多道电生理参数记录与分析系统

摘要

疾病时刻威胁着人类的健康,它的发生和发展往往表现为某些生理信号的异常,而产生人体生理信号的信号源是分布在体内空间的,而且往往按照某些规则分布在体内器官上,因此,从体表或器官的表面多处取得信号是提取生理信号的重要途径.由于多道信号是不同生理参数,生物电(例如心电)及非生物电(例如血压)参数的同步记录与显示,则可以完成一个心动周期内的电活动与机械活动间的相比较和鉴别,就能够从异常的特征点或者畸变的波形中判断疾病的性质,给出正确的诊断和治疗.所以对生理信号空间的分布的多通道测量并运用特定的算法提取生理信号的特征点,实现生理信号波形的实时再现,有着十分重要的临床价值.因此,对多道电生理信号的实时采集显示处理是现代医疗仪器的重要基础.而多道电生理记录仪就是通过导管传感器等将人体的电生理信号等实时采集到计算机中进行处理,实现手术中病人的生理状况的监护.本文首先分析了传统的心电图机及目前常用的多道电生理记录仪的差别并指出各自不足之处,根据当前医学临床要求设计了一种新的多道电生理记录与分析系统.该系统具备较完善的电生理记录分析功能、影像(血管造影)管理功能及血液动力学分析功能和其他的辅助功能(程控心脏电生理刺激和无创血压测量等功能),能够完全满足当前日益增长的医学临床要求.论文的研究工作主要体现在以下几个方面:1、大容量数据的实时采集和处理实时数据采集的特点是高度的实时性和并发性,因而设计的软件必须具有某种程度的并行处理和实时性.在Windows2000系统下,数据采集和实时显示系统的具体实现中可以依靠系统的多线程、抢先多任务机制来完成.2、大容量数据的实时显示医疗系统中常见的波形数据实时显示方法主要有:滚动式和刷新式.从人的视觉感受角度上看,滚动显示更能如实表达人体生理信号波形(如心电图等)的形成时序,能够符合人的视觉特点,产生强烈的视觉效果.但是实现起来有困难,需要借鉴多媒体动画和游戏编程技术.本文采用OpenGL的双缓冲技术来实现数据的实时显示.3、辅助功能的设计心脏程控电生理刺激仪主要应用于临床诱发各种心律失常,为医生分析患者的致病机制和制定对患者的治疗方案提供可靠、详实的数据.本系统具有内置式心脏程控电生理刺激模块.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和本论文使用授权说明

第一章序论

§1.1引言

§1.2心脏电生理技术的历史回顾

§1.2.1心电图

§1.2.2心内电生理技术的问世

§1.2.3程序心脏刺激

§1.3多道电生理记录系统的发展

§1.4系统应用模型

§1.5电生理参数记录系统的要求及论文主要研究内容和章节编排

§1.5.1对电生理参数记录仪的要求

§1.5.2国内外同类产品性能分析

§1.5.3目前存在的问题

第二章系统功能分析及总体方案设计

§2.1引言

§2.1系统功能分析

§2.2系统结构图及实物图

§2.3系统软件功能框架

第三章系统硬件设计

§3.1引言

§3.2心电信号的特性

§3.2.1心电信号的产生

§3.2.2心电信号的干扰来源

§3.3放大器系统的设计

§3.3.1前置放大电路[13][14]

§3.3.2高通滤波器

§3.3.2 50Hz陷波器

§3.3.3低通滤波器和后置放大电路

§3.4数字滤波技术：基线漂移及工频干扰的抑制[15]

§3.4.1工频干扰的抑制

§3.4.2基线漂移的纠正

§3.5数据采集卡

§3.5.1数据采集卡的选择

§3.5.2采集卡各寄存器功能具体描述

§3.5.3可编程定时/计数器8254编程描述

§3.5.4 8254在PCI2004中的应用

第四章实时数据采集及显示软件设计

§4.1引言

§4.2 Windows2000系统实时性分析

§4.3多线程程序设计

§4.4数据采集传输和数据处理相独立

§4.5数据实时显示

§4.5.1波形数据显示方式

§4.5.2 DirectX简介

§4.5.3 OpenGL介绍

§4.5.4 Di rectDraw与OpenGL的比较

§4.5.5波形数据的显示结果

§4.6心率的计算

§4.6.1概述

§4.6.2求取初始阈值

§4.6.3 R波检测和心率的计算

第五章参数控制模块软件设计

§5.1引言

§5.2参数设置对话框程序设计

§5.3数据库参数的读写

§5.4主机同89C51微处理器的通信

§5.4.1串口通信格式设置

§5.4.2双方通信流程图

§5.5主辅机间网络通信程序设计

第六章辅助功能模块设计

§6.1引言

§6.2内置式心脏程控电刺激模块设计

§6.2.1内置式心脏程序电刺激模块硬件框图

§6.2.2各种刺激参数等名词用语

§6.2.3刺激模块程序设计

§6.2.4 R波感知程序开发

§6.2.5刺激模块与系统主机的串口通信程序设计

§6.3无创血压测量模块设计

§6.2.1无创血压测量原理

§6.2.2模块与主机通信协议

§6.2.3模块与主机通信程序设计

第七章临床实践与展望

§7.1引言

§7.2临床实践

§7.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

论文说明