基于Cortex-M3的多功能便携式心电监护仪设计

发布时间：2020-10-20 02:10

　　 心电监护是临床诊断心血管疾病的重要手段,根据信号精度和分析时长,临床心电图仪器分为常规心电图机和动态心电图仪,两者均为心电科室必备仪器。由于心血管疾病具有突发性、短暂性和危险性的特点,研究兼具常规心电图机和动态心电图仪二者功能的便携式心电监护仪,不仅满足社区医院的低成本、便携式的应用要求,也对心血管疾病的早期预防和诊断具有重要的临床意义。 常规心电图是静态短暂记录,要求干扰因素少、信号精度高；动态心电图需连续24小时全程记录,数据容量大。本论文提出了基于Cortex-M3的多功能便携式心电监护系统的设计方案,既能进行24小时动态心电记录,也可在病人不适时即刻完成常规心电检查。系统选用基于ARM Cortex-M3内核的LPCI788作为控制单元,该MCU具有快捷的运算能力以及USB接口、SD卡接口等外设资源,减少外扩芯片,提高了系统的性价比。采用TI公司的ADS1298芯片作为心电模拟前端,根据心电信号的特征,增加前期处理和右腿驱动等外围电路,设计出低功耗、低噪声的心电采集模块。通过SD卡技术并嵌入FAT16文件系统完成数据的大容量存储,利用USB2.0技术实现数据的高速传输。 系统的测试结果表明,多功能便携式监护仪的工作电流为50.1mA,在两节五号电池供电情况下,可连续工作24小时以上；完成了大容量无损数据存储和高速数据传输；实现动态心电监护和常规心电检查的切换。该系统具有低成本、低功耗、便携式、一机多用等特点,满足社区医院和家庭医疗对心电监护仪要求。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：R318.6
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 心电图基础
        1.2.2 心电监护技术的发展
        1.2.3 便携式心电监护仪的发展现状
    1.3 论文研究目标和研究内容
    1.4 本章小结
第二章 多功能便携式心电监护仪的总体设计
    2.1 系统设计需求
    2.2 系统总体设计
        2.2.1 框架设计
        2.2.2 硬件设计
        2.2.3 软件设计
    2.3 微控制器选型
        2.3.1 处理器的性能要求
        2.3.2 ARM Cortex-M3的简介
        2.3.3 LPC1788的特性介绍
    2.4 本章小结
第三章 心电采集模块设计
    3.1 标准12导联介绍
    3.2 ADS1298简介
    3.3 心电采集前端设计
        3.3.1 ADS1298心电采集电路设计
        3.3.2 ADS1298心电采集程序设计
    3.4 本章小结
第四章 数据传输模块设计
    4.1 USB总线概述
        4.1.1 USB总线特点
        4.1.2 USB总线的数据传输类型
    4.2 USB接口的硬件平台设计
    4.3 USB设备的固件程序设计
        4.3.1 固件程序框架设计
        4.3.2 分层模块设计
        4.3.3 自定义通信协议设计
    4.4 本章小结
第五章 数据存储模块设计
    5.1 SD卡概述
        5.1.1 SD卡介绍
        5.1.2 SD卡的内部结构
        5.1.3 SD卡的命令与响应
    5.2 SD卡硬件设计
    5.3 SD卡驱动程序设计
        5.3.1 程序框架设计
        5.3.2 分层设计
    5.4 FAT16文件系统设计
        5.4.1 文件系统概述
        5.4.2 文件系统设计
        5.4.3 数据存储的实现
    5.5 本章小结
第六章 系统测试与分析
    6.1 系统测试环境
    6.2 系统模块测试
        6.2.1 SPI接口测试
        6.2.2 SD卡读写测试
        6.2.3 USB传输测试
    6.3 系统整体测试
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务及主要成果

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨亚非;;基于星敏感器的深空探测器姿态解析算法[J];测试技术学报;2009年04期

2 贺斌,赵忠新,邵福源,吴维华,董淑桢;健康成人交感皮肤反应的多导联记录[J];第二军医大学学报;2002年10期

3 周立功;PDIUSBD12 USB固件编程与驱动开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年02期

4 魏厚杰;官金安;方浩;;ADS1298模拟前端的便携式生理信号采集系统[J];单片机与嵌入式系统应用;2012年02期

5 罗小刚;张焱;彭承琳;;基于MSP430和SD卡的FAT16文件系统的设计[J];电子技术应用;2008年11期

6 续蕾;刘玉江;;基于嵌入式系统平台下编程语言的比较研究[J];硅谷;2008年20期

7 苍宁;;心血管病患病仍高发,高血压占91.72%[J];中国医药导刊;2013年09期

8 王桂莲;盖立平;柴英;潘志达;;心电图导联及其电学问题的分析[J];数理医药学杂志;2007年03期

9 何军;HOLTER的发展和现状[J];实用医技杂志;1997年08期

10 李小玲;刘辉辉;陈晓冰;;心电检测技术及应用[J];电子测试;2009年11期

本文编号：2848054