医用信号的管理及实时回放系统

作     者：李伟 

作者单位：山东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵捷

授予年度：2011年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：心电监护仪 MIT心电信号 D/A转换 实时回放 动态显示 

摘      要：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也迅速上升,已成为威胁人类身体健康的主要因素之一。对心脏病的诊断和预防已经成为当今医学界面临的首要问题。由于心脏病的发作具有突发性的特点,患者不可能长时间地静卧在医院,但又需实时得到医护人员的监护,所以研发高性能的便携式心电监护仪对于实时检测心脏活动的电信号变化,及时了解心脏状况,对疾病进行预防和诊治方面具有重要的意义。在现有的医疗和科技的背景下,凸显在医学监护领域已经朝着个人化、便携化和多功能化的方向发展,因而需要这样的系统来顺应社会的发展。 作为远程心电监护仪器研制中的重要组成部分,本文设计的医用信号管理与实时回放系统具有重要意义。本系统搭建的试验数据平台,能实现对一些国际标准的医用信号进行实时回放,还可以对部分数据记录截取保存,反复回放观测,提供给心电信号研究者使用。 本文主要完成了以下几个方面的工作： (1)首先分析了典型心电波形图的基本结构,列举了目前国际上通用的主要数据库。详细说明了各个数据库中记录文件的特点,结合数据库记录的特点,我们按照特定的格式对数据库中各种记录文件进行识读,这为以后数据的存储、再次开发、应用于仿真实验打下了良好的基础,并为后面的管理系统提供基础保障。 (2)接着详细介绍了系统的整体设计,包括软件系统和硬件系统的设计。系统设计目的是为心电监护系统提供标准心电信号,并将信号输出到心电监护系统中用于仿真实验,同时还能对不同心电信号进行显示、片段截取和实时回放。软件部分采用了模块化设计,包含三个主要模块：心电数据管理模块、信号实时回放模块和屏幕检索浏览模块。心电数据管理模块主要功能,是从心电数据库中按照一定的格式识读心电记录,可以为其他模块提供准确的心电数据。信号实时回放模块是将心电数据输出到监护仪硬件中,同时在PC机上实时地回放心电波形。屏幕检索浏览模块实现了在上位机屏幕中静态地显示心电波形,还可以对波形进行整体浏览,同时也能实现对片段记录的截取和保存,并把保存的记录文件内容重复播放观看。介绍了各个模块工作的具体流程,并对一部分功能进行了图示说明。硬件系统设计中,根据系统回放对硬件的要求,我们主要介绍了具有D/A转换功能的基于USB2.0的MP411板卡,并对MP411的性能指标和心电幅度标尺的选取做了说明,最后对其主要微控制器CY7C68013芯片进行了说明。 (3)最后介绍了系统所采用的软件工具和一些关键技术,分析了选择VisualC++6.0编程工具的原因,对MFC基础类库中各个类的作用做了解释,详细介绍了MFC中最重要的消息运行机制。对实现系统功能所采用的相关技术,比如：对话框和菜单操作、双缓冲技术绘图、多线程技术、波形实时动态回放等都做了详细的解释。本论文对上述各项工作进行了充足的准备,各个模块的功能经过反复调试得到了很好的实现。该系统可作为心电监护仪的信号源输出心电信号,也可用于计算机仿真和心电算法的验证,为远程心电监护设备的研究提供了基础保证。