MSP430單片機在醫(yī)療設備行業(yè)的應用

作者：時間：2012-04-04 來源：網(wǎng)絡

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圖5 系統(tǒng)軟件功能框圖

心電信號的軟件數(shù)字濾波

由于心電信號會不可避免地混入50Hz工頻干擾，同時從人體獲得的心電信號還含有由皮膚阻抗、呼吸及放大器的溫度漂移等產(chǎn)生的基線漂移,而僅僅依靠硬件很難將其理想濾除，因此采用軟件數(shù)字濾波的方法。圖6顯示了用MATLAB對加噪心電信號利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾的仿真實驗結果。實驗原始數(shù)據(jù)取自MIT/BIH心電數(shù)據(jù)庫中的一段波形。由于實驗采用的是矩形窗模擬濾波，在恢復時域信號時會有振鈴效應，因此在實際使用中可根據(jù)需要選用合適的窗函數(shù)。

從濾波與處理效果看，快速傅里葉變換可得到信號的全部頻譜，便于進行針對性處理，且可選擇的窗函數(shù)多，對50Hz頻移有很好的濾除效果。而自適應模板法與數(shù)學形態(tài)濾波法則分別適用于50Hz工頻干擾的去除與基線漂移及高頻噪聲干擾的去除。本系統(tǒng)將以上三種濾波方法結合起來使用，當需要在液晶屏上顯示心電波形時采用自適應模板法與數(shù)學形態(tài)濾波法，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機中時可以采用快速傅里葉變換法對心電信號進行精確處理。

心電圖機PC機端輔助軟件的開發(fā)

本文設計的心電圖機配有基于Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境編寫的PC機軟件以擴展系統(tǒng)功能。將心電圖機與PC機連接后，啟動Windows心電數(shù)據(jù)采集程序即可在計算機屏幕上看到實時采集的心電波形，PC機心電信號顯示界面如圖7所示。

圖6 利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾后的心電信號

圖7 PC機心電信號顯示界面

結束語

本文設計的心電圖機采用了TI公司的高性能單片機MSP430FG4616和16通道低噪聲Δ-Σ架構的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能準確獲取反應心電特征及其變化規(guī)律的心電信號，并可通過單片機的控制在液晶屏上以圖形方式顯示和存儲，為實現(xiàn)家庭醫(yī)療遠程診斷進行了前瞻性的研究。與常規(guī)設計相比，本系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強等特點，具有良好的應用前景。