家用智能心電監(jiān)測(cè)分析儀

　　本系統(tǒng)主要部分為智能心電監(jiān)測(cè)分析，輔助以上位機(jī)存儲(chǔ)及顯示軟件。根據(jù)系統(tǒng)要求心電監(jiān)護(hù)儀不僅能夠?qū)崟r(shí)采集心電數(shù)據(jù)及顯示心電波形，還需具備實(shí)時(shí)顯示心率及數(shù)據(jù)分析的功能。要實(shí)現(xiàn)上述功能，需要一款功能強(qiáng)大、外設(shè)接口豐富，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高速的實(shí)時(shí)心電信號(hào)處理的處理器。出于人機(jī)界面友好的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)行過(guò)程中將顯示多幅圖片，這對(duì)處理器的存儲(chǔ)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(kāi)發(fā)板做為設(shè)計(jì)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(chǔ)空間，符合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。

　　智能心電監(jiān)護(hù)分析部分主要分為前端模擬信號(hào)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(jì)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(cè)分析儀以ADSP-BF533作為處理器，循環(huán)采集8導(dǎo)心電信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算心率，并能做簡(jiǎn)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?hào)進(jìn)行系統(tǒng)存儲(chǔ)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(jī)程序。

　　上位機(jī)軟件可對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及顯示，并可以進(jìn)行心率、QRS間期等重要心電參數(shù)的計(jì)算，方便醫(yī)生的進(jìn)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(cè)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(hào)，分別為：RA、RL、LA、LL、V1～V6。

　　(2)顯示功能：用戶進(jìn)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(hào)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(jìn)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(shí)時(shí)心率計(jì)算功能：選擇任一導(dǎo)顯示心電波形的同時(shí)會(huì)顯示實(shí)時(shí)心率計(jì)算結(jié)果。

　　心率測(cè)量準(zhǔn)確度：±1次/分鐘。

　　(5)自動(dòng)分析功能：采集心電信號(hào)一段時(shí)間后，檢測(cè)分析儀將自動(dòng)進(jìn)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(cè)功能：在檢測(cè)過(guò)程中若顯示50Hz正弦波及其諧波波形，說(shuō)明導(dǎo)聯(lián)脫落或未連接好。

　　上位機(jī)軟件部分

　　(1)通信功能：通過(guò)串口接收檢測(cè)分析儀采集到的心電信號(hào)數(shù)據(jù)。

　　(2)存儲(chǔ)功能：將數(shù)據(jù)保存在上位機(jī)中，可隨時(shí)調(diào)用。

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

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

　　硬件設(shè)計(jì)

　　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(gè)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(jì)要求，需要在電路前端采集10導(dǎo)心電信號(hào)，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(gè)電極V1～V6。右腿驅(qū)動(dòng)主要用于消除諸如50/60Hz這樣的共模信號(hào)及位移電流。LA、LL、V1～V6八導(dǎo)信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入緩沖級(jí)放大電路作為輸入端傳送到AD8221放大電路;RA經(jīng)過(guò)同參數(shù)緩沖級(jí)放大電路，作為參考端信號(hào)輸送到AD8221。經(jīng)過(guò)AD8221放大，得到八路信號(hào)LA-RA,LL-RA,V1-RA～V6-RA。將該八路信號(hào)分別送到導(dǎo)聯(lián)選擇器的輸入端，根據(jù)地址選擇信號(hào)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(jìn)行后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理。