文档介绍：基于单片机便携式心电图仪的研究与设计
便携式心电监护仪
指导老师:
(08级电子科学与技术专业)
摘要
本系统以TI公司的高精度仪表放大器INA2331和低功耗AT89C51单片机为核心,实现了两路心电信号的采集和显示。设计采用右腿驱动电路和高通负反馈滤波器等抑制干扰措施,提高了放大器的共模抑制比;选用内部资源丰富的 AT89C51单片机和12864液晶显示器 LCD 实现了心电信号的动态显示。结果表明系统各项技术指标达到了设计要求,具有低功耗低成本的特点。
Abstract
The system which takes the high-precision instrumentation amplifier INA2331 and low-power AT89C51 MCU as the core has realized two_channel ECG’s detection, storage and display 。It adopts a right-leg -driven circuit、a high-pass filter with reverse feedback and so on,which makes the CMRR of the preamplifier higher 。By adopted the inner resourceful AT89C51 single chip and 12864 LCD the ECG can be recorded and playbacking demonstrated 。The results indicate that the major technical specifications of the system meet the design equirements, The system has the following features, such as low-power、and low-cost 。
第 1 章绪论
研究背景及意义
近年来,随着社会的进步和经济的发展,生活水平的逐步提高,以及我国人口老龄化程度越来越严重,心脏病一类的疾病的发病率不断攀升,严重影响人们的身体健康,成为威胁人类健康的第一因素。在我国,因心脑血管疾病死亡的人数约占总死亡人数的 44% 。根据《2008 年中国慢性心脏病年报》显示,国内每年近50%的死亡病例为冠心病,且该数字在逐年递增[1] 。去年约有 16 万名患者接受支架植入手术,手术施行总数的年增长率超过 20% 。据估计我国心脑血管疾病每年耗费达 3000 亿元,然而受测试手段的局限,知晓率、治疗率及控制率仍然很低,特别是知晓率是有效防治心脑血管疾病的关键因素,而有效的便携式心电检测/监测仪器是完成早期发现的有力工具。
心脏能够有规律性的发生兴奋和收缩,从而推动血液的循环。在心脏肌肉每次收缩之前, 都有一股微小的生物电流产生。由于人体的体液能够导电,这些微小电流通过体液的传递就会反映到人体的表面皮肤上,由于身体各部分组织不同,距心脏的距离不同,从而造成体表的不同部位的电位有所不同。根据这个现象,出现了一些心电检测仪器,通过测量人体这些生物电信号,从不同角度观察心脏的活动情况,并将心电图显示出来。这对心脏基本功能及其病理研究方面,具有重要的参考价值。
心电图能够反映心律的运行状况,一定程度上反映心肌受损的程度、发展过程以及心房、心室的功能结构情况。从而能够在心脏手术和药物的使用上提供一定的参考价值。然而在检查心脏功能的时候,心电图并非是必不可少的指标,因为心电图比较复杂,有时正常的心电图不一定证明心功能正常,相反,心肌的损伤和功能的缺陷并不总能反映在心电图中。
常规心电监护设备具有体积笨重、价格昂贵和不便于携带的局限性,随着社会生活水平的提高,家庭化的医疗器械开始逐渐进入人们的日常生活,家庭化的心电图仪器具有体积小、方便使用的优点,但功能没有专业的大型的医疗设备齐全,但在一定程度上满足了人们的基本应用。比如能够在家庭或则其他地方很方便的进行心电图信号的测量,并把波形显示出来通过一定的处理,做基本的诊断,并把数据存储起来,然后可以提交到专业机构做进一步的诊断。对于一些行动不便的病人,便希望利用互联网技术,把数据通过远程传送的方式,提交到专业机构或指定的医药。便携式心电设备的使用也有利于医生在急诊或查房的时候方便快速的进行病情诊断。
因此为了能够在更多场合进行诊断,出现了各种各样的便携式心电图设备,常规心电图是病人在静卧情况下由心电图仪记录的心电活动,历时时间短,只能获取少量信息,所以在有限时间内即使发生心律失常,被发现的概率也是很低的。而便携式监护装置可以在家庭