无线心电采集传输系统

作     者：杨子龙 

作者单位：南京大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卞春华

授予年度：2012年

学科分类：07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：心电信号 拐点检测 MSP430 差分阈值 

摘      要：随着社会的发展,生活节奏越来越快,心脏系统疾病已逐渐成为威胁人类身体健康最重要的疾病之一,并且由于心脏系统疾病在发作时具有突发性、难以预测性以及高度危险性,因此对心脏疾病进行及时而又准确的检测显得尤为重要。在对心脏系统疾病检测诊断过程中,心电图是重要依据之一。准确地采集到连续实时的心电信号对于心脏系统疾病的临床诊断具有重要意义。随着芯片技术和通信技术的更新发展以及人们对健康要求的不断提高,便携式心电信号监测设备开始涌现并越来越受到欢迎。考虑到单片机的功能越来越全面,价格越来越低,因此以单片机为核心结合目前成熟的短距离无线通信技术的心电信号监护系统将是今后心电监护设备研究的一个重要发展方向。 目前,心电信号采集处理技术在研制多功能心电监护仪过程中依旧起到重要作用。本文在对心电信号的采集、传输、预处理以及特征点分析技术进行深入研究的基础上,根据对未来医疗监护设备发展趋势的判断,结合微功耗MSP430系列单片机和片上系统型无线通信芯片CC2430的特性,设计了一个低功耗、实时且便携的心电信号采集、无线传输以及自动分析系统,并且能够对心电信号进行预处理,拐点检测与提取,显示软件设计与实现,使系统得以智能化、数字化以及微型化。系统包括心电波形显示,特征参数分析,心率报告等功能。 本文首先对心电信号的研究现状与发展前景进行了认真的研究与探讨,并在此基础之上提出系统设计的必要性与可行性,定下系统设计所包含的功能。接着详细介绍与系统有关的知识信息内容,包括心电信号的基本概念,心电图的定义与其在临床诊断中存在的价值,心电信号在采集过程中存在的干扰,还介绍了目前几种流行的短距离无线通信技术,为系统确定了设计的内容与方向。然后对系统设计过程中所涉及到的硬件部分分别介绍,包括硬件系统的组成部分,包括MSP430单片机以及CC2430等芯片的组织形式,数据传输的协议与机制以及所要实现的功能,并详细阐述了系统设计过程中数据传导部分的工作流程架构。最后给出系统软件部分的实现与完善过程,包括对心电信号的预处理,心电波形图的拐点检测,以及显示界面的搭建与完善。该界面是在Microsoft Visual C++6.0软件平台下利用MFC开发的,具有信号接收、心电处理和心电分析等功能。 通过客户端应用程序的测试以及对自动分析的心电信号与人工识别的心电信号进行对比,本系统设计的便携实时的心电信号采集系统实现了预期目标,为后续临床进一步的诊断奠定了良好的基础。