基于DSP的高速高精度12导心电图机

摘要

心脏是人体的总动力泵，它的运行状况好坏直接关系到人们的身体健康。心电图是一种常规的心脏检测手段，在心脏的诊断方面发挥着不可替代的作用。12导心电图机是采用12导联心电同步记录技术的心电图机，它是目前国内外心电图机的主要发展方向。而近些年来，随着人们生活节奏的加快，患心血管疾病的人数逐年增长，对医院诊断的快速性、准确性、低成本提出了更高的要求。因此，本课题研究并设计出一种功能强大、价格低廉、质量可靠的高速化、智能化、数字化的12导心电图机，操作者只需操作简单按键，就可以自动完成心电信号的测量、处理、存储、显示、打印等功能，使高质量、高精度的12导心电图机成为医生诊断心脏疾病的得力助手。 本论文的硬件设计围绕“精炼的模拟线路，完善的数字功能”的设计思想，充分合理的利用TMS320F2812片上资源，优化硬件电路设计，完善系统功能，大大降低了成本。“硬件的软件化”是本论文设计的核心思想，通过心电信号的过采样技术，提高了心电信号的分辨率和信噪比、改善了系统的动态范围、提高了抗干扰能力；自适应滤波去除工频干扰和基线漂移、12导联心电信号合成、自动基线调整、自动增益调节等数字信号处理技术的应用，充分发挥了TMS320F2812的快速信号处理的软件优势，将硬件信号处理的电路最大限度的精简，达到改善心电信号质量，提高系统性价比的目的。“层次化、模块化”的程序设计思想，使得硬件平台和软件算法融为一体，在TMS320F2812上完成了实时、快速心电信号的处理、显示、存储和打印，实现了12导心电图机的全部功能。 本论文研制的12导心电图机，集现代电子技术、嵌入式系统技术、数字信号处理技术于一体，与其它12导心电图机产品相比，具有极为广阔的应用前景和优越的市场竞争力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1心电及心电图

1.2 12导联心电图

1.3心电图机的发展及现状

1.4课题的研究意义、内容及设计思想

第二章 优化的硬件电路设计

2.1精炼的模拟电路设计

2.1.1改进的高性能、多导联心电采集电路

2.1.2抑制干扰的右腿驱动电路

2.1.3保护与报警系统

2.1.4电源管理系统

2.2基于TMS320F2812的数字电路设计

2.2.1 32位定点DSP-TMS320F2812

2.2.2过采样电路

2.2.3存储器接口

2.2.4液晶接口

2.2.5打印机接口

2.3本章小结

第三章 数字心电信号处理

3.1过采样技术

3.1.1过采样技术改善信噪比、提高分辨率

3.1.2过采样技术中的模拟滤波器与数字滤波器

3.1.3过采样技术的实现

3.2 12导联心电信号的合成

3.3 自适应滤波-自适应相干模板法

3.3.1自适应相干模板法滤除窄带干扰的基本原理

3.3.2自适应相干模板法滤除窄带干扰的改进算法

3.3.3自适应相干模板法的仿真

3.4 自动调整基线漂移

3.5自动增益调节

3.5.1硬件电路放大倍数的确定

3.5.2 自动增益调节的原理

3.5.3 自动增益调节的实现算法

3.6本章小结

第四章 基于TMS320F2812的嵌入式软件开发

4.1心电数据处理模块

4.1.1过采样技术的实现

4.1.2 12导联心电信号合成

4.1.3自适应滤波

4.1.4自动基线调整

4.1.5自动增益调节

4.2报警模块

4.2.1导联脱落监测程序设计

4.2.2打印机温度监测程序设计

4.3存储模块

4.4显示模块

4.5快速打印模块

4.5.1打印数据格式

4.5.2打印算法

4.5.3心电图打印的控制流程

4.6本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