發(fā)布時(shí)間：2021-12-12 00:58

　　近年來(lái),隨著全球心血管疾病發(fā)病率和死亡率的持續(xù)上升,人們愈加重視對(duì)自身健康的管理。長(zhǎng)期持續(xù)的跟蹤心臟動(dòng)態(tài)情況有益于心臟疾病的預(yù)防篩查和輔助診斷,故可在非專(zhuān)業(yè)醫(yī)療環(huán)境下使用的個(gè)人心臟健康監(jiān)護(hù)設(shè)備開(kāi)始成為心臟疾病患者和亞健康人群的首選。然而,目前市場(chǎng)上主流的便攜式心電檢測(cè)設(shè)備（如智能手環(huán)等）并不具備心電信號(hào)分析以及疾病診斷預(yù)警等功能。因此,研發(fā)功能完善且適用于非醫(yī)療場(chǎng)合的心臟健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)品成為相關(guān)科研人員的重要研究課題。針對(duì)高發(fā)性心臟疾病——心律失常,本文以心律失常的預(yù)防和輔助診斷作為著眼點(diǎn),深入研究了基于電容耦合原理的非接觸心電信號(hào)測(cè)量方法和基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的心律失常分類(lèi)算法,設(shè)計(jì)了一種具有心律失常監(jiān)測(cè)功能的無(wú)擾式心電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)。主要的工作內(nèi)容如下:1.通過(guò)研究不同種類(lèi)心電信號(hào)測(cè)量電極的阻抗模型,根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出了電容耦合式測(cè)量電極模型,在人體生物電信號(hào)測(cè)量技術(shù)和電容耦合原理的基礎(chǔ)上,建立了基于電容耦合式測(cè)量電極的人體心電信號(hào)檢測(cè)模型。2.根據(jù)無(wú)擾監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求,本文設(shè)計(jì)了一套完整的非接觸式心電信號(hào)測(cè)量設(shè)備。此設(shè)備由電容耦合式測(cè)量電極傳感器和信號(hào)預(yù)處理電路構(gòu)成。基于該設(shè)... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電容耦合式測(cè)量電極傳感器原理圖

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文一種無(wú)擾式心律失常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)21示，實(shí)物圖如圖3-9所示。圖3-8電容耦合式測(cè)量電極傳感器原理圖圖3-9電容耦合式測(cè)量電極傳感器3.3信號(hào)調(diào)理傳輸與電源電路3.3.1信號(hào)調(diào)理電路實(shí)驗(yàn)表明，測(cè)量電極傳感器提取出來(lái)的信號(hào)在幅值上仍十分微弱，并不能充分利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)的動(dòng)態(tài)輸入范圍，且輸出信號(hào)波形上還疊加著較為明顯的干擾噪聲。為此，本文設(shè)計(jì)了用于信號(hào)預(yù)處理的調(diào)理電路，調(diào)理電路上集成了陷波、二級(jí)放大、ADC轉(zhuǎn)換等電路。通過(guò)放大、濾波等手段，保證可獲取到干凈準(zhǔn)確的ECG信號(hào)。圖3-10具體描述了信號(hào)調(diào)理電路的主要組成模塊。

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文一種無(wú)擾式心律失常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)25圖3-15信號(hào)調(diào)理電路實(shí)物圖3.3.2信號(hào)傳輸與供電電路采集電路檢測(cè)到的心電信號(hào)在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后成為可被數(shù)字電路處理的數(shù)字信號(hào)。因此，系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中加入了用于緩存數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)字控制電路。數(shù)字控制電路中起到控制樞紐作用的是微控制單元(MicrocontrollerUnit，MCU)。我們選取在市場(chǎng)上有廣泛應(yīng)用的，意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32系列高性能MCU。該公司在2018年推出的STM32F7系列微控制器，其核心選用了ARM公司的Cortex-M7架構(gòu)，工作主頻高達(dá)200MHz。由此可見(jiàn)，STM32F7系列的MCU在性能上相較于以往產(chǎn)品有很大幅度的提升，該系列還有一亮點(diǎn)是在運(yùn)行模式和低功耗模式下的功耗同STM32F4系列處于同一水平線。出于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)算能力和能效兩方面的考慮，我們選用STM32F722VE作為數(shù)字控制電路的中心部件，并按照無(wú)線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)需求，添加藍(lán)牙等外設(shè)電路。相關(guān)外設(shè)電路與MCU在連接方式上具體為：ADC以四線SPI的方式與MCU連接，藍(lán)牙模塊則通過(guò)串口與MCU連接。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定供電可保障電路的性能能夠得以充分發(fā)揮。設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到采用市電供電會(huì)難以控制電路中的50Hz工頻信號(hào)，因此系統(tǒng)的整個(gè)硬件電路都選用鋰電池進(jìn)行供電。本文選用規(guī)格為5200mAh的3.7V鋰電池，配合DC-DC+LDO的混合調(diào)壓電路完成對(duì)各器件的供電任務(wù)。圖3-16為系統(tǒng)電源供電電路框圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3535709