【摘要】：近年來,隨著人們生活節(jié)奏加快,心血管疾病逐漸成為人類生命和健康的最大威脅。這類疾病的發(fā)作通常無法預(yù)料,并且容易致命。因此,心電信號的監(jiān)測作為診斷心血管疾病的主要手段受到越來越多的關(guān)注。研究實現(xiàn)一種能長期、準(zhǔn)確、實時采集心電信號的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀,對于心血管疾病的早期治療,降低發(fā)病率和死亡率等具有重要意義。心電信號的檢測是研制便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的研究重點之一。本文針對傳統(tǒng)的心電監(jiān)護(hù)儀存在的監(jiān)測時間短、電極對人體皮膚存在刺激、電極導(dǎo)線限制人體活動的問題,基于非接觸心電測量、電子皮膚以及無線信號傳輸技術(shù),提出了一種心電信號無線檢測方法。在該方法中,首先利用電子皮膚技術(shù)將非接觸式一體化電極以及傳感器電路相結(jié)合,研制成一種類似皮膚的輕薄膜片,貼附于人體的皮膚上。然后傳感器電路將所檢測到的心電信號通過耦合線圈無線傳輸至讀取電路。最后讀取電路通過相位檢測方式將接收到的心電信號檢測出來。本文針對提出的心電信號無線檢測方法進(jìn)行詳細(xì)的研究。首先,無源無線傳感器電路采用兩個相同變?nèi)荻䴓O管串聯(lián)的形式,實現(xiàn)了對共模信號的抑制和差模信號的放大。其次,利用Ansoft HFSS電磁場平臺對傳感器電路與讀取電路中的電感線圈參數(shù)及其耦合性能進(jìn)行研究:搭建平面電感線圈模型,通過仿真分析得到電感線圈各參數(shù)對電感性能的影響及優(yōu)化準(zhǔn)則,從而確定傳感器線圈參數(shù);搭建平面電感的互感模型并通過仿真分析得到讀取線圈幾何參數(shù)、線圈間垂直距離、中心偏移量以及角偏移對傳感器線圈與讀取線圈間耦合性能的影響,從而確定讀取線圈參數(shù)以及傳感器線圈與讀取線圈的工作范圍。最后,通過仿真分析,讀取電路采用相位檢測方式來檢測心電信號,并完成該電路中各模塊的設(shè)計。
[Abstract]:In recent years, cardiovascular disease has become the greatest threat to human life and health. The onset of these diseases is often unpredictable and easily fatal. Therefore, ECG monitoring as the main means of diagnosis of cardiovascular disease has attracted more and more attention. A portable ECG monitor, which can collect ECG signals for a long time, accurately and in real time, is very important for the early treatment of cardiovascular diseases and the reduction of morbidity and mortality. ECG signal detection is one of the key points in the development of portable ECG monitor. This paper aims at the problems of the traditional ECG monitor, such as the short monitoring time, the irritation of the electrode to the human skin, the restriction of the human body activity by the electrode wire, based on the non-contact ECG measurement, electronic skin and wireless signal transmission technology. A radio detection method for ECG signals is proposed. In this method, the non-contact integrated electrode and the sensor circuit are combined with the electronic skin technology, and a kind of thin membrane is developed, which is similar to the skin and attached to the skin of the human body. The sensor circuit then wirelessly transmits the detected ECG signal through the coupling coil to the read circuit. Finally, the reading circuit detects the received ECG signal by phase detection. In this paper, the proposed ECG radio detection method is studied in detail. Firstly, the passive wireless sensor circuit uses two identical varactor diodes in series to suppress the common mode signal and amplify the differential mode signal. Secondly, the inductance coil parameters and their coupling performance in the sensor circuit and the reading circuit are studied by using the Ansoft HFSS electromagnetic field platform. The planar inductance coil model is built. Through simulation analysis, the influence of inductance coil parameters on inductance performance and optimization criteria are obtained, and the sensor coil parameters are determined. The mutual inductance model of planar inductance is built, and the effects of geometric parameters of reading coil, vertical distance between coils, center offset and angle offset on the coupling performance between the sensor coil and the reading coil are obtained by simulation analysis. The parameters of the reading coil and the working range of the sensor coil and the reading coil are determined. Finally, through simulation analysis, the reading circuit uses phase detection to detect ECG signal, and completes the design of each module in the circuit.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH789

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本文編號：2422759