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基于单片机的便携式心电图设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-11-05 14:47:29



     1 引言 

  随着我国城市人口老龄化程度的加快,随着物质生活的改善,心血管、心脏病一类疾病也在不断的增长,人们对这一类疾病的预防和诊断的需求也在增长。因此,人们希望有一种医疗仪器,能够在家里随时随地进行心电图信号的测量,并且把心电图信号记录下来,做大概的判断,在方便的时候到医院让医生作进一步的诊断。对于情况严重的患者或行动不便的人,希望能够利用网络通信的先进技术,立即把测量的心电图信号通过远程传送的方式,传送到指定的医院由医生进行诊断。作为一个医生,在门诊和查病房时,也希望有一个可以随身携带的心电图仪器,方便疾病的快速诊断。 

  有鉴于此,根据目前的微电子、单片机和计算机技术,我们通过对现有心电图仪器的应用状况进行了调查,利用单片机研制成功一种便携式心电图仪,由LCD液晶显示器以图形的方式显示心电图。并通过RS-232串行接口与计算机相连接,可以实现网络信息远传,是一种新颖的临床和家庭兼用的心电图仪。

  2 仪器性能 

  1)仪器结构形式 便携式,二节5#电池供电 

  2)电极结构 固定式爱因霍文三角形结构的标准导联 

  3)图形显示方式 由单片机控制的LCD液晶显示器以图形的方式显示,图形可以放大、缩小、移动和存储 

  4)通信方式 以单片机的串行接口与计算机的RS-232相连接,由计算机通过互联网进行远程传送 

  3 心电图仪的组成 

  3.1.硬件组成 

 

图1 便携式心电图仪的硬件组成 

  ·心电图电极 

  心电图电极是由铜质金属构成,呈爱因霍文三角形结构,可以直接放置在人体的胸部,以标准导联的方式获得心电图信号。 

  ·心电图信号处理电路 

  心电图电极获取的心电信号电压非常微弱,只有1mV左右,需要对此信号进行放大,一般要放大几千倍,变换成0-5V,便于进行A/D变换。 

  ·单片机系统 

  单片机系统用于接收心电图信号处理电路传送来的0-5V电压信号,把模拟电压信号变换成数字信号,并对信号进行处理后以图形的形式在LCD液晶显示器上显示,并且把测量的心电图信号通过自身的串行口传送出去。单片机应具有低电压、低功耗的特点,一般8位单片机能够满足要求。LCD液晶显示器采用点阵式图形显示器,128×64点阵的液晶显示器基本能完整地显示心电图的波形,由于该种类型的LCD液晶显示器本身带有驱动器,因此单片机可以方便地进行控制。 

  ·计算机系统-1 

  计算机系统-1是一台普通的PC机,通过RS-232串行口,采集到单片机发送来的心电图信号,通过高级语言编写程序,在PC机上显示心电图的波形,存储和打印心电图的信号。并通过互联网把信息远程传送到远端的计算机,供远程诊断用。 

  ·计算机系统-2 

  该计算机通过互联网访问计算机系统-1,能实时观察到远端患者的心电图信号,通过心电图波形的分析,实现医疗远程诊断。 

  3.2.软件组成 

  便携式心电图仪的软件由单片机、计算机及远程通讯三部分组成。 

  3.2.1 单片机软件 

  ·数据采集 对心电图信号处理电路传送来的0-5V模拟电压信号变换成数字信号,并进行数字滤波等处理,得到有效的心电图数字信号。 

  ·图信显示 根据人体心脏跳动的速度,实时地以图形的形式在LCD液晶显心电图波形,并且可以使图形放大、缩小、移动和存储。 

  ·串行通讯 通过单片机本身具备的串行口,设置恰当的波特率,把心电图信号以串行方式传送出去。 

  3.2.2计算机软件 

  应用VB高级语言,从RS-232口获取心电图实时信号,在显示器上显示心电图波形。利用PC机的功能,对心电图信号进行分析、存储、打印记录。利用互联网把心电图信息发送到网络上。 

  3.2,3远程通讯软件 

  在远端的计算机,应用远程通讯软件,在网络上实时获得心电图信号,供医生在远端进行远程诊断,在两台计算机之间必须实现具体的约定。 

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