【摘要】：近些年來,隨著國民經濟發(fā)展人民物質生活水平提高和環(huán)境的惡化,心血管疾病漸漸成為了危害人民生活健康的一個重大因素,對于心血管疾病的監(jiān)測和預防逐步成為人類疾病防治的熱點。因為心電信號通過檢測人體體表電位就可以獲得且心電圖含有豐富的心血管疾病信息對于檢測各種心率不齊、心室心房瓣肌肥大、房室早搏、心肌缺血等心血管病癥具有很重要的參考價值,所以心電信號的準確、高效的懫集和處理,對心血管疾病的監(jiān)測具有重要的研究意義。但是現(xiàn)有的心電監(jiān)測設備有各種各樣的不足,比如:體積過大、造價過高、不方便攜帶和容易受外接環(huán)境干擾等。因此,設計出便攜式抗干擾能力較強的心電信號懫集處理電路,對于心臟疾病的篩查和診療以及構建立體式社區(qū)心血管檢測網絡具有一定的實際意義。本文主要設計了人體指端心電采集夾體和電極,使用干式剛性接觸式電極采用指端采集心電信號更方便;基于國產M2芯片的心電模擬懫集電路板,包括以AD620為核心的心電信號前置放大模塊和以SGM8544為核心芯片的濾波模塊,該部分對心電信號進行采集、濾波和去噪處理;心電信號自校準電路,以8選1雙向模擬開關MC14051和M2為核心芯片對容易受到外界干擾的心電信號針對性的進行補償放大和抬升,從而實現(xiàn)對心電信號在硬件電路上的保護;以AD124S021為核心芯片的多通道信號模數轉換電路,對采集到的人體心電、電池電壓等模擬信號進行數字化,方便信號的進一步處理,同時預留2個通道方便后續(xù)產品迭代更新如添加運動檢測、體溫監(jiān)測等功能;以CC2540和M2為核心的數字信號藍牙傳輸電路,對采集到的信號進行藍牙傳輸至智能的移動終端或云端,方便進一步用戶跟蹤和心電數據的存儲;同時,還有附加電路如電池電源充電及保護電路,用以實現(xiàn)電路的便攜式長時間的監(jiān)測和優(yōu)化用戶體驗。通過將采集到的心電信號與MIT_BIO信號進行歸一化比對可知,該采集電路采集到的心電信號含有較全面的生理健康信息,心電各波段波形采集完整而且可隨環(huán)境和采集樣本的變化自動切換放大倍數以及抬升幅度進而得到更理想的波形,因而更有利于下一步心電信號的醫(yī)學分析。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.23;R318
【圖文】：

西安電子科技大學碩士學位論文P-R 段、S-T 段，這些間斷也包含重要的生理信息[30]，比如：P-R 間期也叫作房室延擱，對于它的測量在胎兒健康監(jiān)測中具有很大的意義[31]，Q-T 間期可以反映心室去極化與復極化過程時間和，對這部分的研究常使用在睡眠監(jiān)測或者情緒測量上[32]，前文中提到的 LIFE SHIRT 對睡眠質量檢測和情緒檢測上就是使用算法對這部分間隔做處理[33]。當然有的人會出現(xiàn)一個附加的電勢傾斜叫做 U 波，一般來說 U 波比較小，U 波的產生機制在業(yè)界還有一定的爭執(zhí)，主流的幾種看法認為是心肌受激的電位反映或是乳頭肌的復極化反映，所以通常對 U 波不做過多的研究[34]。典型的心電波形如圖 2.1 所示。

第二章 心電采集電路基礎理論的電極和導聯(lián)線來獲得肢體表面電勢信號，再通過后續(xù)電路的差分、放大、濾波等擬調劑處理就可以得到心電信號。按照國際標準所規(guī)定的十二導聯(lián)心電監(jiān)測體系,需要在人體體表指定放置 10 個理電極,這 10 個電極分別放置在人體的距離心臟較遠的四肢和距離心臟較近的胸：左臂(LA)、右臂(RA)、左腿(LL)、右腿(RL)4 個肢體導聯(lián)電極和胸部(V1~V6)6電極[35]。一般的四肢使用夾體電極，胸前導聯(lián)常使用干式碗狀電極或者吸附式銀離濕式電極，按國際標準胸部電極位置如圖 2.2 所示：V1 導聯(lián)體表位置：胸骨右緣第四肋間。V2 導聯(lián)體表位置：胸骨左緣第四肋間。V3 導聯(lián)體表位置：位于 V2、V4 導聯(lián)連線中點。V4 導聯(lián)體表位置：左鎖骨中線第五肋間。V5 導聯(lián)體表位置：在左側腋前線與 V4 導聯(lián)同一水平。V6 導聯(lián)體表位置：在左側腋中線與 V4 導聯(lián)同一水平。

