家用智能心電監測分析儀

　　本系統主要部分為智能心電監測分析，輔助以上位機存儲及顯示軟件。根據系統要求心電監護儀不僅能夠實(shí)時(shí)采集心電數據及顯示心電波形，還需具備實(shí)時(shí)顯示心率及數據分析的功能。要實(shí)現上述功能，需要一款功能強大、外設接口豐富，并且能夠實(shí)現高速的實(shí)時(shí)心電信號處理的處理器。出于人機界面友好的設計理念，運行過(guò)程中將顯示多幅圖片，這對處理器的存儲空間提出了很高的要求?；谝陨峡紤]，本系統選擇了億旗公司的BF533(7.1)開(kāi)發(fā)板做為設計主板，它含有觸摸屏、SPI、SPORT、UART等外接端口并且含有128Mbytes的同步存儲空間，符合本系統的設計需求。

　　智能心電監護分析部分主要分為前端模擬信號采集、數據處理及分析和數據傳輸三部分。前端電路的設計制作包括放大電路、導聯(lián)選擇電路、濾波電路、AD轉換電路等單元。監測分析儀以ADSP-BF533作為處理器，循環(huán)采集8導心電信號，實(shí)時(shí)計算心率，并能做簡(jiǎn)單的病情分析，最后給出心電健康指數。本系統能夠將采集后的心電信號進(jìn)行系統存儲以方便用戶(hù)查看歷史數據，也能將數據傳輸部分由串口將采集的數據傳送到上位機程序。

　　上位機軟件可對收到的數據進(jìn)行存儲及顯示，并可以進(jìn)行心率、QRS間期等重要心電參數的計算，方便醫生的進(jìn)一步診斷。系統整體結構框圖如圖1所示。

　　功能與指標

　　智能心電監測分析部分

　　(1)采集功能：前端模擬采集電路能夠準確采集10導心電信號，分別為：RA、RL、LA、LL、V1～V6。

　　(2)顯示功能：用戶(hù)進(jìn)入導聯(lián)選擇界面后，可任意選擇12導標準心電信號中的一導顯示，也可以選擇12導全部顯示。

　　(3)歷史數據讀取功能：進(jìn)入系統后用戶(hù)可以選擇新建采集或者讀取歷史數據。

　　歷史數據有各家庭成員上次采集的歷史數據。

　　(4)實(shí)時(shí)心率計算功能：選擇任一導顯示心電波形的同時(shí)會(huì )顯示實(shí)時(shí)心率計算結果。

　　心率測量準確度：±1次/分鐘。

　　(5)自動(dòng)分析功能：采集心電信號一段時(shí)間后，檢測分析儀將自動(dòng)進(jìn)行數據分析，并給出病情分析和心電健康指數。

　　(6)導聯(lián)脫落檢測功能：在檢測過(guò)程中若顯示50Hz正弦波及其諧波波形，說(shuō)明導聯(lián)脫落或未連接好。

　　上位機軟件部分

　　(1)通信功能：通過(guò)串口接收檢測分析儀采集到的心電信號數據。

　　(2)存儲功能：將數據保存在上位機中，可隨時(shí)調用。

　　(3)顯示功能：可選擇任意一導心電信號在窗口中顯示，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入遠程醫療專(zhuān)家會(huì )診，方便醫生觀(guān)察診斷。

　　(4)參數計算功能：將心電信號的心率、R-R間期等重要參數計算并顯示出來(lái)，輔助醫生診斷。

　　硬件設計

　　前端的硬件采集部分主要完成心電采集、放大、濾波和AD轉換等功能。整個(gè)硬件框圖如圖2所示。

　　根據標準12導聯(lián)的設計要求，需要在電路前端采集10導心電信號，分別為右臂電極RA、左臂電極LA、右腿電極RL、左腿電極LL、胸部6個(gè)電極V1～V6。右腿驅動(dòng)主要用于消除諸如50/60Hz這樣的共模信號及位移電流。LA、LL、V1～V6八導信號經(jīng)過(guò)輸入緩沖級放大電路作為輸入端傳送到AD8221放大電路;RA經(jīng)過(guò)同參數緩沖級放大電路，作為參考端信號輸送到AD8221。經(jīng)過(guò)AD8221放大，得到八路信號LA-RA,LL-RA,V1-RA～V6-RA。將該八路信號分別送到導聯(lián)選擇器的輸入端，根據地址選擇信號的輸出，后經(jīng)50Hz陷波電路，高通、低通濾波電路，電平抬升電路以及AD轉換電路后輸送到BF533的SPORT口，進(jìn)行后續的數字信號處理。