基于Android手机的Holter研究

发布时间：2017-08-29 22:03

  本文关键词：基于Android手机的Holter研究

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【摘要】：在人类关于众多疾病的探索中,毫无疑问心脏病始终是威胁人体健康的主要疾病之一。尤其是在生活压力和工作压力越来越大当今时代,心脏疾病的发病率也在与日俱增。为保障患者在第一时间能够得到准确的治疗,心电图机就成为了医院诊断患者心脏疾病的主要手段以及重要依据。但是心脏疾病并不是凭借一次心电检测就可以准确的反映出患者健康状况,这源于心脏疾病具有偶然性和突发性。因此传统的大型心电监护系统从体积上以及实用性上来说已经不能满足未来的发展趋势。Holter(动态心电图)虽然可以做到长时间的监测,但是功能单一且便携度较低。针对现有心电监护系统存在的一些缺陷,同时结合智能化的概念,研究了一种基于Android手机的Holter系统。系统以ARM11的S3C6410微处理器为核心,通过心电信号的采集,存储,模数转换,以及无线功能将数据发送至Android手机平台供医生和患者使用。其主要完成的内容如下:首先学习了心电信号的基础知识,掌握了其产生的原理,心电图中各个波段的意义,分析了心电图测量的主要干扰源和困难,并设定了心电信号的测量标准和设计要求以及心电监护的总体设计。解决了动态Holter系统的三大核心问题:心电信号采集部分、心电信号处理部分和信息发布部分。针对这三大核心部分,首先设计了心电提取电路。以LM324芯片为主完成了输入保护电路和缓冲电路,利用运算放大器AD620芯片完成了前级放大电路的设计,并设计了一系列的滤波电路来防止其他信号的干扰。同时还设计了贴片的脱落检测模块,防止当贴片脱落时导致的测量数据失真。在这之后,需要将其模拟信号转换为数字信号。以mini6410为平台,使用S3C6410为微处理器完成了A/D转换,并将其心电信号以FAT文件格式保存在SD卡中。同时设计了心电预警模块,以防心脏突发疾病而患者却不知情。由于心电波形中最能反映心脏状态的为R波,一旦R波出现基线漂移就会影响到医生的诊断,因此利用R波检测算法对其进行强化。通过GC-02蓝牙模块,将心电数据发送至智能手机客户端,使心电信号得以显示。最后对基于Android手机的Holter系统进行了系统测试,并针对存在的问题进行了系统优化,实验结果表明系统能够较好的实现信号的采集,处理和信息发布功能,证明了系统的可行性。
【关键词】：Holter系统 心电监护 心电信号 ARM Android手机
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789;TP316
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态及发展趋势11-12
• 1.2.1 发展历史11-12
• 1.2.2 发展现状12
• 1.3 本文的研究内容及各章节安排12-14
• 1.3.1 本文研究内容12-13
• 1.3.2 本文章节安排13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 心电基础知识及心电监护系统的总体设计15-25
• 2.1 心电信号基础15-18
• 2.1.1 人体信号产生的机理15-16
• 2.1.2 典型心电图和波形及意义16-17
• 2.1.3 心电图的测量标准17-18
• 2.2 心电导联系统18-19
• 2.3 心电信号的特征及其干扰19-23
• 2.3.1 动态心电图（DCG）与常规心电图（ECG）的差异19-20
• 2.3.2 心电信号特性分析20-21
• 2.3.3 心电信号的主要干扰来源21-23
• 2.4 心电监护系统的总体设计23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 动态心电监护系统硬件设计25-49
• 3.1 心电信号提取部分设计25-39
• 3.1.1 心电提取部分的导线和电极贴片选择26-27
• 3.1.2 输入保护和缓冲电路的设计27-28
• 3.1.3 前置放大电路设计28-32
• 3.1.4 右腿驱动电路设计32-33
• 3.1.5 滤波电路设计33-35
• 3.1.6 后级放大电路设计35
• 3.1.7 陷波电路（notch filter）设计35-36
• 3.1.8 导联脱落检测模块36-37
• 3.1.9 电源电路设计37-38
• 3.1.10 心电报警电路设计38-39
• 3.2 心电信号处理部分设计39-48
• 3.2.1 ARM微处理器的介绍与选择40
• 3.2.2 mini6410硬件平台简介40-41
• 3.2.3 FLASH存储器41
• 3.2.4 SDRAM存储器41-43
• 3.2.5 SD卡存储电路设计43-45
• 3.2.6 UART串口和USB接口模块45
• 3.2.7 网络接口45-46
• 3.2.8 心电信号的A/D转换46-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 动态心电监护系统软件设计49-64
• 4.1 SD卡读写与FAT文件设计49-53
• 4.1.1 SD卡的寄存器49-50
• 4.1.2 SD卡的命令的指令格式50
• 4.1.3 SD卡初始化50
• 4.1.4 SD读写操作50-52
• 4.1.5 FAT文件系统52-53
• 4.2 蓝牙通讯模块设计53-58
• 4.2.1 蓝牙（Bluetooth）技术简介53-54
• 4.2.2 Android手机中的蓝牙类54-56
• 4.2.3 蓝牙模块的选择56-58
• 4.3 心率检测模块设计58
• 4.4 Android平台软件开发58-63
• 4.4.1 智能手机操作系统简介58
• 4.4.2 Android操作系统简介58-60
• 4.4.3 Android开发环境搭建60-62
• 4.4.4 心电监护程序设计62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 系统测试与结果分析64-67
• 5.1 系统测试与结果分析64-66
• 5.2 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-69
• 6.1 总结67
• 6.2 展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 附录73

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本文编号：755648