基于织物电极的穿戴式标准十二导联动态心电检测系统

摘要

近年来中国社会经济等各个方面实现了飞速发展，取得了令人瞩目的成就。但随着社会的发展和城市化进程的加快，居民健康问题开始显露出来。人口老龄化问题以及人们不健康的生活方式等因素，导致近年来我国患有心血管疾病的居民人数骤增。并且心血管疾病有向低龄化、低收入人群蔓延的趋势。据国家卫生部门预测，在未来的一段时期内，心血管病患病人数仍将快速增长。心血管病具有发病快、死亡率高等特点，长期威胁患者的生命健康，所以对心血管疾病的早期发现、早期诊断至关重要。心血管疾病的监护问题已经成为当今医学界的重要研究课题。
　　随着新材料技术、传感器技术、电子技术以及计算机科学的迅猛发展，为可穿戴心血管疾病监护系统的研发提供了技术支持。本文设计的基于织物电极的穿戴式标准十二导联动态心电检测系统将有助于提高心血管预警系统的准确性，降低心血管患者的死亡率，这对心血管疾病患者具有重要的意义。
　　本系统采用基于柔性织物电极的穿戴式心电传感器以及与之相适应的信号采集与处理技术，实现舒适穿戴状态下长期稳定的连续心电检测，在此基础上进行心血管系统实时监测分析方法研究，为开发穿戴舒适、高精度、智能化、实时性强的穿戴式健康监护科学仪器提供理论与技术基础。皮肤电极接口方面，采用可穿戴微位移干性织物电极与弹性可拉伸导线结构设计实现传导电极的舒适穿戴，在避免导电膏等易敏物质使用的前提下保证电极与皮肤良好接触。信号采集与处理方面，采用基于皮肤-电极界面阻抗的自适应滤波运动伪迹抑制方案，采用TI公司的高性能生理信号采集前端ADS1298和AFE4300实时检测人体心电信号和皮肤-电极界面阻抗信号，并通过超低功耗单片机MSP430F5529完成数据的采集和传输最后在个人电脑上实现数据的滤波处理和实时显示。信号监测与评估方面，改变传统的离线心率变异性分析策略，设计实时心率变异性分析算法，实现心血管疾病的实时监测。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 相关领域国内外发展及研究现状

1．2．1 穿戴式设备的研究和发展现状

1．2．2 织物传感器的研究和发展现状

1．3 课题研究内容及结构安排

1．4 本章小结

第二章 心电信号产生机理及检测方法

2．1 心电信号产生机理及动态心电图的意义

2．1．1 心电信号的产生及心电波形介绍

2．1．2 动态心电图的意义

2．2 标准十二导联心电信号检测

2．3 本章小结

第三章 系统整体方案设计

3．1 需求分析与任务

3．2 系统整体框架设计

3．3 穿戴式多导联心电采集柔性织物传感服装设计

3．4 噪声信号去除方案设计

3．5 动态心率变异性分析方法设计

3．6 本章小结

第四章 系统硬件方案设计

4．1 心电信号采集模块设计

4．2 阻抗信号采集模块设计

4．3 微处理器模块设计

4．4 数据传输模块设计

4．5 电源模块设计

4．6 本章小结

第五章 系统软件设计及功能验证测试

5．1 下位机系统软件设计

5．1．1 数据采集

5．1．2 数据传输

5．2 上位机界面及功能设计

5．3 系统功能验证及实际效果测试

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文主要结论

6．2 论文工作展望

参考文献

致谢

附录