具有远程诊断功能的便携式心电监护系统的设计

发布时间：2020-08-01 06:51

【摘要】：根据我国的现状,我国即将进入老龄化的时代,老年人是心脏疾病的高发人群,并且心脏疾病在潜伏期不易被察觉。心电图可以实时反映心脏的状态,然而医院的心电监护仪的体积比较大,使用价格比较昂贵,现在的一些便携式心电监护系统抗噪性能较差,缺少检测异常心电的功能,目前市场上急需一种便于携带并且能实时对心脏进行监测的系统。本文设计一种具有远程诊断功能的便携式心电监护系统,本系统由下位机硬件平台、手机端和远程诊断平台三部分组成。选用DSP芯片作为便携式心电监护系统下位机硬件平台的主控芯片。围绕DSP芯片设计硬件电路,其中包括:主控单元电路、液晶模块电路、通信模块电路、心电信号采集模块电路。心电信号在采集过程中,受到基线漂移、肌电干扰和工频干扰等噪声的影响,严重影响后期对心脏功能的诊断。本文通过经验模态分解法对心电信号进行分解,再分别与FIR带通滤波器和小波阈值滤波相结合去除噪声,进而得到比较纯净的心电信号。然后对心电信号的特征值进行提取,对QSR波群定位使用自适应阈值差分法,本算法时效性相对较高,对P波与T波也进行了定位。将得到的数据与异常心电图的特征值进行对比,进而可得出初步的诊断结果。将心电数据以及初步诊断结果在下位机显示屏上进行显示,同时可以通过通信模块将其发送到手机端,再由互联网将实时心电数据上传到远程医生诊断平台,可由专业医生为用户进行诊断。该系统具有体积小、成本低和运算性能高的特点,因此它具有一定的实际应用价值。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH789
【图文】：

蓝牙,模组,实物

2-3 外扩 RAM 的接口电路-3 Circuit diagram of RAM in RS232 通信是应用较多，它主要应用于点到点多的系统之间的通信。W通信的优点，但是在数信技术的分析，蓝牙通功能是将经 DSP 芯片处手机端可以实时了解自为 CSR 公司的 BC4171式为蓝牙 2.0 的规范，工灵敏性高、低功耗、串口应的软件，适用于各种I/ O7NCA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9WE111213141516171819202122XA1D7XA0XA2XA4XA3XA5XA7XA6XA8XA9XWEn

分解图,心电信号,分解图,低频噪声

- 20 -图 3-2 心电信号的 EMD 分解图Fig. 3-2 EMD decomposition figure of ECG signal心电信号的能量大部分在 0.05~45Hz 之间，用 EMD 算法主要是区分信号imf 的分量是高频噪声为主导还是低频噪声为主导，以便于运用相应的算法滤除不同频率的噪声。以 λ 为评估系数，该系数来区分原始信号的本征模态函数是高频噪声主导还是低频噪声为主导，取k 个函数，平均周期与平均能量密度分别为kkNTnum(3-7)( )21( )Nkikimf iEN (3-8)

频谱图,信号滤波,原始信号,频谱图

- 23 -图 3-4 原始信号与信号滤波后的频谱图Fig. 3-4 The frequency spectrum of the original signal and the signal after filterin用 MIT-HIB 数据库中 109 号心电信号为原始心电信号，该心电信移与工频干扰的噪声，使用 MATALB 对原始信号进行上述的滤波处理，进而得到去噪完成的心电信号，FIR 带通滤波器与 EMD 结图如图 3-3 所示。其中(a)为 109 号心电信号波形，(b)为去除基线扰的心电波形，可以看出基线漂移噪声已被去除。原始信号频谱频谱图如图 3-4 所示。其中(a)为原始信号的频谱图，(b)为去噪后

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