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远程心电监护系统的研究与设计

作　者: 刘自立
导　师: 陈金水；卢建刚
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 远程医疗监护远程心电监护无线片上系统心电信号采集终端监护基站远程监护中心无线通信协议
分类号: R54
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

远程医疗监护特别是远程心电监护对防治心血管疾病有着十分积极的意义,对提高人们的生活质量,促进社会健康协调发展有着极为重要的作用,是近年来国际上共同关注和迅速发展的一个热点问题。本文在国内外远程心电监护研究成果的基础上,采用“心电信号采集终端——监护基站——远程监护中心”的三层结构框架,并在此框架上结合大量实际的设计经验,设计了一个完整、适用、先进的远程心电监护系统。本文所作的主要工作如下：1.系统地介绍了国内外远程医疗技术和远程心电监护系统的发展情况,分析了当前系统所采用的“心电信号采集终端——远程监护中心”的两层结构框架的优缺点,结合实际应用的情况采用一种更为实用的“心电信号采集终端——监护基站——远程监护中心”的三层结构框架,并研究设计了实现方案。2.研究了心电信号的形成原理,针对心电信号的特点和测量时出现的干扰,设计了心电信号采集终端,并就硬件和软件实现的具体问题进行了讨论。3.采用了基于无线片上系统(SoC)技术的无线通信网络用于心电信号采集终端和监护基站之间的数据通信,并根据无线网络的拓扑结构设计了无线通信协议。4.建立了远程监护中心的结构模型,基于这一模型设计了监护基站与远程监护中心的应用层通信协议,采用了MIT-BIH存储格式存储心电信号数据,并开发了远程监护中心管理系统。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 远程医疗概述  11-15
    1.2.1 远程医疗的概念  11-13
    1.2.2 我国远程医疗技术的发展概况  13-14
    1.2.3 我国远程医疗技术的发展趋势  14-15
  1.3 远程心电监护系统概述  15-19
    1.3.1 远程心电监护的背景  15-16
    1.3.2 国内外研究动态及发展趋势  16-18
    1.3.3 远程心电监护系统的研究意义  18-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-22
第二章远程心电监护系统的方案设计  22-32
  2.1 系统总体结构  22-25
    2.1.1 系统总体结构的研究  22-24
    2.1.2 系统总体结构的设计  24-25
  2.2 系统实现方案  25-32
    2.2.1 心电信号采集终端  25-26
    2.2.2 下位通信网络  26-29
    2.2.3 监护基站  29-30
    2.2.4 上位通信网络  30
    2.2.5 远程监护中心  30
    2.2.6 总结  30-32
第三章心电信号采集终端的研究与设计  32-60
  3.1 心电信号采集终端概述  32-38
    3.1.1 心电信号的形成原理  32-33
    3.1.2 心电图的导联  33
    3.1.3 典型的心电波形  33-34
    3.1.4 心电信号的测量分析  34-36
    3.1.5 心电信号采集终端的设计难点  36-38
    3.1.6 心电信号采集终端的技术指标  38
  3.2 心电信号采集终端的硬件设计  38-49
    3.2.1 心电信号采集终端的总体结构设计  38-40
    3.2.2 心电信号的提取  40-44
    3.2.3 心电信号的处理  44-45
    3.2.4 心电信号的传输  45-49
  3.3 心电信号采集终端的软件设计  49-57
    3.3.1 心电信号采集终端的软件设计概述  49-50
    3.3.2 单片机对无线片上系统的配置与操作  50-54
    3.3.3 单片机对无线片上系统的编程技巧  54-57
  3.4 本章小结  57-60
第四章监护基站的研究与设计  60-78
  4.1 监护基站概述  60-61
    4.1.1 嵌入式系统与实时操作系统  60
    4.1.2 监护基站的技术指标  60-61
  4.2 监护基站的硬件设计  61-66
    4.2.1 嵌入式处理器的选型  61-64
    4.2.2 监护基站的总体结构  64-66
  4.3 监护基站的软件设计  66-77
    4.3.1 监护基站软件的设计方案  67-69
    4.3.2 嵌入式系统软件的开发过程  69-70
    4.3.3 对嵌入式处理器操作系统的移植  70-73
    4.3.4 监护基站与心电信号采集终端的通信协议设计  73-77
  4.4 本章小结  77-78
第五章远程监护中心的研究与设计  78-100
  5.1 远程监护中心概述  78
  5.2 远程监护中心的通信设计  78-83
    5.2.1 远程监护中心与监护基站之间的应用层协议  79-80
    5.2.2 远程监护中心与监护基站之间传输的数据包格式  80-83
  5.3 远程监护中心心电数据的存储  83-86
    5.3.1 存储格式的要求  83-84
    5.3.2 MIT-BIH存储格式  84-86
  5.4 远程监护中心管理系统的软件开发  86-99
    5.4.1 远程监护中心管理系统的功能模块  86-87
    5.4.2 远程监护中心管理系统的UML建模  87-92
    5.4.3 远程监护中心管理系统的数据库设计  92-96
    5.4.4 远程监护中心管理系统的用户界面设计  96-99
  5.5 本章小结  99-100
第六章总结与展望  100-104
  6.1 总结  100
  6.2 改进与不足  100-101
  6.3 展望  101-104
参考文献  104-108
作者简介  108-110
作者在攻读硕士学位期间的科研成果  110

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