。 其次，软件上采用LabVlEW强大的图形语言，设计了操作简单、界面优美的PC机测试系统，包括对采集上来的心电信号、脉搏信号的分析处理和显示存储，同时设置了自动报警系统，操作者可以实时监测被测者的心电情况，便于及时做出诊断，及早治疗。 关键词：虚拟仪器；心电信号；LabVlEW；实时监测
ABSTRACT Heart disease is one of the major diseases which is a serious threat to human health and life. ECG monitoring system can access to the ECG information of patients tim- ely and then detect anomalies and take corresponding measures, which is an effective means of reducing mortality of heart disease. National Instruments Developed a Virtual Instrument language--LabVIEW：it has abundant functions．Using I/O instrument realize acquisition and testing of signals，using powerful software realize calculating and analyzing and disposing of data, using the displayer to simulate the tradition control panel．in order to realize all kinds of testing functions through computer． Based on the analysis of the foreign Telemedicine development，according to the recent Telemedicine requirements．design a system based on Virtual Instrument．Firstly, electro-cardio signal collective module，including ECG signal preamplifier, high-pass filter，low-pass filter,50 Hz double T trap filter with adjustable Q value，circuit with adjustable gain，has been designed according to the ECG feature．Second，using powerful graph language LabVIEW，designed an easy to operate and beautiful PC Test system，including the analysis ,disposal , display and store the ECG data and pulse data. meanwhile，by designing auto—alerting system，the operator Can measure the ECG quality of the patient real time，then Can give the diagnoses and treatment． keywords：Virtual Instrument ；ECG data ；LabVIEW ；real-time detection
远程心电系统市场分析报告(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】 远程心电系统市场分析报告 一、远程心电出现的背景 （一）心脑血管慢性病持续增长 近年来，心血管类疾病的死亡率在我国居民总死亡的比例中居高不下，中国每年有200万人死于心脑血管疾病（人民网）。 心电图应用于临床近100余年，是心血管疾病诊断的重要常规方法之一，但心血管疾病往往呈阵性发作，发作时间短，患者平时往往不能发现，这给诊断带来一定困难。心脏病患者和一些心脏疾病高危人群需长期关注自己的心脏状况，定期随时请求医生的帮助，建立有效地延伸到医院以外的远程监护及救护体系，是提高心血管疾病防治水平的有效途径。现在，远程心电监测技术就弥补了这个需求，它能捕捉到一过性异常心电信号。如果患者坐在家中或走在路上感到心脏不适，即可随时记录心电图，医生通过工作站接收便会及时看到心电图并做出诊断反馈用户，为患者及时治疗赢得了时间（山西省汾阳医院网站2010-01-15）。（二）区域协同医疗的发展趋势 长期以来，由于医疗资源短缺且配置不均衡，导致了80%的优质医疗资源向城市集中，而80%的农村服务对象卫生资源日渐紧张。医患之间显著的“二八”差异，多少年都解决不了。2004年，在国家中长期发展战略研究中，首次提出现代服务业概念。现代服务业是指通过科技手段、信息技术、管理理念，实现对传统服务业的改造和提高。卫生事业的现代服务业目标，是根据卫生事业的现状、分布、资源利用的问题，对传统的医疗卫生行业进行改造。2006年11月，科技部共拨出2000万元资金，实施区域协同医疗示范工程。区域协同医疗主要通过数字化的医疗新模式以及供应链、价值链等现代管理方法，建立区域协同医疗共享平台。
