便攜式心電檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷得到提升。生活上的壓力讓人們?cè)絹?lái)越重視自身的健康問(wèn)題。心臟類(lèi)疾病作為一種生活中較為常見(jiàn)的系統(tǒng)疾病，更受到了人們的普遍關(guān)注。目前心臟類(lèi)疾病的檢測(cè)方法有很多如:心電圖、超聲心動(dòng)圖、X-線等方式。其中心電圖檢測(cè)以其簡(jiǎn)單、方便、價(jià)格低廉等原因成為醫(yī)院普遍采用的檢測(cè)方法，其檢測(cè)結(jié)果主要以醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)為主。本文設(shè)計(jì)了一款便攜式心電檢測(cè)系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)采集人體的心電信號(hào)，再對(duì)采集到的心電信號(hào)進(jìn)行特定的處理后，

2、將心電信號(hào)是否正常的檢測(cè)結(jié)果反饋給測(cè)試者，從而實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)快速檢測(cè)的目的。本系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩個(gè)部分組成，其系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)如下:
　　(1)系統(tǒng)前端硬件電路的設(shè)計(jì):心電信號(hào)是一種微弱信號(hào)，在采集過(guò)程中很容易受到各種噪聲的干擾。前端硬件電路設(shè)計(jì)的主要作用是對(duì)微弱的心電信號(hào)進(jìn)行放大和濾除心電信號(hào)中的各種干擾。放大電路的設(shè)計(jì)主要采用AD620與OPA227實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)1000倍左右的放大。濾波電路的設(shè)計(jì)主要以工頻陷波電路的設(shè)

3、計(jì)為主;工頻干擾對(duì)心電信號(hào)的影響最大，為了更好的濾除心電信號(hào)中的50 Hz工頻干擾，本系統(tǒng)采用了F42N50濾波芯片來(lái)設(shè)計(jì)陷波器，其濾波效果明顯優(yōu)于雙T、Fliege陷波器，通過(guò)具體的電路測(cè)試并達(dá)到了較好的50Hz陷波效果。為了保證人體的安全，前端硬件電路與人體連接的每一個(gè)電路中都串聯(lián)了一大電阻以減少流經(jīng)人體的電流。
　　(2)微處理器模塊的設(shè)計(jì):為了減少系統(tǒng)功耗、方便系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，本系統(tǒng)采用了超低功耗、支持USB2.0功能模塊

4、的MSP430F5529作為系統(tǒng)的微處理器。微處理器的主要作用為實(shí)現(xiàn)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)的實(shí)時(shí)處理以及設(shè)備的USB通信。
　　(3)無(wú)線藍(lán)牙模塊的設(shè)計(jì):為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)便攜的特點(diǎn)，以HC-05藍(lán)牙模塊為基礎(chǔ)結(jié)合微處理器UART功能模塊的編程，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線藍(lán)牙模塊的整體設(shè)計(jì)。藍(lán)牙模塊的設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與手機(jī)以及PC機(jī)（帶藍(lán)牙功能）之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。
　　(4)信號(hào)的特征提取與分類(lèi):為了實(shí)現(xiàn)對(duì)采

5、集心電信號(hào)的檢測(cè)，本文初步探討了利用雙譜估計(jì)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為特征提取方法的有效性。通過(guò)利用提取的心電特征向量和KNN單類(lèi)分類(lèi)器實(shí)現(xiàn)了正常與非正常心電信號(hào)的正確檢測(cè)。
　　(5)系統(tǒng)測(cè)試:為了驗(yàn)證系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)的正確性，對(duì)系統(tǒng)硬件與軟件的各個(gè)部分進(jìn)行了一定的功能測(cè)試，其中軟件部分主要使用了MATALB和LabVIEW混合編程的方式來(lái)搭建系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)。
　　通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體的功能測(cè)試，系統(tǒng)能夠較好的實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)