GPRS远程心电监护系统设计及心电信号处理算法研究

摘要

当今社会，随着人们工作和生活压力的增大，心脏疾病的发病率和致死率居高不下，给人们的健康乃至生命安全造成了极大威胁。GPRS远程心电监护系统可对受检者进行实时的心电信号采集和存储，并对受检者的心脏状况进行分析，便于医护人员提供及时的诊疗，在对心脏异常，尤其是突发性心脏疾病的诊疗方面起着重要的作用。
　　本课题研制了一套可进行24小时心电信号采集、存储、数据处理、心律失常初步诊断、GPRS远程监护、波形回放等功能的GPRS远程心电监护系统。该系统主要由一个便携式心电仪和一套上位机系统组成。人体体表的心电信号通过十个专用心电电极传入十二导联，经滤波和放大后，由STM32微处理器进行A/D转换，转换后的数据存入外扩的8G字节NAND16GW3D2AFlash芯片中，并对记录的心电信号进行预处理、波形检测、心律失常初步诊断等处理。24小时后，患者回到医院将存储的数据经USB传输导入心电上位机系统，由心电处理软件对心电波形和处理结果进行显示。此外，心电仪还可通过M590GPRS无线通信模块将异常心电信息实时无线传输至医院监护中心，以便对受检者进行远程监护。
　　在心电信号处理方面，本课题采用了Levkov滤波器改进方法抑制50Hz工频干扰，采用数字PID抑制算法抑制基线漂移，采用自适应差分阈值法定位R波，采用Pan和Tompkins差分阈值法检测QRS波群，采用龚敏提出的逻辑判别法初步诊断十二种心律失常。设计全程以MIT-BIH心律失常数据库作为心电数据来源，利用MATLAB软件进行了仿真，并进行了临床试验。
　　本设计已研制出样机，并配备了导联线、挂包和挂带。仿真及临床试验显示，本课题设计的GPRS远程心电监护系统具有较高的可靠性和较强的稳定性，且能满足实时性要求，可较准确地对心电特征信息进行提取，并可自动对心律失常进行初步诊断。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究及发展现状

1．3 本文主要研究内容及创新点

1．4 本文主要章节安排

2 临床心电学基础

2．1 心肌细胞的除极和复极

2．3 心电图导联体系

2．4 典型心电图波形

2．5 MIT-BIH心律失常数据库简介

2．6 本章小结

3 GPRS远程心电监护系统设计

3．1 系统总体设计方案

3．2 主控制器选型

3．3 心电信号采集单元

3．4 存储单元扩展

3．5 人机交互单元

3．6 USB数据传输

3．7 QPRS无线数据传输

3．8 电源模块

3．9 辅助部分

3．10 本章小结

4 心电信号处理算法

4．1 心电信号预处理

4．2 心电信号特征波形检测

4．3 心律失常诊断

4．4 本章小结

5 软件编程及实验展示

5．1 部分程序流程图

5．2 实验展示

6 结论与展望

致谢

参考文献

攻渎学位期间主要成果