动态心电图临床应用规范
动态心电图是将患者昼夜日常活动状态下的心脏电活动，用３通道或多导联记录器连续２４ｈ，有的可４８ｈ或更长时间记录，在专业技术人员干预下经计算机分析处理，并打印出图文分析报告和各类明细数据。动态心电图则可对日常活动中心脏增加负荷时的心肌供血状况、心肌细胞缺氧后的状况以及夜间深睡时自主神经调节失衡状态的心律状况进行检测。它不仅是心律失常、无症状心肌缺血首选的无创性检查方法，而且也可用于药物疗效的评价和起搏器功能的评定。尤其是它可捕捉复杂疑难心电图，是临床心血管疾病诊断无可替代的重要手段。２动态心电图的临床应用范围 ①对间歇性或阵发性的症状进行检测，并对患者有症状时相关的心律失常进行诊断以及对运动时胸痛患者加以评估。②对不明原因的晕厥、先兆晕厥头晕、黑蒙现象以及发作性心律失常的患者进行定性和定量分析，并对心律失常患者给予危险性评估。③协助鉴别冠心病心绞痛的类型，如：变异型心绞痛、劳力型心绞痛、卧位性心绞痛，尤其是无症状性心绞痛。④对已确诊的冠心病患者进行心肌缺血的定性定量及相对定位分析。⑤对心肌梗死或其他心脏病患者的评估以及生活能力的评定。⑥评定窦房结功能，并可对心脏的变时性功能作初步评估。⑦评定抗心律失常和抗心肌缺血药物的疗效。⑧评定ＩＣＤ和起搏器的起搏与感知功能以及起搏器的参数和特殊功能对该患者适宜与否。⑨检测长ＱＴ综合征、心肌病等患者出现的恶性心律失常。瑏瑠可进行心率变异性、心室晚电位、ＴｐＴｅ间期、Ｔ波电交替、窦性心率震荡、ＤＣ（心率减 速力）、ＤＲ以及睡眠呼吸暂停综合征等检测分析，并可根据这些无创的高危预测指标为患者进行危险分层和风险评估，以便给予有效的干预性治疗。 ３基本技术指标 动态心电图系统是由记录系统、回放分析系统和打印机３部分组成。专业人员应该对记录器影响心电图波形质量的关键指标大概了解，即频率响 应、采样率和分辨率。 ３．１频率响应频率响应是电子学领域中用来衡量线形电子学系统性能的主要指标。目前多数记录器的频响范围是０．５～６０Ｈｚ，低频下限频率过高时，
基于OMAP3530的远程心电监护系统设计
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 of the 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--
远程心电监护
远程心电监护 远程心电监护系统的整体功能是监护病人的心率异常情况，如果检测心率异常则通过gPsone 获取病人位置信息并通过CDMA 传输到医院监护中心，或者连接到个人PC 机，然后通过Internet 网传输到医院监护中心。因此，远程心电监护系统可以从心电监护部分、定位及数据传输部分、监护中心服务器三个部分来设计。系统整体结构如图所示。 (1)心电监护终端。采集人体心电信号并对信号进行分析; (2)定位及数据传输模块。实现对病人的准确定位和对数据的远程传输，当心电监护终端检测心率异常时就把数据传输到该模块。 （3）Boa 服务器，即个人PC 机，病人可以将采集到的心电信息由Boa 服务器通过Internet 传输到医院监护中心 (4)中心服务器。远程接收心电数据由医生或专家进一步分析决定治疗方案，并对监护终端进行远程控制 一．心电监护终端硬件设计 人体心电信号经过采集电路处理后，得到稳定且可供S3C2440采集的信号，并保存、显示在终端设备上，通过CDMA 模块实现定位并发送数据，或者家庭PC 机(本地服务器)控制终端设备，实现数据回传，最后医院监护中心通过浏览器模式登陆到家庭PC 机服务器后，便可对病人的心电信号进行查看并控制等，实现真正意义上的“远程现场模拟诊断”。
心电处理电路 输入缓冲电路 电极从体表采集心电信号，经导联线传到输入缓冲电路，该输入缓冲电路为电压跟随器。该电路的特点是输入阻抗很高，而输出阻抗很低，便于和后级放大器匹配。该电路的作用是将人体与前端放大电路隔离、提高输入阻抗、稳定输入信号、提高实际的共模抑制比、充分发挥AD620的性能。电路如图所示。电路中电阻R16的作用是能与人体阻抗匹配，人体阻抗大小在500k 以上，取R16=I00K 。 导联选择电路 输入缓冲电路的输出信号经导联选择电路进行导联选择。导联选择电路由威尔逊网络和多路开关集成电路构成。威尔逊网络是用9个电阻组成的平衡电阻网络。6个20K 电阻组成三角形，如图中电阻R24、R25、R27、R34、R35、R36。3个30K 电阻组成星形，如图中电阻R26、R28、R29。顶点LA 、RA 、LL 通过输入缓冲电路分别与左臂、右臂、和左腿电极相连，顶点LALL 、RALL 、RALL 为加压肢体导联的相应参考点，中心C 为威尔逊网络中心端，均连接到多路开关集成电路的输入端。中心端C 的电位与人体电偶中心点的电位相等，均可视为零电位。
