便携式多功能心率监测仪

作     者：唐笑年 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安刚

授予年度：2004年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

主      题：多功能心率监测仪 便携式监测仪 心电诊断仪 生物电信号 临床诊断 心血管疾病 

摘      要：一、便携式多功能心率监测仪的研究目的 恩格斯在100多年前总结自然科学成就时指出:“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象。生物体当然也不例外，对于生物电现象的研究，只能是在人类对于电现象的一般规律和本质有所认识以后，并随着电测量仪器的精密化而日趋深入。本文首先比较详细地阐述了心率及心电产生的心肌细胞的电生理学基础;这种微观的电活动沿人体这一容积导体传至体表，通过电极传感器便可得到心电波形。多年来，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。以往专门测量心率值的仪器较少，能提供心率变异指标的仪器更是寥寥无几，因为心率仪（计）通常作为心电机的一部分且以前人们对心率变异重要性的认识还不够。心率变异（HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异。HRV是一种能方便地揭示人体植物神经系统控制状态的方法，而占人类疾病70%的身心疾病的病理生理过程，都和植物经神系统的功能状态有关。因此，HRV很可能是今后临床各学科中检查植物神经系统功能状态的较为敏感的手段。由此，基于心肌电生理学的基础上，本课题研制了便携式多功能心率监测仪。它能较准确地测量心率和心率变异值，为医院、社区诊所诊断及家庭和个人监护提供重要的生理指标。 二、便携式多功能心率监测仪的研制方法 心率值有瞬时心率值和平均心率值之分，瞬时心率值是指根据相邻二次心跳间隔时间确定的心率值，平均心率值是指一分钟内心脏实际跳动的次数。两者相比，瞬时心率值更能反映心脏的工作状况。该心率监测仪既在存储器中存储了瞬时心率值和平均心率值，又经简单运算在液晶显示屏上显示出瞬时心率值和平均心率值。便携式多功能心率监测仪根据体表心电来测量心率，并选用胸前导联获取心电信号，它采用8031单片机作为 主处理器，2764EPROM、DALLS1255、ADC0809、8255可编程扩展芯片等硬件并通过软件编程来完成一系列的功能。其基本原理是：由电极从胸前取得心电信号，经前置放大电路放大、滤波后，通过ADC0809将模拟信号转换成数字信号送入8031进行计算处理。处理后，一方面记录、存储、显示心率及心率变异值;另一方面把心率值、心率变异值及心电原始数据通过8031与微机接口传送至微机，存储在磁盘上或可在微机屏幕上直接显示数据和心电波形。 1、硬件布局（见下图） 2、软件流程（见下图） 三、便携式多功能心率监测仪的特色、研制的意义和价值 （1）经试验，便携式多功能心率监测仪测量误差小、数据处理方便、功能强、测量工作量小等优点。它集轻型化、一体化、可视化、可控化等优点于一身。 （2）以往的心率计多用数码管显示心率值：不易识别、易损坏。该心率仪采用液晶显示：清晰、美观、大方。 （3）以往的心率计与微机接口只能传输数据，如心率值，不能传输心电波形并显示在屏幕上（因心电波已被整形失去原有特点）该心率仪软件设计构思不同，保持了原有波形特点，因此不但能将心率值等数据还能将原始心电数据通过与微机接口送至计算机显示并保存。 （4）以往的心率计设计仅能测量心率值，该心率仪还能测量心率变异值，而心率变异更具研究价值。 （5）便携式多功能心率监测仪还备有多个备用键，用于开发更多潜在功能。 1、简易主程序流程图