動(dòng)態(tài)心電心音信號同步檢測系統

設計了一種動(dòng)態(tài)心電心音信號同步檢測系統，對系統的整體設計方案進(jìn)行了介紹，采用內置A/D的MSP430F149單片機和USB通信接口傳輸的采集系統進(jìn)行同步采集、實(shí)時(shí)存儲，并用VC++6.0開(kāi)發(fā)了客戶(hù)定征分析軟件系統。最后經(jīng)過(guò)臨床驗證，本系統誤差小，實(shí)用意義很大。

　　引言

　　目前臨床存在著(zhù)動(dòng)態(tài)心電和心音圖檢查相分離狀況，二者不能同步采集數據、進(jìn)行同步分析，即使有也只是短時(shí)、瞬間的心音心電檢測，而無(wú)連續長(cháng)時(shí)間記錄心電和心音的同步動(dòng)態(tài)檢測儀，因此為心血管疾病的早期準確診斷和進(jìn)行心血管病的發(fā)病機理并及早預防研究帶來(lái)一定的困難。為此，開(kāi)展對動(dòng)態(tài)心音心電同步定征檢測技術(shù)分析研究，可為心血管疾病的早期診斷提供理論和關(guān)鍵技術(shù)基礎。

　　本系統是以心電心音同步定征檢測為目標，設計了相應的電路和同步采集系統，并進(jìn)行了臨床實(shí)驗驗證。本系統填補了現在臨床不能進(jìn)行心電和心音同步實(shí)時(shí)采集的空白，同時(shí)儀器操作簡(jiǎn)單，體積小巧便于攜帶，功耗低，在醫院和家庭都可使用，且所用檢測方法可以輔助醫生更快速、更準確地做出診斷，減輕病人的痛苦甚至拯救病人的生命。

　　1 系統硬件設計

　　1.1 系統總體設計方案

　　本系統主要由兩部分組成：模擬部分和數字部分。模擬部分由心電和心音兩個(gè)回路組成，心電回路由心電電極、前置放大、光電隔離、濾波電路、電平抬升電路和后置放大電路組成，主要是將人體獲得的微弱心電信號變成沒(méi)有負值的、干擾和噪聲較小的、放大在MSP430F149采集范圍之內的模擬信號，然后送入內置A/D轉換的單片機中。心音回路由心音傳感器、心音放大、有源濾波、絕對值檢波和后置放大電路組成，主要也是獲取準確的不帶干擾和噪聲的微弱心音信號并放大到MSP430F149采集范圍之內。兩個(gè)回路是同步檢測的。數字部分由A/D轉換、MSP430F149單片機、USB通信接口電路和PC機組成，以MSP430F149單片機作為核心器件，實(shí)現對系統工作流程的控制，既能滿(mǎn)足速度要求又成本簡(jiǎn)單，體積小巧，便于攜帶。數字系統主要是將前面的模擬信號數字化，并以單片機作為下位機，PC機作為上位機，將單片機采集到的人體心電和心音信號通過(guò)USB接口電路傳給上位機，通過(guò)PC機強大的運算能力對數字化的人體心電和心音信號進(jìn)行分析處理及顯示。采用雙通道、雙采樣率、高精度同步數據采集方法實(shí)現心音和心電信號同步檢測。系統總體原理框圖見(jiàn)圖1。

　　1.2 模擬電路部分

　　1.2.1 心電前置放大

　　由于人體心電信號是頻率范圍約為O.05 Hz～150 Hz、幅度約為0-4 mV的低頻微弱信號，且測量時(shí)噪聲背景卻很強，故需前置放大，且要求具有高輸入阻抗和高共模抑制比，所以我們設計了具有屏蔽驅動(dòng)和右腿接地電路以及抑制高頻電刀干擾的同相差模放大電路，放大倍數約為20。具體電路圖見(jiàn)圖2。

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