基于模糊控制的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)

　　目前，以采集心電信號(hào)、分析和診斷為主的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于心臟系統(tǒng)疾病的預(yù)防、診斷發(fā)揮了很大的作用。但是此類心電監(jiān)護(hù)儀只能是在病人靜態(tài)或者病人要在特殊的情況下才能使用，對(duì)心臟病人的要求太高特別是心臟病疑似病人和早期的心臟病患者，影響他們正常的工作生活;而另一類便攜式心電監(jiān)護(hù)儀，其24小時(shí)可以監(jiān)護(hù)，但是其存儲(chǔ)需要大量的空間，對(duì)于心電信號(hào)的回放也需要大量的時(shí)間，鑒于以上兩個(gè)問題，本文設(shè)計(jì)基于模糊控制的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀。他在克服以上兩個(gè)問題的同時(shí)也突破以往在線診斷疾病的單值處理，能夠更加準(zhǔn)確地判斷心電信號(hào)正、異常實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)出報(bào)警。

　　1 系統(tǒng)總統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　根據(jù)心電信號(hào)特征、生物信號(hào)處理系統(tǒng)和現(xiàn)代心電監(jiān)護(hù)技術(shù)發(fā)展要求，本系統(tǒng)選用高速SOC系列單片機(jī)C8051F020作為心電監(jiān)護(hù)儀的主芯片實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　(1) 測(cè)量具有無創(chuàng)、安全、準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)等;

　　(2) 操作方便，測(cè)量簡單，不影響待監(jiān)護(hù)病人的正常的生活;

　　(3) 能實(shí)時(shí)分析心電信號(hào)并判斷信號(hào)正、異常，初步診斷出監(jiān)護(hù)病人的心電異常疾病;

　　(4) 16 MB的FLASH存儲(chǔ)器能夠24小時(shí)存儲(chǔ)使用者的異常信號(hào);

　　(5) 系統(tǒng)出錯(cuò)的報(bào)警功能;

　　(6) 能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的異常心電信號(hào)通過USB接口轉(zhuǎn)移到PC機(jī)上做進(jìn)一步的心電信號(hào)診斷。

　　1.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　本系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。

　　首先從電極電路采集被測(cè)對(duì)象的微弱的心電信號(hào)，然后對(duì)此信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理后一支直接進(jìn)入主控芯片，另一支進(jìn)入導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)電路，然后再與主控芯片C8051F020連接。信號(hào)進(jìn)入主控芯片C8051F020之后，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、存儲(chǔ)、判斷、傳送等功能。

    1.3 系統(tǒng)總體流程圖

　　系統(tǒng)總體流程圖如圖2所示。

　　心電自動(dòng)分析的主要目標(biāo)是進(jìn)行心律失常診斷。臨床上對(duì)心律失常的自動(dòng)診斷就是結(jié)合節(jié)律分析和波形形態(tài)分析，對(duì)測(cè)得的心電波形識(shí)別分類，并根據(jù)預(yù)先確定的診斷標(biāo)準(zhǔn)或判據(jù)做出相應(yīng)的臨床診斷。而本設(shè)計(jì)是根據(jù)所提取的特征值結(jié)合醫(yī)學(xué)知識(shí)和醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)完成判斷的。

　　首先根據(jù)下列判據(jù)對(duì)待檢測(cè)病人進(jìn)行初步的診斷：

　　心動(dòng)過速 R-R間期<0.5 s(120次/min);

　　心動(dòng)過緩 R-R間期>1.5 s(40次/min);

　　停搏和室顫 在一段較長時(shí)間內(nèi)沒有QRS波，一般這個(gè)時(shí)間>1.6 s;

　　漏搏 一個(gè)R-R間期大約是以前平均R-R間期的2倍后并且沒有出現(xiàn)一次早搏的就是作為漏搏檢出，如果R-R間期大于平均的2倍但小于1.5 s，則作為房竇停止檢出;

　　室性早搏 室性早搏成對(duì)(連續(xù)出現(xiàn)兩次室性早搏)：室性二聯(lián)律(正常和室早交替出現(xiàn)連續(xù)兩次以上);室性三聯(lián)律(正常、正常和室早交替出現(xiàn)連續(xù)兩次以上)，都?xì)w為室性早搏。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜，需要進(jìn)一步用邏輯模糊分析判斷;

　　R落在T上(R on T) 這是在心室復(fù)極化時(shí)期(T波)出現(xiàn)的PVC，由于T波無法檢測(cè)，所以只有靠節(jié)律分析;

　　插入性期前收縮 是沒有代償停歇的早搏，早搏的R-R間隔大致等于早搏前的平均R-R間隔;