家用智能心電監(jiān)測分析儀

　　本系統(tǒng)主要部分為智能心電監(jiān)測分析，輔助以上位機存儲及顯示軟件。根據(jù)系統(tǒng)要求心電監(jiān)護儀不僅能夠?qū)崟r采集心電數(shù)據(jù)及顯示心電波形，還需具備實時顯示心率及數(shù)據(jù)分析的功能。要實現(xiàn)上述功能，需要一款功能強大、外設(shè)接口豐富，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高速的實時心電信號處理的處理器。出于人機界面友好的設(shè)計理念，運行過程中將顯示多幅圖片，這對處理器的存儲空間提出了很高的要求。基于以上考慮，本系統(tǒng)選擇了億旗公司的BF533(7.1)開發(fā)板做為設(shè)計主板，它含有觸摸屏、SPI、SPORT、UART等外接端口并且含有128Mbytes的同步存儲空間，符合本系統(tǒng)的設(shè)計需求。

　　智能心電監(jiān)護分析部分主要分為前端模擬信號采集、數(shù)據(jù)處理及分析和數(shù)據(jù)傳輸三部分。前端電路的設(shè)計制作包括放大電路、導(dǎo)聯(lián)選擇電路、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路等單元。監(jiān)測分析儀以ADSP-BF533作為處理器，循環(huán)采集8導(dǎo)心電信號，實時計算心率，并能做簡單的病情分析，最后給出心電健康指數(shù)。本系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉蟮男碾娦盘栠M行系統(tǒng)存儲以方便用戶查看歷史數(shù)據(jù)，也能將數(shù)據(jù)傳輸部分由串口將采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機程序。

　　上位機軟件可對收到的數(shù)據(jù)進行存儲及顯示，并可以進行心率、QRS間期等重要心電參數(shù)的計算，方便醫(yī)生的進一步診斷。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　功能與指標(biāo)

　　智能心電監(jiān)測分析部分

　　(1)采集功能：前端模擬采集電路能夠準(zhǔn)確采集10導(dǎo)心電信號，分別為：RA、RL、LA、LL、V1～V6。

　　(2)顯示功能：用戶進入導(dǎo)聯(lián)選擇界面后，可任意選擇12導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)心電信號中的一導(dǎo)顯示，也可以選擇12導(dǎo)全部顯示。

　　(3)歷史數(shù)據(jù)讀取功能：進入系統(tǒng)后用戶可以選擇新建采集或者讀取歷史數(shù)據(jù)。

　　歷史數(shù)據(jù)有各家庭成員上次采集的歷史數(shù)據(jù)。

　　(4)實時心率計算功能：選擇任一導(dǎo)顯示心電波形的同時會顯示實時心率計算結(jié)果。

　　心率測量準(zhǔn)確度：±1次/分鐘。

　　(5)自動分析功能：采集心電信號一段時間后，檢測分析儀將自動進行數(shù)據(jù)分析，并給出病情分析和心電健康指數(shù)。

　　(6)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測功能：在檢測過程中若顯示50Hz正弦波及其諧波波形，說明導(dǎo)聯(lián)脫落或未連接好。

　　上位機軟件部分

　　(1)通信功能：通過串口接收檢測分析儀采集到的心電信號數(shù)據(jù)。

　　(2)存儲功能：將數(shù)據(jù)保存在上位機中，可隨時調(diào)用。

　　(3)顯示功能：可選擇任意一導(dǎo)心電信號在窗口中顯示，通過互聯(lián)網(wǎng)接入遠(yuǎn)程醫(yī)療專家會診，方便醫(yī)生觀察診斷。

　　(4)參數(shù)計算功能：將心電信號的心率、R-R間期等重要參數(shù)計算并顯示出來，輔助醫(yī)生診斷。

　　硬件設(shè)計

　　前端的硬件采集部分主要完成心電采集、放大、濾波和AD轉(zhuǎn)換等功能。整個硬件框圖如圖2所示。

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)的設(shè)計要求，需要在電路前端采集10導(dǎo)心電信號，分別為右臂電極RA、左臂電極LA、右腿電極RL、左腿電極LL、胸部6個電極V1～V6。右腿驅(qū)動主要用于消除諸如50/60Hz這樣的共模信號及位移電流。LA、LL、V1～V6八導(dǎo)信號經(jīng)過輸入緩沖級放大電路作為輸入端傳送到AD8221放大電路;RA經(jīng)過同參數(shù)緩沖級放大電路，作為參考端信號輸送到AD8221。經(jīng)過AD8221放大，得到八路信號LA-RA,LL-RA,V1-RA～V6-RA。將該八路信號分別送到導(dǎo)聯(lián)選擇器的輸入端，根據(jù)地址選擇信號的輸出，后經(jīng)50Hz陷波電路，高通、低通濾波電路，電平抬升電路以及AD轉(zhuǎn)換電路后輸送到BF533的SPORT口，進行后續(xù)的數(shù)字信號處理。