动态心电图临床应用进展
动态心电图（Holter）临床应用进展 （北京大学第一医院/杨虎） 动态心电图仪（Dynamic Electrocardiograph,DCG）又称Holter;是随身佩带的小型心电记录器，可连续24小时以上记录受检者在日常活动过程中的心电信息，然后通过主机回放、分析、诊断，并打印出心电图波形和诊断报告。 动态心电图从1957年发明、60年代初开始临床应用。动态心电图仪由心电记录器和计算机回放系统组成。常规心电图一般仅记录数分钟的心电信号，而动态心电图具有可以在日常活动中连续记录24小时或更长时间的心电信号的特点，因而对一过性心电异常有很高的检出率，现已成为临床上重要的心电监测技术。 随着现代医学和电子学技术的发展，动态心电图（HoLTER）仪器设备，检查项目新月异，临床应用等也迅速发展了。 一、动态心电图仪器进展
心电记录器：又称为长时间动态心电监测系统。早期主要采用磁带记录技术大多数磁带记录器采用模拟记录方式，，磁带信息存储量大，多数磁带记录器采用模拟记录方式，磁带资料可长期保存，价格较低。缺点是使用时间较久后易出现机械故障。数字式记录器：数字式记录器以能存储数码的数字式存储器作为存储介质，包括超大规模集成存储芯片、微型磁盘、也可以使用数字式盒式磁带。超大规模集成存储芯片主要使用快闪式存储器（Flash memory）。快闪存储芯片可以直接组装在记录器中。也可以组装成一个部件称为快闪存储卡（Flash memory card）。目前内存芯片已由4MB已发展到64 MB，128 MB，256 MB以上。大容量的固态存储器，体积小、无机械性磨损问题，不存在数据压缩间题，可不失真全信息数字化记录，全信息的记录24 小时，48 小时多导联的Holter心电图。记录质量较高。体积微型化，。工作电池由9V积层电池发展到一节5号电池1。5V就可工作。数字化电路广泛应用。使频响、采样率均明显提高，有些仪器采样率达到1000 HZ，可清晰记录出患者的起搏器发放的脉冲信号。以利于对起搏心电图，和起搏器工作状态的分析。 Holter心电图记录导联进展 目前有三通道3导联；三通道正交投影12导联，三通道正交投影18导联；八通道12导联；十二通道同步12导联心电HOLTER。实现十二通道12导联Holter心电图记录。
心电监护系统的设计
目录 一、心电信号的特征 (2) 二、系统硬件设计 (3) 2.1 右腿驱动电路 (4) 2.2前置放大电路的设计 (5) 2.3二级放大高通、低通滤波电路设计 (6) 2．4双T有源陷波器电路设计 (7) 2．5电压提升电路 (8) 三、系统软件设计 (10) 四、嵌入式Web 服务器的设计 (12) 4.1 嵌入式Web 服务器概述 (12) 4.2 嵌入式Web 服务器的移植 (12) 4.3 动态心电监护网页设计 (14) 五、总结 (15) 六、课程设计总结 (16) 七、主要参考文献 (17)
远程心电监护系统的设计 本文设计了一种远程心电监护系统监测仪。该设备主要由两部分构成，第一，以安有Linux操作系统且嵌有Web服务器的家庭PC机为本地服务器；第二，以基于$3C2410硬件平台和Linux操作系统构成的的嵌入式系统为终端采集设备。在设计时为了方便病人，对于终端设备，一方面可以受家庭PC机服务器的控制，另一方面也可以独立工作。独立工作模式即终端本身提供了对心电信号的各种控制，诸如采集、停止、回放、查找、保存等功能。 一、心电信号的特征 一般电信号有三大特征：幅度、频谱及信号源阻抗。作为生物电的心电信号也是如 此，同时心电信号属于强噪声下的低频微弱信号，它是由复杂的生命体发出的不稳定 的自然信号，由于受到人体诸多因素的影响，因而有着一般信号所不具有的特点。 (1)信号弱：由于心电信号是从人体的体表进行提取的一种生物电信号，因此信号一般十分微弱，心电信号为mV(毫伏)级信号，幅值大约为0．03一--4mV，典型值为lmV。 (2)不稳定性：人体是一个与自然界有着密切关系的开放性系统，人体可能处在各种电磁、噪声等环境中，这就使得心电信号存在了不稳定性和随机性。 (3)低频特性：人体心电信号频率较低，频谱范围主要集中在为0．05，．--lOOHz。 (4)高阻抗：人体作为心电的信号源，拥有可达几k Q到几十k Q的高阻抗，因此 这个特性容易引起心电信号测量的失真。
基于无线通信的心电监护系统设计
