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基于无线传输的十二导联便携式心电监护系统的设计与实现

基于无线传输的十二导联便携式心电监护系统的设计与实现

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作者：王思毅北京邮电大学

学位级别：硕士

医疗卫生事业的发展在我国经济发展中具有重要的意义,能够促进我国社会经济的长远发展,促进全民身体健康。随着我国科技经济的腾飞,人们的生活开始向智能化的方向发展,健康成为了首要关注的问题。心电监护是其早期预防和诊断心脏类疾病... 详细信息

医疗卫生事业的发展在我国经济发展中具有重要的意义,能够促进我国社会经济的长远发展,促进全民身体健康。随着我国科技经济的腾飞,人们的生活开始向智能化的方向发展,健康成为了首要关注的问题。心电监护是其早期预防和诊断心脏类疾病的重要手段,在医疗监护中具有极其重要的意义。十二导联心电监护系统能够监测更加全面的心电信息,具有重要的医疗诊断意义。从人体采集的十二导联标准心电信号的数据准确性和传输稳定性有助于帮助医生准确地对心血管疾病患者的心电波形进行特征分析。终端设备通过十根导联线采集到八路心电信号,并通过数学计算得到十二导联心电数据在监护端进行实时显示和记录。基于监测到的心电波形图及心电信号的特征判断患者的心血管疾病。相比单导联及其他多导联监护设备,十二导联心电监护设备能得到更加全面的诊断信息,对医生诊断和患者心血管疾病治疗更具有医学价值。基于此背景,提出了基于无线传输的十二导联便携式心电监护系统的研究设计课题。本论文的主要研究内容如下:1.研究了十二导联心电信号导联结构和心电波形的特征。针对心电采集过程中存在的噪声干扰,通过合理设计硬件电路对心电信号进行滤波放大处理,并结合本系统的实际情况根据所得到的八路心电信号通过一定的数学计算得到十二导联心电数据传输至PC机进行实时波形显示。2.完成了十二导联便携式心电监护系统的电路原理设计与PCB板的设计、布局和制作。设计了前端采集电路模块和信号处理模块,前端采集电路模块主要包括采集缓冲电路、右腿驱动(RLD)电路、威尔逊中心(Wilson Center)电路、差分放大电路和多级放大电路。信号经过三级硬件滤波电路、RLD电路可以有效减小采集过程中的噪声干扰。信号处理模块的核心采用了具有低功耗高性能特点的MSP430中央处理芯片,控制导联切换芯片和模数转换芯片并得到心电数字信号。3.设计了中央处理芯片的软件程序。控制导联切换芯片得到多路信号,实现了模数转换芯片的采样过程。配置芯片内部的数据通讯模块,实现了串口通信及无线传输。设计50Hz数字滤波器从软件处理层面上消除工频干扰对心电信号的影响。4.分析了不同类型无线传输技术的特点,针对本系统对低功耗的需求采用了 Zigbee无线传输技术。配置了 Zigbee协调器参数,采用了树状组网满足高效率的无线通信。十二导联心电信号通过Zigbee无线传输至PC端,心电信号监护软件能够实时显示十二导联心电信号波形图。5.设计了基于labview的十二导联心电监护显示软件。心电信号显示软件根据信号流向采用图形化的编程方式进行程式设计,具有灵活性和兼容性的特点。本系统设计的显示软件通过对八路心电信号进行数据采集并计算得到十二路心电数据,实现十二导联心电波形的实时显示。6.进行了系统实测,对实验结果进行了分析,并对心电监护系统的无线传输功能进行了测试,能够无线传输心电数据,实现十二导联心电波形的远程监测。

关键词：十二导联心电监护系统无线传输硬件滤波数字滤波 labview显示软件

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