一种基于GPRS的家庭心电无线监护系统的研制

摘要

众所周知，心血管疾病已经是威胁人类生命健康的第一大杀手。据统计：全世界死亡人数中，死于此类疾病的人约占三分之一。心脏病具有突发性、难预测、死亡率高等特点，因此对患者的心电信号进行实时监测显得尤为重要。目前由于人们生活方式的改变及社会竞争激烈等因素，心血管疾病的发病率不断上升，并且具有低龄化的趋势，大部分患者需要能够随时提供心电监护的仪器，并且使其工作和生活不会受到影响。基于这种转变，无线心电监护系统的研究在近年来引起了国内外的高度重视。由于大多数心电监护仪成本较高，操作复杂，不宜在家庭中普及，因此，本文提出并研制了一种能够实时采集、分析及报警的家庭心电监护仪，患者可以通过佩戴一个便携式的仪器，对心电信号进行实时监测、分析，并对心率失常情况给予诊断及报警，当患者在规定时间(10s左右)无法解除此报警时，监护仪可以通过GPRS无线模块以发送短消息的方式通知其家属；为患者争取宝贵的救治时间。该系统操作简便，非常适合患者在家中使用。 该系统以TI公司生产的超低功耗16位单片机MSP430F449作为控制核心，集成了心电信号放大滤波电路，液晶显示电路，键盘接口电路，与GPRS无线模块的串口通信电路以及电源管理电路，能够完成心电信号采集与显示，心率参数的计算，与GPRS无线模块的串行通信以及报警等功能。系统为了克服了大多数心电监护仪只能应用于固定环境的特点，采用了无线模块进行监护及报警。选用西门子公司推出的GPRS无线模块MC55与微控制器进行通信，以达到不受环境限制、动态监护的目的。 样机研制完成后，对系统性能参数进行了测试，测试结果满足设计要求。该系统运行稳定，实时性强，安全可靠，系统通用性好，移植、扩展方便，同时具有功耗低，体积小，操作简单，便于随身携带等特点，适合家庭医疗保健使用，对心血管疾病的实时监护具有重要的意义。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.2家庭心电无线监护目前国内外发展的状况

1.2.1家庭心电监护仪的发展

1.2.2心电家庭无线监护的研究现状

1.3本课题的主要内容

1.3.1本课题研究目标

1.3.2本课题各章节安排

第二章心电信号的生理学基础

2.1心电图的形成

2.2心电波形及特征

2.3心电信号的特征

2.4心电导联

第三章心电无线监护系统的硬件电路设计

3.1心电无线监护系统简介

3.1.1系统硬件结构及原理

3.1.2 MSP430F449单片机简介

3.1.3 MC55无线模块简介

3.2心电信号放大、滤波电路设计

3.2.1前置放大电路

3.2.2滤波电路

3.2.3电平提升及限幅电路

3.2.4导联脱落电路

3.3外围模块电路设计

3.3.1键盘接口电路

3.3.2液晶显示接口电路

3.3.3与MC55模块串联通信电路

3.3.4电源电路

3.4本章小结

第四章系统软件设计

4.1软件开发环境

4.2心电信号采集与控制程序

4.2.1中断系统

4.2.2键盘扫描子程序

4.2.3液晶显示子程序

4.2.4串行通信子程序

4.2.5导联脱落检测

4.3心电信号分析与处理

4.3.1心电信号数字滤波处理

4.3.2QRS波检测算法

4.4本章小结

第五章系统的性能测试和验证

5.1系统硬件主要性能参数的测试

5.2系统性能测试

5.3本章小结

第六章结论及展望

6.1结论

6.2后续工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