无线心电监护仪硬件设计及其数据处理研究
发布时间：2021-09-02 04:44
随着人口老龄化的加剧,心血管疾病已成为威胁人类生命的严重疾病之一。心电监护设备对预防和治疗心血管疾病具有极其重要的作用。然而现在临床使用的心电监护设备,体积庞大,价格昂贵,监护数据也只能在本地进行查看,存储空间有限。随着无线通信技术和嵌入式技术的发展,由智能化、微型化的传感器节点组成的低成本、高效的无线网络,为心电监护提供了一个全新的解决方案。心电监护产生的数据量大,而无线传输带宽有限且传输能耗大,对心电数据的压缩显得十分必要。同时,为实现医学上的病理诊断,需对心电信号进行检测分类。本文研究无线传感器网络在心电监护上的应用,设计了无线便携式心电监护系统,并对心电数据进行压缩处理和QRS等相关波形检测。本文的主要工作和成果如下:1.根据心电信号产生原理,分析心电信号的特点,设计了心电采集电路。为增强硬件系统的抗干扰能力,使采集的心电信号具有良好平稳特性,设计了相关的硬件滤波电路。同时,对硬件电路中数字信号和模拟信号进行了有效的隔离,提高了系统的可靠性。2.利用Micaz节点,采样心电数据。并对采集的心电信号进行预处理之后,采用5/3整数小波变换进行信号分解。然后利用改进嵌入式零树小波（E...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心电周期波形
图 2-1 硬件采集系统架构流程本方案采用单导联的采集方式进行闭环控制，通过电极将采集的心电信号经过前端器放大。由于心电信号属于掺杂高强噪声的低频微弱信号，因此，前端放大器选用具输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂的仪表放大器。前端放大器的输出信号先屏蔽驱动模块，再加载到信号传输线的屏蔽层，这可以消除屏蔽层与传输线之间存在电容和电感产生的干扰。同时，将经一级放大后提取的共模信号返回到人体，形成闭制系统，进一步提高前端放大器的共模抑制比和抗干扰能力。心电信号的中心频率Hz ，有效频率为 0.5Hz~40Hz ，考虑到医学上分析心电信号的需求，一般提05Hz~100Hz 的信号用于诊断。经前端放大输出的信号通过高通滤波器和低通滤波器，滤波处理，分离并提取出有效频率段的心电信号成分。由于心电信号是模拟信号，很受到周围环境中的电磁波干扰，特别是 50Hz 工频干扰尤为严重。在提取有效频率段信号后，采用有源双 T 陷波器为心电信号去除 50Hz 工频干扰。最后，将有效心电信
信号属于掺杂高强噪声的低频微弱信号，因此，抑制比、低噪声、低温漂的仪表放大器。前端放加载到信号传输线的屏蔽层，这可以消除屏蔽层干扰。同时，将经一级放大后提取的共模信号返提高前端放大器的共模抑制比和抗干扰能力。心电为 0.5Hz~40Hz ，考虑到医学上分析心电信号号用于诊断。经前端放大输出的信号通过高通滤波提取出有效频率段的心电信号成分。由于心电信电磁波干扰，特别是 50Hz 工频干扰尤为严重。双 T 陷波器为心电信号去除 50Hz 工频干扰。最使输出信号能有效匹配后级系统的信号采集电压 2-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]形态学滤波器结构元素选取原则研究与分析[J]. 赵昭,刘利林,张承学,李海涛,汪建敏. 电力系统保护与控制. 2009(14)
[2]一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统[J]. 赵泽,崔莉. 信息与控制. 2006(02)
[3]ECG自动分析技术的发展[J]. 李翠微,郑崇勋. 国外医学.生物医学工程分册. 1994(01)
博士论文
[1]动态心电自动分析中QRS复合波检测算法研究[D]. 陈永利.浙江大学 2006
[2]基于移动通信技术的远程实时心电监护系统设计[D]. 丁明石.天津大学 2005
硕士论文
[1]动态ECG分析中QRS波检测算法的研究[D]. 尹登峰.浙江大学 2003
本文编号：3378335
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心电周期波形
图 2-1 硬件采集系统架构流程本方案采用单导联的采集方式进行闭环控制，通过电极将采集的心电信号经过前端器放大。由于心电信号属于掺杂高强噪声的低频微弱信号，因此，前端放大器选用具输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂的仪表放大器。前端放大器的输出信号先屏蔽驱动模块，再加载到信号传输线的屏蔽层，这可以消除屏蔽层与传输线之间存在电容和电感产生的干扰。同时，将经一级放大后提取的共模信号返回到人体，形成闭制系统，进一步提高前端放大器的共模抑制比和抗干扰能力。心电信号的中心频率Hz ，有效频率为 0.5Hz~40Hz ，考虑到医学上分析心电信号的需求，一般提05Hz~100Hz 的信号用于诊断。经前端放大输出的信号通过高通滤波器和低通滤波器，滤波处理，分离并提取出有效频率段的心电信号成分。由于心电信号是模拟信号，很受到周围环境中的电磁波干扰，特别是 50Hz 工频干扰尤为严重。在提取有效频率段信号后，采用有源双 T 陷波器为心电信号去除 50Hz 工频干扰。最后，将有效心电信
信号属于掺杂高强噪声的低频微弱信号，因此，抑制比、低噪声、低温漂的仪表放大器。前端放加载到信号传输线的屏蔽层，这可以消除屏蔽层干扰。同时，将经一级放大后提取的共模信号返提高前端放大器的共模抑制比和抗干扰能力。心电为 0.5Hz~40Hz ，考虑到医学上分析心电信号号用于诊断。经前端放大输出的信号通过高通滤波提取出有效频率段的心电信号成分。由于心电信电磁波干扰，特别是 50Hz 工频干扰尤为严重。双 T 陷波器为心电信号去除 50Hz 工频干扰。最使输出信号能有效匹配后级系统的信号采集电压 2-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]形态学滤波器结构元素选取原则研究与分析[J]. 赵昭,刘利林,张承学,李海涛,汪建敏. 电力系统保护与控制. 2009(14)
[2]一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统[J]. 赵泽,崔莉. 信息与控制. 2006(02)
[3]ECG自动分析技术的发展[J]. 李翠微,郑崇勋. 国外医学.生物医学工程分册. 1994(01)
博士论文
[1]动态心电自动分析中QRS复合波检测算法研究[D]. 陈永利.浙江大学 2006
[2]基于移动通信技术的远程实时心电监护系统设计[D]. 丁明石.天津大学 2005
硕士论文
[1]动态ECG分析中QRS波检测算法的研究[D]. 尹登峰.浙江大学 2003
本文编号：3378335
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