基于无线通信的心电监护系统设计 摘要：设计了基于无线网络的远程心电监护系统，该系统方便医生实时了解病人的身体状况，患者可以得到及时、准确的医疗救护。系统中应用了性能优化的CC2530芯片，通过无线通信的方式，完成心电信号的监护。最后经过通过仿真测试，证明了所设计系统的有效性。 关键词：心电信号无线通信监护系统CC2530 The Design of ECG Monitoring System Based on Wireless Network Abstract : The design of the remote ECG monitoring system based on wireless network, the system is convenient for the doctor real-time checking the patient´s physical condition, the patients can obtain timely medical accurate treatment .The CC2530 chip is applied in the system for its optimization performance through wireless communication. Finally, through the simulation test, which proves that it is effective for the designed system. Key Words: ECG Signals;Wireless Communication;Monitoring System；CC2530 心血管疾病的死亡数字令人心惊，如果得心血管疾病的人都住院，在很大程度上浪费资源。因为很多人一两年都不会突发疾病，而
远程心电监测系统的研究与设计
远程心电监测系统的研究与设计 2009-04-19 09:17:31 来源：中电网 关键字：远程心电监测系统MSP430F449 GPRS RS 232 李婧，刘知贵，李彬 (1．西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010；2．安阳师范学院河南安阳455000) 作为心脏病临床检查的常规方法，心电图具有无创伤、操作简单、出图快等特点，对于各种心律失常和传导障碍的诊断具有决定性作用。随着计算机网络、通信等相关技术的迅速发展，心电图检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。截至目前，国内已经研发出了通过固定电话传输心电信号的心电传输系统，由于干扰大、成本较高，并未应用于临床。为此，本文将研究设计一种低成本、低功耗、携带方便的无线远程心电监测系统，从而为心脏病患者提供方便的远程心电监测服务功能。 1 系统概述 远程心电监测系统由心电检测终端、无线通信网络、医院监护中心组成，结构框图如图1所示。 心电检测终端用来采集和检测患者的心电信号，然后通过GPRS无线网络传输到医院监护中心，医院监护中心的上位机通过网络接收到心电数据后，医生可以运用上位机中的心电分析软件对患者的心电信号进行分析和分类存储。该心电检测终端也可以通过RS 232串口将心电数据直接传输到计算机中。 2 系统硬件设计 为设计一款体积小、功耗低、处理速度高的心电检测终端，本系统采用TI公司生产的MSP430F449单片机作为微处理器，该单片机的工作电压在1.8～3.6 V之间；当工作在1 MHz，2.2 V活动模式状态时，电流才为280μA；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
远程心电监护系统软件需求规格说明书-0411
BMS-SP-RDM-T03 远程心电监护系统 软件需求规格说明书 文件编号YCXD/ BMS-SP-RDM-T03 文件状态[ ]草稿[√] 正式发布[ ]正在修改 当前版本 1.0 拟制日期 审核日期 批准日期
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目录 1 引言 (6) 1.1 目的 (6) 1.2 背景 (6) 1.3 术语与缩写解释 (6) 1.4 参考资料 (7) 2 项目概述 (9) 2.1 软件系统目标 (9) 2.2 软件系统功能概要 (10) 2.2.1远程心电监护系统结构图 (10) 2.3 软件系统中的角色 (11) 2.4 实现语言 (11) 2.5 用户特点 (11) 3 功能需求 (11) 3.1 日常业务管理 (11) 3.2 数据挖掘 (13) 3.3 远程会诊 (13) 3.4 系统管理 (14) 4 非功能性需求 (15) 4.1 运行需求 (15) 4.2 性能需求 (15)
4.3 数据管理能力要求 (15) 4.4 故障处理要求 (16) 4.5 其他专门要求 (16) 5 运行环境规定 (16) 5.1 设备 (16) 5.1.1 服务器 (16) 5.1.2 客户端 (17) 5.1.3 系统存储 (17) 5.2 支持软件 (18) 5.2.1 服务器网络端口 (18) 5.3 接口 (19)
