● 摘要
心脏疾病是影响人类健康的重要疾病之一,世界上心脏疾病的死亡率仍占首位,因此,对心脏疾病的诊断和治疗受到了医学界的高度重视。随着心电图(ECG)的概念被引入医学界,人们一直在致力于心电信号处理系统的研究,如何准确地提取出有用的心电信号,并对之进行合理地分析和处理成为工程界的重要研究课题之一。随着科技的迅猛发展,几十年来心电信号的采集系统和心电信号的处理算法都取得了重大的进展,电子心电信号分析设备的出现有效地为医生的诊断提供了良好的辅助分析手段。但同时也突现出一个重要的问题:电子心电信号分析仪大都体积庞大,价格昂贵,只能为医院等专用医疗机构所拥有。为此,本课题以个人和家庭为出发点,设计了一种便携式心电信号分析系统,该系统具有良好的可靠性和精确性,而且操作简单,体积小,方便携带,很适合家庭和个人的需要,可作为医生对病人诊断、治疗、观察监护的家庭型辅助性设备。由于从人体采集来的心电信号是很微弱的电信号,而且掺杂了多种噪声信号,因此设计良好的模拟电路对心电信号进行有效地处理是本设计的关键所在。本课题中首先设计了心电信号的采集模块,包括导联选择、前端放大、右腿驱动、高通滤波、低通滤波、双T陷波、A/D转换等电路模块;其次设计了基于ARM7TDMI内核的心电信号的数字处理模块;接着设计了下位机算法提取出心电信号中的QRS波群来分析心电信号并且计算心率;最后将下位机得到的数据通过USB和串口传输给上位机进行分析;在上位机我们利用LABView设计了一个心电图分析仪。本设计中下位机硬件电路的设计有效抑制了各种干扰,检测出良好的心电信号;在此基础上,实现了心电波形的识别和分析并且实时计算出心率。课题的研究工作基本上达到了设计的要求,为进一步的产品化打下了良好的基础。
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