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基于Pocket PC平台与蓝牙技术的掌上心电监护仪设计

作　者: 刘欣添
导　师: 肖军
学　校: 东北大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 心电图心脏监护导联 PoeketPC 蓝牙
分类号: TH772.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

心电信号是人类最早研究并应用于临床的生物电信号之一,它比其他生物电信号更易于检测,并具有较直观的规律性,目前仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一。由于心脏病发病时一般具有突发性、短暂性和危险性的特点,所以有必要对患者的心电图进行长时间实时监测,实现及时抢救和疾病预报,目前我国医疗资源仍然十分紧张,远程医疗、社区护理是解决这一问题的有效办法,可供心脏病人使用的便携式心电监护仪,有着广泛的应用前景。本文所述的掌上心电监护仪,就是这样一种12导联无线远程心电监护系统。可以完成对患者二十四小时的动态心脏监护,记录的心电数据可以随时送到或是通过互联网络发送到社区或是医院的心脏监护中心。并且体积小巧、智能化程度高、性能可靠、成本低廉、操作方便、可以获取绝大部分临床所需的心电信息。整机采用分体式结构,包括十二导联同步心电采集盒和Pocket PC心电监护平台两个部分。十二导联同步心电采集盒主要用来同步采集人体十二导联心电数据,并通过蓝牙,无线发送到Pocket PC心电监护平台。心电监护仪的心电数据采集单元采集的是12导联同步心电信号,它与人体之间通过贴在人体表面的电极片和标准12路导联线连接,将心电信号通过导联线送到模拟放大电路。STM32F103RCT6通过八个A/D输入端,同步采样前端模拟电路送来的八个通道心电信号。然后依照公式计算得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6共十二个导联的心电信号。心电数据是通过蓝牙模块发送到Pocket PC上,进行显示和存储的。在本文所述的系统中,采用C#语言,在Microsoft Visual Studio 2008和Windows Mobile 5.0 Pocket PC SDK环境下,编写了Pocket PC心电监护平台软件,可以实现对心电数据的按需实时显示,并可进行智能分析,分析的内容包括心搏总数、最高心率、最低心率、室早数和典型室早发生时间、室上早数和典型室上早发生时间、停搏数和最长停搏时间等等。由于现在的Pocket PC功能很强大,在本文所述的心电监护系统中,仅仅是利用到了Pocket PC的蓝牙无线传达输和显示存储功能。随着技术的进步,可以在此系统的基础上,进一步发展出很多功能类似,但更为行之有效的心电监护系统。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-15
  1.1 选题背景  11
  1.2 研究现况  11-13
  1.3 课题意义  13-14
  1.4 论文组织结构和本人所做工作  14-15
第2章心电信号产生机理及动态心电图  15-21
  2.1 心脏电生理基础  15-16
  2.2 心电信号的特性  16-18
  2.3 动态心电图及其临床意义  18-20
    2.3.1 动态心电图  18-19
    2.3.2 临床意义与适应症  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章系统总体方案设计  21-31
  3.1 设计要求  21
  3.2 总体结构设计  21-23
    3.2.1 国内外同类研究方向  21-22
    3.2.2 总体结构设计  22-23
  3.3 技术可行性分析  23-25
    3.3.1 心电信号的采集  23-24
    3.3.2 心电信号的预处理  24-25
    3.3.3 心电信号分析  25
  3.4 监护仪的软硬件系统设计  25-29
    3.4.1 硬件系统方案设计  25-27
    3.4.2 软件系统方案设计  27-29
  3.5 本章小结  29-31
第4章蓝牙心电采集盒设计  31-61
  4.1 电极和导联接法  31-35
    4.1.1 电极  31-32
    4.1.2 导联  32-35
  4.2 电源电路  35-37
  4.3 前端采集电路  37-46
    4.3.1 设计原则  37-38
    4.3.2 心电信号输入级放大电路和RFI抑制电路  38-41
    4.3.3 时间常数电路  41-42
    4.3.4 主放大电路  42
    4.3.5 陷波器电路  42-46
  4.4 微处理器核心电路  46-50
    4.4.1 STM32F103RCT6芯片介绍  46-47
    4.4.2 供电方案  47-48
    4.4.3 复位电路  48
    4.4.4 可编程电压监测器(PVD)  48-49
    4.4.5 启动模式选择电路  49
    4.4.6 串行单线JTAG调试口(SWJ-DP)  49-50
  4.5 蓝牙数据通讯电路  50-52
  4.6 嵌入式系统软件设计  52-60
    4.6.1 仿真开发环境及仿真工具  52-53
    4.6.2 在EWARM中生成一个新项目  53-54
    4.6.3 心电数据预处理  54-55
    4.6.4 心电数据滤波算法  55-60
  4.7 本章小结  60-61
第5章 POCKET PC平台记录分析软件设计  61-67
  5.1 Pocket PC软件开发环境  61
    5.1.1 Windows Mobile开发简介  61
    5.1.2 开发环境的搭建  61
  5.2 窗体界面设计  61-62
  5.3 导联数据解算  62-63
  5.4 心电信号特征点的检测  63-66
    5.4.1 QRS点的检测  63-65
    5.4.2 J点的检测  65-66
  5.5 本章小结  66-67
第6章系统测试  67-71
  6.1 样机  67
  6.2 临床测试  67-71
第7章结论  71-73
  7.1 本文工作总结  71
  7.2 未来工作展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-79
攻读学位期间发表的论著、获奖情况及发明专利等项  79

基于Pocket PC平台与蓝牙技术的掌上心电监护仪设计

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