1引言 1.1目的 本文档明确定义了用户对《远程心电监护系统》的业务需求，包括功能需求和非功能需求，是用户进行系统验收、设计人员进行系统设计和测试人员进行系统测试的主要依据。预期读者为： ?项目管理人员； ?业务需求人员； ?系统分析人员； ?系统设计人员； ?系统测试人员。 1.2背景 萝岗区区域医疗正在着力构建横向从医院、社区到疾控、妇保、急救等公共卫生单位，集合市民从出生到死亡的所有保健、诊断、用药和检查检验数据，通过电子健康档案的方式实时管理共享。为进一步消灭“信息孤岛”和“信息烟囱”，打破传统医疗卫生信息系统的“条线分割”，萝岗区加快智慧健康保障体系基础设施平台建设。 在这个背景下，需要建立区域心电网络平台，以卫生局智慧医疗平台为核心，在萝岗区建立连接社区服务中心和基层医院。在会诊中心解决医院内的心电检查基础上，实现对远程社区和分院的心电会诊。在心电远程会诊实现的基础上，可以扩展到Holter、动态血压的远程会诊，实现高端的医疗资源覆盖到社区和分院。同时解决区域电子病历的完整性和基层看病难看病贵的问题。 1.3术语与缩写解释
基于51单片机的无线心电监护系统设计
基于51单片机的无线心电监护系统设计 1 引言随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，健康已成为人们关注的焦点。心脏疾病是危害人类健康的一大杀手，其偶然性与突发性的特 点使得心电监护系统具有重要的临床应用价值。由于传统的心电监护仪不能进 行远距离的实时监护，所以便携式无线心电监护系统显得更加重要。无线医疗 监护系统主要由生理信息与数据采集、无线数据通信、控制和显示等单元组成。目前国内已有用于临床的无线心电监护产品，但其采用的方案大都是“采集器+ 发送器(PDA 或手机)”，从成本上看其价格昂贵；从无线传输方面看，大多是将心电数据以模拟信号传输，这必然导致信号在传输过程中发生失真。此外，由 于人体电阻差异导致心电信号在1～10 mV 之间变动，固定放大倍数系统缺乏适应性。基于此，这里提出基于C8051F320 单片机的无线监护系统。该系统分为数据采集盒和PC 监护终端两部分。数据采集盒在设计中充分考虑其体积小、功耗低、操作快捷的要求，因此全部采用SMT 封装的元器件；PC 监护终端通过USB 接收数据。采用VC++编写显示、存储、分析处理和报警等功能程序。实验结果表明该系统能满足病人在100 m 范围内活动，并能根据不同病人选择合适的放大倍数；由于心电信号在数据采集盒内经MD 转换器处理后才发送，信号抗干扰能力更强。 2 系统硬件设计2．1 系统整体构成系统南数据采集盒和PC 监护终端两部分构成，见图1。数据采集盒采用C8051F320 单片机为核心采集心电数据并控制程控放大器，采用NRF24L01 模块收发数据与PC 监护终端通信。PC 监护终端中C8051F320 单片机通过NRF24L01 模块接收心电数据并通过自带的USB 接口将数据送至PC 机。
频谱心电图临床应用
频谱心电图 频谱心电图简介 FCG是有中科院工程院士封根泉八十年代创立的，其依据成熟的生物工程自动控制原理，把心脏搏动类比为工程自动控制系统，对心电信号振幅（功率）在时域和频域上的变化进行分析。经过三十多年临床应用证明，FCG对隐匿性心肌缺血、心肌损伤有较高敏感性，其为心肌病变、冠心病的早期诊断提供了一种简单无创的监测方法。 频谱心电图工作原理 频谱心电图是将人体V5导联和Ⅱ导联心电信号，通过计算机用快速傅立叶变换，将心电信号转化成各个频率成分功率大小分布图，而且还将这种相对关系引申到2个导联心电信号的相互比较，并由计算机计算，绘制成9幅函数图及32项分析参数，形成频谱心电图。 采用V5导联和标准Ⅱ导联的心电信号，进行功率、频域、时域三维分析，其中包括： 1, 心电功率谱、 2，传递函数相移、 3，脉冲响应、 4，相干函数、 5，相关函数 如下图： 功率图：
正常功率图特征： 心电功率谱是由一组间距相等的波峰（称为谱线）组成的，P1称为基波，P2、P3、P4等称为谐波，心电功率谱的正常图形有以下特征： 1、前4条谱线较为明显清晰，谱线为尖锐的单峰，奇数谱线一般高于其后的偶数谱线； 2、谱线等间距； 3、功率谱第一峰称为基波，它与受检者的心率相对应，因此可按第一峰出现的位置而确定心率。心率＝基波频率×60 4、功率谱由第一峰（基波）和第二、三、四?等高次谐波所组成。直流分量加上基波，二、三、四次谐波，占心电总功率的90%以上。 正常功率图 功率谱的具体指标
1、R21 (P2波与P1波之比） （Ratio of 2 by 1) 正常值定义：P2/P1 < R 2/1指标阳性功率谱图形 (P5波或以后的波与P1波之比）（ Ratio of 5 by 1) 正常值定义：MAX(P5,P6,P7,…)/P1 < LO1指标阳性功率谱图形 4. LO3 （P3波过低， Low 3）正常值定义：P3 > mm LO3指标阳性功率谱图形 . HIA （P1至P4波过高， High All） 正常值定义：P1+P2+P3+P4 < 60 mm HIA指标阳性功率谱图形 LOA （P1至P4波过低， Low All） 正常值定义：P1+P2+P3+P4 > 10 mm LOA指标阳性功率谱图形 临床意义