遠程無(wú)線(xiàn)心電監護系統的軟件設計

摘要 心血管疾病具有突發(fā)性和高危險性，為了及時(shí)發(fā)現病情，需要對患者進(jìn)行有效監護。文中設計了一套遠程心電監護系統軟件，通過(guò)對MC9S12XS128單片機底層程序的設計，完成了對心電信號數據的采集和GPRS模塊的AT指令控制，由此實(shí)現心電信號數據的無(wú)線(xiàn)傳輸。操作簡(jiǎn)單、界面友好的監護系統部分采用了LabVIEW圖形化編程環(huán)境，對采集到的心電信號進(jìn)行分析、處理、顯示以及存儲，操作者可以實(shí)時(shí)監測被測者的心電情況，便于及時(shí)做出診斷，及早治療，同時(shí)設置了自動(dòng)報警系統。
關(guān)鍵詞 心電監護；無(wú)線(xiàn)傳輸；實(shí)時(shí)監測

隨著(zhù)人們生活和工作節奏的不斷加快，心血管疾病已逐漸成為威脅人類(lèi)生命安全的主要疾病，發(fā)病率明顯上升，并呈低齡化趨勢發(fā)展。通過(guò)心電信號發(fā)現并及時(shí)診治心血管疾病，是降低發(fā)病率和死亡率的有效途徑。
利用當前日趨成熟的電子、通信和計算機技術(shù)，設計開(kāi)發(fā)一套操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、價(jià)格適宜的遠程心電監護系統具有良好的應用價(jià)值?；颊呖梢噪S時(shí)隨地對自己的心臟狀態(tài)進(jìn)行監護，減輕了奔波勞累和經(jīng)濟開(kāi)支、節省了時(shí)間和社會(huì )醫療資源；患者在熟悉的環(huán)境中實(shí)時(shí)監測，提高了心電信號的準確性，從而為病情的發(fā)現和診治贏(yíng)得了時(shí)間；對于行動(dòng)不便或自理能力較差的用戶(hù)實(shí)施遠程監護，遇到病情突變時(shí)能夠迅速報警，為患者提供及時(shí)的救助。

1 系統整體結構
選擇以GPRS通信技術(shù)為平臺，設計了一套基于飛思卡爾DSC的遠程心電信號監護系統。該系統主要包括心電采集、數據傳輸和遠程監護3部分。整體框架如圖1所示。

心電信號采集模塊負責對患者的心電信號進(jìn)行長(cháng)時(shí)間實(shí)時(shí)采集，同時(shí)輔以心電信號調理電路，對采集到的微弱心電信號進(jìn)行放大、濾波，然后由微控制器控制遠程通信模塊，將心電信號數據發(fā)送到醫院中心監測站的遠程服務(wù)器，醫護工作人員操作遠程服務(wù)器上的心電信號監護軟件，對接收到的心電信號數據進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，給出診斷意見(jiàn)，為患者的治療提供實(shí)時(shí)的遠程指導；對一些突發(fā)病情，可以贏(yíng)得寶貴的搶救時(shí)間。

2 系統硬件設計與成果
系統的硬件部分包括心電信號采集模塊和遠程通信模塊兩部分。心電信號采集模塊主要包括電極、心電導聯(lián)系統、前置放大電路及右腿驅動(dòng)、高低通濾波電路、50 Hz陷波電路、后置放大及電平抬升電路等部分。遠程通信模塊主要由MC9S12XS128單片機、GPRS模塊、SIM卡電路、電源電路組成。設計的遠程無(wú)線(xiàn)心電監護系統樣機，在強烈的噪聲中仍能夠采集到準確的心電信號，盡可能地減小了失真，如圖2所示。

3 系統軟件設計與實(shí)現
遠程心電監護系統軟件包括兩部分：監護終端軟件和遠程服務(wù)器監護軟件。監護終端軟件即為單片機軟件，主要是完成心電信號數據的采集控制、A／D轉換、發(fā)送等功能；遠程服務(wù)器監護軟件則是醫院監測中心的計算機軟件，主要完成心電信號數據的接收、顯示、存儲及報警等功能。
3．1 單片機程序
單片機不僅要完成系統初始化設置，還要完成單片機的工作控制、無(wú)線(xiàn)傳輸控制等。為便于程序的調試、連接和修改，設計時(shí)分成3個(gè)模塊：(1)單片機主程序模塊：初始化心電信號監護系統終端的各個(gè)模塊，控制各個(gè)模塊的工作狀態(tài)和工作流程，實(shí)現遠程心電監護系統的總體功能。(2)心龜信號采集模塊：主要完成心電信號數據的采樣工作。(3)心電信號數據無(wú)線(xiàn)傳輸模塊：完成無(wú)線(xiàn)傳輸芯片SIM300模塊的初始
化、傳輸控制等功能。
3．1．1 單片機主程序模塊
單片機主程序模塊的流程圖如圖3所示。