穿戴式单导联ECG监护系统的设计
发布时间：2021-10-31 18:59
心脏类疾病的突发性使得一些非持续性的异常心电信号难以被及时捕捉。有时在出现不适症状后再去医院做心电图已经无法对患者做出正确的诊断与治疗。随着心血管类疾病发病率逐年上升,对心脏活动进行24小时实时监护并做出辅助诊断的需求日益增加。而传统ECG监护设备导联数众多,没有考虑多样化的应用场景,有着便携性不足的缺陷,因此研究更便捷的ECG监护系统十分必要。随着微电子、医疗等行业不断技术融合,可穿戴式ECG监护设备逐渐成为研究的热点。本文设计了一套可穿戴式单导联ECG监护系统,其包括三个部分:心电监护硬件、作为硬件载体的心电监护衣和便携式心电监护终端。为了提高穿戴的舒适性,硬件采取FPC柔性电路板设计,经设计后电路板尺寸为6.4cm×5.7cm;为了实现辅助诊断的功能,首先采用数学形态学方法提取R波,随后结合窗口扫描法依次提取出Q波、S波、P波和T波,在此基础上计算出具有医学价值的心电特征参数,参照临床标准进行四类心拍的识别以及常见心律失常的辅助诊断;为了实现远程监护的功能,一方面采用网页发布实现心电信号的远程网页端实时动态传输,另一方面通过调用百度地图逆地理编码API将数字化的经纬度信息转换为可...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 穿戴式心电监护系统研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的主要工作以及章节安排
第二章 系统总体设计以及相关技术理论
2.1 系统设计需求分析
2.2 系统总体方案设计
2.3 心电信号生理学基础及测量原理
2.3.1 心电信号产生机理
2.3.2 典型心电图
2.3.3 心电信号特征及噪声来源
2.4 心电图导联体系及与穿戴式背景结合
第三章 可穿戴心电信号采集系统的硬件设计
3.1 可穿戴式心电采集系统硬件方案总体设计
3.2 心电监护硬件电路设计
3.2.1 可穿戴式生物医学传感器的选型
3.2.2 心电信号调理电路的选型设计
3.2.3 主控模块的选型设计
3.2.4 电源模块及充电电路的设计
3.2.5 GPS模块与GSM模块的选型
3.2.6 无线信号传输模块的设计
3.3 硬件系统软件设计
3.3.1 数据采集协议
3.3.2 数据传输协议
3.4 穿戴衣的设计
第四章 便携式信号接收与处理终端的设计
4.1 便携式终端开发平台介绍
4.1.1 LabVIEW开发平台
4.1.2 Android开发平台
4.2 便携式信号接收与处理终端总体设计
4.3 LabVIEW平台信号接收与处理终端设计
4.3.1 心电监护平台登录页面设计
4.3.2 心电信号采集与存储模块设计
4.3.3 心电信号回放模块设计
4.3.4 心电信号波形识别模块的设计
4.3.5 心电参数计算及常见心律失常的诊断
4.3.6 远程心电监控模块的设计
4.3.7 坐标转换及逆地理编码模块设计
4.3.8 GSM监护模块设计
4.4 Android平台信号接收与处理终端设计
第五章 心电监护系统实验与结果分析
5.1 模拟前端测试
5.2 监护系统功能测试
5.2.1 测试项目
5.2.2 心电信号采集存储回放测试
5.2.3 MIT-BIH数据库验证
5.2.4 远程心电监护功能测试
5.2.5 GPS坐标转换验证以及逆地理编码精度测试
5.2.6 GSM通信模块验证
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的采集数据快速文件存储方法[J]. 李俊娇,朱磊,张晓丹,郭华,遆宁. 西安工程大学学报. 2018(03)
[2]心电信号的预处理算法分析[J]. 王润. 现代计算机(专业版). 2018(07)
[3]智能健康监测终端设计与实现[J]. 武风波,周云如,张会可. 现代电子技术. 2017(14)
[4]基于电子地图的多终端定位追踪系统设计[J]. 张蒙,梁海涵,叶国悦,刘诗娴,张研平. 国外电子测量技术. 2017(06)
[5]心电轴新视野[J]. 鲁端. 临床心电学杂志. 2015(06)
[6]可穿戴式心电信号采集电极的研究[J]. 孟妍,郑刚,戴敏. 天津理工大学学报. 2014(05)
[7]经纬网及其应用的研究[J]. 郭建. 黑龙江科技信息. 2014(13)
[8]46例心脏内科急诊临床分析[J]. 赵东阳,郑斯琴. 中国卫生产业. 2012(34)
[9]基于ZigBee技术的老人身体状态监测系统设计[J]. 王鲁,王志良. 小型微型计算机系统. 2011(09)
[10]T波检测和QT间期提取策略[J]. 王大雄,顾永跟,徐耕,顾正浩. 中国生物医学工程学报. 2011(03)
博士论文
[1]可穿戴生理参数监测系统的动态心电信号处理方法研究[D]. 李肃义.吉林大学 2009
[2]心脏电信号分析及辅助诊断系统[D]. 张道明.中国矿业大学 2008
[3]心电信号处理和特征信息提取方法的研究及心电工作站的研制[D]. 罗小刚.重庆大学 2003
硕士论文
[1]心电数据的预处理与分类算法研究[D]. 王凤.中北大学 2018
[2]穿戴式多生理参数健康监测系统的研制[D]. 王宪忠.吉林大学 2017
[3]心电信号特征提取及心律失常分类算法研究[D]. 史梦颖.天津工业大学 2017
[4]可穿戴心电监控服装的研究及其性能表征[D]. 梁丽君.天津工业大学 2017
[5]基于STM32和蓝牙4.1的便携式心电采集分析系统研究[D]. 马晓玉.燕山大学 2016