9圖 2.3 M2 芯片系統(tǒng)結構圖M2 芯片內置 32 位中央處理器，該 CPU 支持 MIPS-I 指令集編程。同時 M2 內置的 C0 協(xié)處理器編程和 32 個通用寄存器。M2 中的 CPU 執(zhí)行指令過程為標準五水：IF、ID、EX、MEM 和 WB[39]。流水線的思想極大的提高了芯片的工作效率，并不是芯片的流水線級數越多越好，常見的芯片的流水線級數為四級流水、五級、八級流水等等。M2 存儲空間結構是馮諾依曼結構，M2 的整個存儲空間主要包括 CPU core 的存間和外圍特殊功能寄存器（SFR）。2.2.1 M2 的 CPU 存儲空間目前 M2 對用戶開放的存儲空間位User Code & Dat（a1M 存儲空間）和Temp DataK 存儲空間）這兩部分存儲空間，Boot Code & Data 用戶不可寫。其 CPU 存儲空

【參考文獻】

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1 陳偉偉;高潤霖;劉力生;朱曼璐;王文;王擁軍;吳兆蘇;李惠君;鄭哲;蔣立新;胡盛壽;;《中國心血管病報告2014》概要[J];中國循環(huán)雜志;2015年07期

2 盧潭城;劉鵬;高翔;陸起涌;;基于AD8232芯片的便攜式心電監(jiān)護儀設計[J];實驗技術與管理;2015年03期

3 金純;賈珍梅;劉魯云;金潔;;基于CC2540的超低功耗藍牙模塊的設計[J];電視技術;2015年01期

4 孟妍;鄭剛;戴敏;;可穿戴式心電信號采集電極的研究[J];天津理工大學學報;2014年05期

5 張琳;嚴洪;翟光杰;;非接觸式電極在心電信號檢測中的應用和研究進展[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;2014年02期

6 郭敏;朱琦;;組織多普勒成像在胎兒房室傳導時間評價中的意義[J];中華圍產醫(yī)學雜志;2014年03期

7 陳樹成;楊志勇;王科;王建佳;;便攜式可充電多路輸出電源設計[J];通信電源技術;2014年01期

8 蔣金;陳長興;;差動運放電路仿真分析與最優(yōu)模型探究[J];海南大學學報(自然科學版);2013年03期

9 范富蓮;;心電圖對低鉀血癥病人診斷價值分析[J];求醫(yī)問藥(下半月);2013年04期

10 孫俊峰;李智群;章麗;李偉;;一種Gm-C復數帶通濾波器調諧電路的設計[J];東南大學學報(自然科學版);2011年04期

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1 董紅生;心電波形檢測與心率變異性分析方法研究[D];蘭州理工大學;2012年

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1 杜笑娟;情感數據庫建立及情感特征提取算法研究[D];燕山大學;2014年

2 高峰;基于Android系統(tǒng)的心電圖分析軟件設計[D];西安電子科技大學;2014年

3 趙慧婧;便攜式動態(tài)血壓監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];浙江大學;2014年

4 李秀麗;基于小波變換的心電QRS波群檢測算法的研究[D];山東大學;2013年

5 杜雷雷;高性能心電信號采集模塊的搭建與應用驗證[D];中國科學院深圳先進技術研究院;2013年

6 李向新;基于多生理參數的睡眠分期研究及其應用[D];天津大學;2012年

7 張曉明;面向高精度心電檢測的若干研究[D];南京大學;2012年

8 王余濤;基于嵌入式系統(tǒng)的便攜式心電監(jiān)護系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

9 寧剛;基于壓縮感知的信號重構算法研究[D];吉林大學;2010年

10 曹麗玉;有源平面倒F天線的設計與仿真[D];吉林大學;2009年

本文編號：2746473