基于模糊控制的便攜式心電監護儀的設計

　　目前，以采集心電信號、分析和診斷為主的心電監護系統已經(jīng)得到了廣泛的應用，對于心臟系統疾病的預防、診斷發(fā)揮了很大的作用。但是此類(lèi)心電監護儀只能是在病人靜態(tài)或者病人要在特殊的情況下才能使用，對心臟病人的要求太高特別是心臟病疑似病人和早期的心臟病患者，影響他們正常的工作生活;而另一類(lèi)便攜式心電監護儀，其24小時(shí)可以監護，但是其存儲需要大量的空間，對于心電信號的回放也需要大量的時(shí)間，鑒于以上兩個(gè)問(wèn)題，本文設計基于模糊控制的便攜式心電監護儀。他在克服以上兩個(gè)問(wèn)題的同時(shí)也突破以往在線(xiàn)診斷疾病的單值處理，能夠更加準確地判斷心電信號正、異常實(shí)現及時(shí)發(fā)出報警。

　　1 系統總統設計

　　1.1 系統設計目標

　　根據心電信號特征、生物信號處理系統和現代心電監護技術(shù)發(fā)展要求，本系統選用高速SOC系列單片機C8051F020作為心電監護儀的主芯片實(shí)現以下功能：

　　(1) 測量具有無(wú)創(chuàng )、安全、準確、可重復性強等;

　　(2) 操作方便，測量簡(jiǎn)單，不影響待監護病人的正常的生活;

　　(3) 能實(shí)時(shí)分析心電信號并判斷信號正、異常，初步診斷出監護病人的心電異常疾病;

　　(4) 16 MB的FLASH存儲器能夠24小時(shí)存儲使用者的異常信號;

　　(5) 系統出錯的報警功能;

　　(6) 能夠將存儲的異常心電信號通過(guò)USB接口轉移到PC機上做進(jìn)一步的心電信號診斷。

　　1.2 系統硬件構成

　　本系統的硬件框圖如圖1所示。

　　首先從電極電路采集被測對象的微弱的心電信號，然后對此信號進(jìn)行放大、濾波處理后一支直接進(jìn)入主控芯片，另一支進(jìn)入導聯(lián)脫落檢測電路，然后再與主控芯片C8051F020連接。信號進(jìn)入主控芯片C8051F020之后，對其進(jìn)行相應的處理，實(shí)現報警、存儲、判斷、傳送等功能。

    1.3 系統總體流程圖

　　系統總體流程圖如圖2所示。

　　心電自動(dòng)分析的主要目標是進(jìn)行心律失常診斷。臨床上對心律失常的自動(dòng)診斷就是結合節律分析和波形形態(tài)分析，對測得的心電波形識別分類(lèi)，并根據預先確定的診斷標準或判據做出相應的臨床診斷。而本設計是根據所提取的特征值結合醫學(xué)知識和醫學(xué)專(zhuān)家系統完成判斷的。

　　首先根據下列判據對待檢測病人進(jìn)行初步的診斷：

　　心動(dòng)過(guò)速 R-R間期<0.5 s(120次/min);

　　心動(dòng)過(guò)緩 R-R間期>1.5 s(40次/min);

　　停搏和室顫 在一段較長(cháng)時(shí)間內沒(méi)有QRS波，一般這個(gè)時(shí)間>1.6 s;

　　漏搏 一個(gè)R-R間期大約是以前平均R-R間期的2倍后并且沒(méi)有出現一次早搏的就是作為漏搏檢出，如果R-R間期大于平均的2倍但小于1.5 s，則作為房竇停止檢出;

　　室性早搏 室性早搏成對(連續出現兩次室性早搏)：室性二聯(lián)律(正常和室早交替出現連續兩次以上);室性三聯(lián)律(正常、正常和室早交替出現連續兩次以上)，都歸為室性早搏。檢測標準復雜，需要進(jìn)一步用邏輯模糊分析判斷;

　　R落在T上(R on T) 這是在心室復極化時(shí)期(T波)出現的PVC，由于T波無(wú)法檢測，所以只有靠節律分析;

　　插入性期前收縮 是沒(méi)有代償停歇的早搏，早搏的R-R間隔大致等于早搏前的平均R-R間隔;