基于STM32的MIT-BIH心電信號(hào)管理及回放系統(tǒng).pdf

1、目前,隨著人類生活習(xí)慣的改變、工作壓力的增強(qiáng)和社會(huì)周圍環(huán)境污染的加劇,心腦血管疾病漸漸成為威脅人類生命健康的主要疾病,其造成的死亡人數(shù)中約占世界死亡人數(shù)的三分之一,因此對(duì)心腦血管疾病的預(yù)防和醫(yī)治成為生物醫(yī)學(xué)界的重要課題.近年來(lái)隨著室速/室顫識(shí)別、LOWNS分類、HRV、QT、QTd、TWA等理論檢測(cè)算法的日趨成熟,心電檢測(cè)算法已隨之趨于完善,現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)的日益提高、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛躍發(fā)展,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為一種嶄新的遠(yuǎn)程

2、心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的出世奠定了良好的基礎(chǔ).
　　基于STM32的MIT-BIH心電信號(hào)管理及回放系統(tǒng)主要是用標(biāo)準(zhǔn)心電庫(kù)數(shù)據(jù)文件作為樣本信號(hào)進(jìn)行讀取研究和實(shí)時(shí)回放.采用Visual C++6.0開發(fā)工具建立一心電數(shù)據(jù)管理及回放應(yīng)用軟件,將讀取到的原數(shù)據(jù)在上位機(jī)屏幕上波形顯示,并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟ㄐ握{(diào)整,同時(shí)將數(shù)據(jù)下傳給外部硬件設(shè)備,完成DA轉(zhuǎn)換,為心電監(jiān)護(hù)設(shè)備提供有效的心電數(shù)據(jù)和仿真檢驗(yàn).
　　本論文主要完成了以下幾方面的研

3、究工作:
　　首先解釋了心電生理信號(hào)產(chǎn)生的基本原理,以及對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)心電數(shù)據(jù)庫(kù)及其格式的簡(jiǎn)單說(shuō)明,并介紹了MIT-BIH標(biāo)準(zhǔn)心電數(shù)據(jù)庫(kù)中頭文件、數(shù)據(jù)文件和本系統(tǒng)自添的設(shè)置文件的識(shí)讀方法.具體識(shí)讀過程為:首先識(shí)讀原始數(shù)據(jù)的頭文件,把通道數(shù)、抽樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)、數(shù)據(jù)文件名、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、ADC分辨率、ADC零值、第一個(gè)采樣點(diǎn)值等讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)存中;然后根據(jù)讀取到的文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式和通道數(shù)采取不同的讀取方法將數(shù)據(jù)文件讀取到內(nèi)存中,為系統(tǒng)以后

4、對(duì)原始心電數(shù)據(jù)的使用做好基礎(chǔ)來(lái)源;最后判斷是否有與該文件相對(duì)于的設(shè)置文件,有則讀取設(shè)置文件,通過單通道的cu心律失常數(shù)據(jù)庫(kù)文件cu01和七通道的MIT呼吸暫停數(shù)據(jù)庫(kù)文件slp60為例,說(shuō)明設(shè)置文件中各個(gè)值的實(shí)際意義.
　　其次是管理及回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā).系統(tǒng)的軟件平臺(tái)是基于Visual C++6.0 MFC框架,采用了模塊化設(shè)計(jì),由四大主要模塊組成,包括:數(shù)據(jù)文件的管理、實(shí)時(shí)

5、回放、數(shù)據(jù)文件的設(shè)置和區(qū)間回放的設(shè)置等.其中,數(shù)據(jù)管理模塊主要負(fù)責(zé)完成對(duì)選擇的信號(hào)文件的讀取和打開文件的關(guān)閉;實(shí)時(shí)回放模塊主要是把選擇的信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送到硬件設(shè)備監(jiān)護(hù)儀中,完成原始數(shù)據(jù)的D/A回放,同時(shí),利用了多線程技術(shù),在上位機(jī)上實(shí)時(shí)同步顯示DA轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)波形;數(shù)據(jù)文件設(shè)置模塊是對(duì)波形顯示的一些調(diào)整,如需要選擇的通道、波形的幅度高度、時(shí)間寬度的設(shè)置與調(diào)整;區(qū)間回放設(shè)置模塊主要是對(duì)回放區(qū)間的起點(diǎn)終點(diǎn)的選定,區(qū)間數(shù)據(jù)的保存等.屬性、幫助、關(guān)于

6、為另外三個(gè)輔助模塊,主要是顯示打開文件的基本屬性、幫助文件和系統(tǒng)的版本日期等.硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)采用的是意法半導(dǎo)體公司開發(fā)的基于Cortex-M3內(nèi)核的新型32位微控制器STM32F103RE作為主控芯片,通過USB2.0接收上位機(jī)下行的數(shù)據(jù),在定時(shí)器的觸發(fā)下,由STM32的D/A模塊完成接收數(shù)據(jù)的D/A實(shí)現(xiàn).USB硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序采用WDM模型,選用Windows XP DDK(Build2600)、DriverStudio3.2和VC6.

7、0等作為開發(fā)工具,完成硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)文件的生成.
　　最后介紹了系統(tǒng)軟件平臺(tái)建立過程中采用的關(guān)鍵技術(shù),主要包括以下幾項(xiàng):上位機(jī)應(yīng)用程序?qū)SB設(shè)備的訪問技術(shù)、VC多線程技術(shù)、同步通信機(jī)制、MFC屏幕繪圖中的雙緩沖技術(shù)和上位機(jī)程序的Release版本發(fā)布.
　　在基于STM32的MIT-BIH心電信號(hào)管理及回放系統(tǒng)中,上位機(jī)軟件和STM32硬件設(shè)備的功能效果得到了的初步實(shí)現(xiàn),同時(shí)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的正確生成,也使兩者之間準(zhǔn)確的完成通信