[6]基于LabVIEW的心电工作站软件系统的设计与实现[D]. 张况.中南民族大学 2016
[7]基于智能手机的家用人体生理参数检测终端通信设计[D]. 何江山.浙江大学 2015
[8]病态心电信号处理及诊断算法研究[D]. 朱迅杰.清华大学 2013
[9]基于形态学的心电信号特征提取和分类方法的研究[D]. 石屹.华东理工大学 2013
[10]心电信号特征提取和ST段识别算法研究[D]. 汪振兴.重庆大学 2012
本文编号：3468677
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 穿戴式心电监护系统研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的主要工作以及章节安排
第二章 系统总体设计以及相关技术理论
2.1 系统设计需求分析
2.2 系统总体方案设计
2.3 心电信号生理学基础及测量原理
2.3.1 心电信号产生机理
2.3.2 典型心电图
2.3.3 心电信号特征及噪声来源
2.4 心电图导联体系及与穿戴式背景结合
第三章 可穿戴心电信号采集系统的硬件设计
3.1 可穿戴式心电采集系统硬件方案总体设计
3.2 心电监护硬件电路设计
3.2.1 可穿戴式生物医学传感器的选型
3.2.2 心电信号调理电路的选型设计
3.2.3 主控模块的选型设计
3.2.4 电源模块及充电电路的设计
3.2.5 GPS模块与GSM模块的选型
3.2.6 无线信号传输模块的设计
3.3 硬件系统软件设计
3.3.1 数据采集协议
3.3.2 数据传输协议
3.4 穿戴衣的设计
第四章 便携式信号接收与处理终端的设计
4.1 便携式终端开发平台介绍
4.1.1 LabVIEW开发平台
4.1.2 Android开发平台
4.2 便携式信号接收与处理终端总体设计
4.3 LabVIEW平台信号接收与处理终端设计
4.3.1 心电监护平台登录页面设计
4.3.2 心电信号采集与存储模块设计
4.3.3 心电信号回放模块设计
4.3.4 心电信号波形识别模块的设计
4.3.5 心电参数计算及常见心律失常的诊断
4.3.6 远程心电监控模块的设计
4.3.7 坐标转换及逆地理编码模块设计
4.3.8 GSM监护模块设计
4.4 Android平台信号接收与处理终端设计
第五章 心电监护系统实验与结果分析
5.1 模拟前端测试
5.2 监护系统功能测试
5.2.1 测试项目
5.2.2 心电信号采集存储回放测试
5.2.3 MIT-BIH数据库验证
5.2.4 远程心电监护功能测试
5.2.5 GPS坐标转换验证以及逆地理编码精度测试
5.2.6 GSM通信模块验证
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的采集数据快速文件存储方法[J]. 李俊娇,朱磊,张晓丹,郭华,遆宁. 西安工程大学学报. 2018(03)
[2]心电信号的预处理算法分析[J]. 王润. 现代计算机(专业版). 2018(07)
[3]智能健康监测终端设计与实现[J]. 武风波,周云如,张会可. 现代电子技术. 2017(14)
[4]基于电子地图的多终端定位追踪系统设计[J]. 张蒙,梁海涵,叶国悦,刘诗娴,张研平. 国外电子测量技术. 2017(06)
[5]心电轴新视野[J]. 鲁端. 临床心电学杂志. 2015(06)
[6]可穿戴式心电信号采集电极的研究[J]. 孟妍,郑刚,戴敏. 天津理工大学学报. 2014(05)
[7]经纬网及其应用的研究[J]. 郭建. 黑龙江科技信息. 2014(13)
[8]46例心脏内科急诊临床分析[J]. 赵东阳,郑斯琴. 中国卫生产业. 2012(34)
[9]基于ZigBee技术的老人身体状态监测系统设计[J]. 王鲁,王志良. 小型微型计算机系统. 2011(09)
[10]T波检测和QT间期提取策略[J]. 王大雄,顾永跟,徐耕,顾正浩. 中国生物医学工程学报. 2011(03)
博士论文
[1]可穿戴生理参数监测系统的动态心电信号处理方法研究[D]. 李肃义.吉林大学 2009
[2]心脏电信号分析及辅助诊断系统[D]. 张道明.中国矿业大学 2008
[3]心电信号处理和特征信息提取方法的研究及心电工作站的研制[D]. 罗小刚.重庆大学 2003
硕士论文
[1]心电数据的预处理与分类算法研究[D]. 王凤.中北大学 2018
[2]穿戴式多生理参数健康监测系统的研制[D]. 王宪忠.吉林大学 2017
[3]心电信号特征提取及心律失常分类算法研究[D]. 史梦颖.天津工业大学 2017
[4]可穿戴心电监控服装的研究及其性能表征[D]. 梁丽君.天津工业大学 2017
[5]基于STM32和蓝牙4.1的便携式心电采集分析系统研究[D]. 马晓玉.燕山大学 2016
[6]基于LabVIEW的心电工作站软件系统的设计与实现[D]. 张况.中南民族大学 2016
[7]基于智能手机的家用人体生理参数检测终端通信设计[D]. 何江山.浙江大学 2015
[8]病态心电信号处理及诊断算法研究[D]. 朱迅杰.清华大学 2013
[9]基于形态学的心电信号特征提取和分类方法的研究[D]. 石屹.华东理工大学 2013
[10]心电信号特征提取和ST段识别算法研究[D]. 汪振兴.重庆大学 2012
本文编号：3468677
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