【摘要】：隨著移動醫(yī)療的飛速發(fā)展,可穿戴式心電監(jiān)護已成為個人日常心電監(jiān)護的一個重要發(fā)展方向。而長時間穿戴所存在的便攜性和舒適性差、監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題是制約可穿戴式心電監(jiān)護設(shè)備發(fā)展的重要瓶頸。采用織物電極作為心電采集電極,設(shè)計了一種單導(dǎo)聯(lián)低功耗、小型化的心電監(jiān)護系統(tǒng),改善了長時間穿戴所存在的問題。系統(tǒng)采用織物電極取代傳統(tǒng)Ag-Ag Cl電極進行心電采集;模擬前端采用ADS1292芯片,調(diào)理心電信號,提高信噪比,并進行24位ADC轉(zhuǎn)換;MCU采用MSP430F5659,進行數(shù)據(jù)的實時獲取、存儲和計算,并控制外設(shè)進行異常警報和與上位機的藍牙通信。系統(tǒng)完成靜坐、行走和跑步狀態(tài)下的測試,并對比同步脈率,驗證了檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,證明可基本滿足個人日常心電監(jiān)測使用。
【圖文】：

過敏等一系列問題，而且使用時有明顯的佩帶感，同時需要定時更換，所以對日常心電監(jiān)護而言并不合適［12－13］�？紤]到傳統(tǒng)電極在日常心電監(jiān)護中的不足，本系統(tǒng)采用織物電極進行心電信號的采集，如圖2所示。圖2心電織物電極此織物電極有別于一般的導(dǎo)電布，它是通過提花紡織技術(shù)與其他織物面料進行局部混織而成，可以實現(xiàn)織物電極與普通衣物的完美結(jié)合，無凸起感。電極采用雙面織物結(jié)構(gòu)，地層是由滌綸紗線織造，傳感層是由鍍銀紗線織造，經(jīng)紗是化纖長絲，緯紗是鍍銀導(dǎo)電紗。鍍銀紗線在緯紗方向形成雙層結(jié)構(gòu)，如圖3所示［14］。此織物電極是典型的柔性干態(tài)電極，與傳統(tǒng)一次性黏性電極相比，它的柔性、耐久性、可水洗性、人體生物兼容性、可集成性都大大提高。圖3織物電極采用的提花技術(shù)的橫截1．2心電采集模擬前端心電采集模擬前端通過高頻濾波、阻抗匹配等手段，高質(zhì)量獲取人體體表微弱心電信號，進行多級放大和濾波處理，并通過ADC轉(zhuǎn)換，將得到的心電數(shù)據(jù)傳輸給MCU進行處理分析的模塊［15］。本系統(tǒng)考慮到小型化設(shè)計需求，采用TI公司開發(fā)的集成模擬前端ADS1292進行系統(tǒng)設(shè)計。ADS1292芯片是一款用于測量生物電信號的集成調(diào)理模塊，可實現(xiàn)心電的同步采樣和24位模數(shù)轉(zhuǎn)換，采樣精度高，信號無需高倍數(shù)放大就可滿足采樣精度要求，且內(nèi)置可編程增益放945

第6期林視達，朱紀(jì)軍:基于織物電極的可穿戴式心電監(jiān)護系統(tǒng)1．4電源管理設(shè)計本系統(tǒng)采用可充電鋰電池進行系統(tǒng)供電，以滿足用戶長時間佩帶使用的需求，避免經(jīng)常更換紐扣電池所帶來的麻煩。鋰電池容量為200mAh，尺寸為4．7mm×2mm×0．4mm，可以恰好附著在電路板背面，最大程度節(jié)省了空間，滿足小型化的需求，如圖6所示。該鋰電池可以維持設(shè)備至少1d～2d的正常工作。鋰電池充放電管理采用TI公司的BQ24040芯片，可以靈活控制管理充放電，且有效保護鋰電池，避免過充;LDO采用TPS73033和TPS73201芯片，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的3．3V和1．8V電壓。電源管理電路如圖7所示。圖6系統(tǒng)供電可充放電鋰電池圖7電源管理電路1．5藍牙通信模塊設(shè)計本系統(tǒng)除了完成基本的心電信號采集、計算和存儲功能外，還可以通過藍牙4．0與移動終端進行數(shù)據(jù)通信，上傳心率和異常心電信號數(shù)據(jù)，以滿足輔助醫(yī)生追蹤診斷的需求和個人健康數(shù)據(jù)的長期統(tǒng)計和趨勢分析，從而更好的幫助心臟疾病患者進行自身健康的長時間有效監(jiān)控。系統(tǒng)采用基于CC2541芯片設(shè)計的藍牙4．0低功耗模塊進行通信。模塊支持UAＲT串口通信和SPP藍牙串口協(xié)議，，具有小型化、低功耗、收發(fā)靈敏等優(yōu)點。待機狀態(tài)下電流只有400μA到1．5mA;進行正常數(shù)據(jù)傳輸時的電流也僅為8．5mA，完全符合低功耗的設(shè)計要求。藍牙4．0模塊的電路設(shè)計如圖8所示。圖8低功耗藍牙4．0模塊2單片機程序設(shè)計本系統(tǒng)軟件的主要功能是獲取心電信號，進行947

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 李鴻強;崔佃銀;袁丹陽;曹路;李恩邦;;基于容性耦合電極的可穿戴心電信號檢測及其去噪算法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2017年01期

2 陳偉偉;高潤霖;劉力生;朱曼璐;王文;王擁軍;吳兆蘇;胡盛壽;;中國心血管病報告2013概要[J];中國循環(huán)雜志;2014年07期

3 萇飛霸;尹軍;張和華;顏樂先;彭潤;;一種基于智能終端的人體心電信號監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2014年03期

4 翟紅藝;王春民;張晶;尹晶;喬良;;基于織物電極的心電監(jiān)測系統(tǒng)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2012年02期

5 張和君;張躍;周炳坤;;遠程心電監(jiān)護軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機工程與應(yīng)用;2006年15期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李珂;穿戴式心電監(jiān)護設(shè)備的低功耗技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 丁鑫;基于導(dǎo)電織物的非接觸式睡眠心電測量系統(tǒng)設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2012年

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賴汝楠;劉洪英;皮喜田;;基于Android的手持式心電檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];傳感器與微系統(tǒng);2017年07期

2 洪翠瓊;杜美芳;周慧;亞理娜;黎紫珊;曹麗;;信息化平臺在急性心肌梗死患者臨床護理路徑中的應(yīng)用[J];齊魯護理雜志;2017年13期

3 張榮媛;張燕搏;王水云;黃海波;常碩;蒙延海;劉子娜;史晨;;冠狀動脈旁路移植術(shù)治療老年冠心病臨床分析[J];中華實用診斷與治療雜志;2017年06期

4 周旺;賈天震;陳賢祥;方震;;可穿戴醫(yī)療健康監(jiān)護現(xiàn)狀與展望[J];中國醫(yī)療設(shè)備;2017年06期

5 孫玲琴;;某中醫(yī)醫(yī)院2012至2014年心腦血管疾病住院構(gòu)成情況分析[J];當(dāng)代臨床醫(yī)刊;2017年03期

6 李勤學(xué);葛彪;閆銳晶;白銀龍;劉妍;;老年糖尿病血胱抑素-C與冠脈病變的相關(guān)性研究[J];實用老年醫(yī)學(xué);2017年06期

7 馬臻;劉雁云;;黛力新聯(lián)合加味逍遙丸對高血壓合并抑郁癥患者血清髓過氧化物酶活性、一氧化氮含量的影響及其療效觀察[J];湖北中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報;2017年03期

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