基于单片机的便携式家用心电监护系统的研制

摘要

据世界心脏联盟统计，全球每死亡3个人就有1人是死于心血管疾病，全球每年因心脏病和中风死亡的人数高达1500万[1]。中华中医药学会2010年3月披露称，我国每年约300万人死于心血管疾病[2]，且心血管病患者人数持续增加。心血管疾病的主要症状是：心悸、呼吸困难、紫绀、眩晕、晕厥，其发病快，甚至会造成患者猝死，因此，对心血管疾病的早发现、早预防是挽救病人生命的关键。目前，临床上使用的Holter可以连续监测处于活动状态的病人的心电信息，捕捉心电异常变化，检出有猝死倾向的高危病例[3]，但是Holter成本高，不利于普通家庭推广使用。而市场上生产的家用便携式心电监护仪价格偏高，而且性能不够稳定，推广难度很大。因此，开发一种性能可靠、成本低廉的家用便携式心电监护系统，帮助普通患者准确掌握病情，及时采取措施，提高生存率，具有重要的意义。
　　本课题研制了一种基于C8051F020[4]单片机的家用便携式心电监护系统，该系统可以对心电信号进行长时间采集、存储、显示、监控，发现异常信号及时报警；能将心电数据通过USB接口传输到PC机，然后上传至医疗中心，由医生分析数据做出诊断，给出治疗方案，为患者提供可靠的医疗服务。
　　本系统主要由输入部分、放大部分、控制部分、电源部分、USB电路组成，通过心电传感器获取原始心电信号，经过高通、滤波器去掉混入其中的各种干扰和噪声，然后由前置放大器和中间放大器将信号放大，送入单片机C8051F020进行数据处理，对检测到的异常心电信号进行存储并及时报警。同时具备外扩FLASH数据存储器和液晶显示器，对心电数据进行保存和显示，可实时观察心电信号变化情况。系统还使用USB接口与PC相连，实现心电数据方便、快捷、准确的传输。
　　在完成系统的软硬件设计及电路板的制作后，先对系统的各个模块分别进行了调试，然后运行整机。经过调试运行，系统实现了上述功能。经过测试和临床对比表明，系统准确度高、性能稳定、功耗低、抗干扰能力强，而且体积小，便于携带，成本低廉，可用电池为能源，符合预期设计要求，适合于心血管病人家庭使用。

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缩略语表

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前言

文献回顾

1 国内外发展现状

2 课题的目标及意义

3 课题的内容

正 文

第一部分 心电信号检测基本原理

1 心电信号基本特征

2 心电信号的滤波

3 心电信号特征波形的检测

4 心律失常自动分析算法

第二部分 系统设计与分析

1 系统设计思路

2 系统主要芯片选型

3 系统设计方案

第三部分 系统软、硬件设计与实现

1 前置放大器设计与实现

2 心电信号的模数转换设计

3 USB 接口设计与实现

4 液晶控制器 SED1335 软硬件设计

第四部分 系统检测及对比分析

1 系统调试及测试结果

2 系统实现

3 临床对比分析

第五部分 总结与展望

1 系统功能的实现

2 系统的特点

3 展望

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