低功耗便携式心电监测节点的设计开题报告
2022-01-14 21:42:03
全文总字数:2840字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快,心血管疾病的发病率迅速上升,已成为威胁人类身体健康的主要因素之一。而心电图则是治疗此类疾病的重要依据,具有诊断可靠、方法简便、对病人无伤害的优点,在现代医学中,变得越来越重要。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,历时仅为几分钟,只能获取少量有关心脏状态的信息,所以在有限时间内即使发生心率失常,被发现的概率也很低。因此有必要通过相应的监护装置对患者进行长时间的实时监测,记录患者的心电数据。又由于心脏病的发生具有突发性的特点,患者不可能长时间地静卧在医院,所以研发相应的便携式心电监测节点就显得更加重要。
目前市场上出现的心电检测仪普遍体积较大,不方便用户随身携带,因此心电的实时监测设备尚未在人们的日常生活中普及。为了能使用户更加方便地携带心电监测仪,我们必须设计出数据准确、体积更小、续航能力更强的设备,实现心电监测节点的轻量化和一体化。国内外研究现状
自1903年第一台心电图仪问世以来,心电图便开始应用于临床治疗。心电监测技术经过一百多年的发展,已经取得了极大的进步,由原来复杂、大型的心电图机器不断向智能、微型方面发展。
近几年来,随着现代科学技术和医疗工程的发展,国外一些发达国家已经在心电信号监测技术研究方面取得显著成就,并在不断地改进和提高。例如:德国tms远程医学系统公司的移动式远程心电监测仪sm100,美国的hearteax、heartmirror、heartview系列心电监护系统和日本欧姆龙的hcg-801监护系统等。2007年墨尔本澳大利亚理工大学生物医学工程研究室成功研制出手机心电远程监护装置,使心电监测技术又提升到了一个新的高度。
2. 研究的基本内容
本课题的主要任务是完成便携式心电检测节点及上位机心电信号监测分析系统的设计与实现。心电信号采集模块主要由心电信号的采集电路、滤波电路、信号放大电路和a/d采样电路等组成。首先在分析心电信号特点的基础上,通过贴附在身体表面的电极来采集人体微弱的心电信号,然后对其进行放大和软硬件滤波处理,得到具有诊断价值的心电信号,再通过a/d采样将模拟信号转化为心电数据。心电数据分析处理模块主要完成心电数据在各种干扰下的滤波处理、qrs波检测及常见的心率失常病症的分析及波形和结果显示等功能,并在显示屏上实时地显示心电波形和心率。最后通过蓝牙模块将数据发送到上位机心电信号监测分析平台上,进行心电数据的实时监测、保存、回放和参数测量等。
具体的研究内容:
(1).有效提取人体的心电信号,并对该信号进行放大和滤波处理,得到信噪比高的信号后,利用芯片对该信号进行采样。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
第一周 撰写文献综述、译文第二周------第四周 完成论文总体构架,并进行相关实验和设计第五周------第六周 论文初稿完成第七周------第八周 第一次论文修改第九周------第十周 第二次论文修改第十一周 第三次论文修改定稿第十二周------第十三周 毕业论文答辩第十四周 成绩评定、总结 第十五周――第十六周 装订成册、归档
预期效果表明,该心电监测节点体积小、功耗低、易于实现、便于操作,能够准确地获得使用者的心电信号,实时监测心脏的活动状态,能及时提醒心率失常的状况,非常适合于日常的心脏功能监测,特别是面向家庭的心电监测。
4. 参考文献
[1]Bo LIU. The Design of Portable ECG Health Monitoring System[A]. 东北大学、IEEE新加坡工业电子分会、中国自动化学会信息物理系统控制与决策专业委员会.第29届中国控制与决策会议论文集(1)[C].东北大学、IEEE新加坡工业电子分会、中国自动化学会信息物理系统控制与决策专业委员会:《控制与决策》编辑部,2017:4. [2]ZHOU Ping,LI Zhou-cheng,WANG Feng,JIAO Hong-yu.Portable Wireless ECG Monitor with Fabric Electrodes[J].Chinese Journal of Biomedical Engineering,2016,25(04):172-178.
[3]Luo Xiao-hui. Design of Portable ECG Device Based on STM32[A]. 信息化与工程国际学会.Proceedings of 2016 6th International Conference on Machinery,Materials,Environment,Biotechnology and Computer(MMEBC 2016)[C].信息化与工程国际学会:计算机科学与电子技术国际学会(Computer Science and Electronic Technology International Society),2016:4. [4]李兆朋. 便携式心电信号处理及显示系统设计[D].河北大学,2017. [5]王洪伟. 基于STM32F103便携式心电监护仪的设计与实现[D].浙江工业大学,2017. [6]杨柳,江伟.便携式心电信号采集与处理系统的设计[J].宜春学院学报,2016,38(09):47-49. [7]夏涛. 穿戴式心电检测与诊断系统研究与设计[D].深圳大学,2016. [8]姜文文. 便携式心电检测系统的研究[D].哈尔滨理工大学,2016.[9]马建峰. 便携式心电监护仪的设计与实现[D].哈尔滨工程大学,2017.[10]周雅琪. 便携式心电采集系统及实时分析算法研究[D].浙江大学,2014.[11]胡平,何俊.便携式心电监测系统QRS波的实时检测算法研究[J].微电子学与计算机,2013,30(08):139-141 146.[12]吴成枫. 新型便携式家庭心电检测仪的研究与设计[D].武汉工程大学,2013.