便攜式心電檢測系統(tǒng)的設(shè)計.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越來越重視自身的健康問題。心臟類疾病作為一種生活中較為常見的系統(tǒng)疾病，更受到了人們的普遍關(guān)注。目前心臟類疾病的檢測方法有很多如:心電圖、超聲心動圖、X-線等方式。其中心電圖檢測以其簡單、方便、價格低廉等原因成為醫(yī)院普遍采用的檢測方法，其檢測結(jié)果主要以醫(yī)生的經(jīng)驗為主。本文設(shè)計了一款便攜式心電檢測系統(tǒng)，它可以實時采集人體的心電信號，再對采集到的心電信號進(jìn)行特定的處理后，

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

3、計為主;工頻干擾對心電信號的影響最大，為了更好的濾除心電信號中的50 Hz工頻干擾，本系統(tǒng)采用了F42N50濾波芯片來設(shè)計陷波器，其濾波效果明顯優(yōu)于雙T、Fliege陷波器，通過具體的電路測試并達(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: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現(xiàn)信號的A/D轉(zhuǎn)換、信號的實時處理以及設(shè)備的USB通信。
　　(3)無線藍(lán)牙模塊的設(shè)計:為了實現(xiàn)系統(tǒng)便攜的特點，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，實現(xiàn)了無線藍(lán)牙模塊的整體設(shè)計。藍(lán)牙模塊的設(shè)計增加了系統(tǒng)與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸方式，實現(xiàn)了系統(tǒng)與手機以及PC機（帶藍(lán)牙功能）之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。
　　(4)信號的特征提取與分類:為了實現(xiàn)對采

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