李建锋[1]2003年在《基于数字信号处理器的12通道心电图机的设计及分析方法的研究》文中研究表明心脏病仍然是威胁人类生命的主要疾病。心电图能为医生提供最直观的患者心脏的活动情况，因此心电图的提取和分析是十分有意义的工作。尤其是12导心电图机，在临床上具有重要的意义。嵌入式Internet技术的兴起使得心电图机的接入上网成为一种必要。这对在国际上建立心电数据库，进行网上会诊有重要的意义。本文在分析国内外心电图机和DSP特点的基础上，提出了模块化设计12导心电图机的方法。论文主要做了如下几方面的研究：① 研究系统的整体设计方案，提出了系统主要由3大模块组成：心电采集模块、中央处理模块、网络模块。② 设计心电采集模块，包括心电前置放大、高通滤波、工频陷波、肌电滤波、低通滤波、电平抬升和主放大、A/D转换和单片机，实时时钟。③ 设计中央处理模块，该模块以DSP为核心，包括程序存储器扩展、扩展CF卡电路、键盘控制电路、液晶显示电路、打印机接口电路和核心电源。④ 研究了嵌入式Internet技术和TCP/IP协议，选择了本系统所使用的网络模块，并把CP/IP协议包重新组合，设计了局域网通信的程序。⑤ 分析DSP的资源，利用其多通道缓冲串口（McBSP）模拟SPI协议和心电采集模块接口，利用主机接口（HPI）和网络模块接口。⑥ 设计了数字滤波器，并利用传统的心电分析算法，对波形的特征点进行了标定，并分析了心率参数。以上各项工作均初步取得了成功，基本上达到了设计的要求，为进一步的产品开发打下了良好的基础
洪波盛[2]2010年在《基于TMS320F2812的心电采集系统硬件设计》文中研究说明随着电子技术、软件技术和通信技术的飞速发展,心电图机的研发必定会结合最新技术,朝着大容量、高精度、小型化的方向发展,并具备自动分析能力。本文要设计的是一个高精度并且具有复杂算法处理能力的心电采集系统。TMS320F2812的主频为150MHz,可以处理更加复杂的算法。本文就是在此基础上,运用TMS320F2812设计了一个集采集、显示和传输于一体的心电采集系统,体积小、精度高,并且具有强大的数据处理能力。本文的主要内容有：1.介绍心电采集系统的国内外现状和发展趋势,给出本文所设计的心电采集系统的总体结构,测试TMS320F2812片上RAM和片上FLASH的运算速度,给出主芯片的选择理由；2.设计信号调理电路,包括低通滤波和保护电路、前置放大电路和主放大电路,介绍各部分电路的特点；3.设计心电采集系统分析模块,包括电源电路、晶振电路、AD转换电路、DA转换电路、ECAN通讯电路和液晶显示电路,以及相关软件。测试AD转换结果的精确度、DA转换和ECAN总线通讯的可靠性；论文对TMS320F2812的运算能力以及信号处理相关模块进行了详细的测试和分析。在此基础上完成了心电采集系统的样机,采集到完整的心电信号。论文的研究对高精度和自动分析功能的嵌入式心电采集系统的研发具有重要的意义。
祝顺燕[3]2005年在《心电信号的采集和便携式心电图机的设计》文中认为心血管系统疾病是现今世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。诊断心脏疾病的最重要工具之一是心电图检测。因此,研制高性能便携式心电图机,对于心脏疾病的及时诊断和治疗,具有十分重要意义。随着现代电子信息技术,特别是VLSI技术和DSP技术的飞速发展,现代心电图机正向着小型化,多功能和智能化的方向发展。ARM微处理器具有体积小,低功耗,低成本和高性能等特点,广泛应用于工业控制,无线通讯,网络应用,消费类电子,以及成像和安全产品等领域。本文介绍使用一款RISC的ARM微处理器S3C44B0X,设计基于嵌入式系统的便携式心电图机。首先简要介绍心电基本原理和心电图机现状;然后结合心电信号特性,详细论述心电信号的采集和滤波技术;继而根据临床应用,设计基于PC的心电信号的采集程序,包括12导同步心电图,心向量图以及心率变异等采集模块;最后给出基于嵌入式系统的便携式心电图机的软硬件设计,包括CPU选型,心电图机外围单元电路设计,嵌入式操作系统的选择,和嵌入式心电采集程序的设计。
阳广照[4]2013年在《基于ADS1298和ARM7的12导联无线Holter监护系统设计与实现》文中研究说明随着社会的高速发展和经济发展的转型,人们的物质生活条件越来越好,但是各种各样的疾病也随之而来,特别是心脏方面的疾病尤为突出。心电图对诊断、监测和防御这方面疾病占有极其重要的地位。另外,它对我们基础医疗研究、临床试验和诊断及相关其他方面的治疗起到关键作用。此论文介绍了一种新型心电信号动态监测系统的设计与实现,即基于ADS1298和ARM7的12导联无线Holter监护系统设计与实现。该系统以ARM7为MCU, ADS1298作为专用的信号采集模块,NewMsg-RF905作为无线传输手段,实现了12导联心电的实时监测。系统的硬件部分主要包括六个部分：前端导联滤波电路、可编程放大器、右腿驱动电路、ADS1298及ARM7相关外围电路、NewMsg-RF905无线传输、PACE检测电路。实现功能是将微弱的心电信号经滤波放大调理后进行A/D转化,A/D后的数字信号再以无线的方式传送到上位机,另外PACE检测电路可以检测出心电信号中是否包含起搏信号并将结果通过GPIO口告知系统。软件部分主要包括以下几个方面：ads1298和ARM7的相关寄存器的控制、ads1298数字格式的解析、数字信号的提取和SPI总线控制,其功能是为了实现心电信号的数字格式的解析、提取、重组和显示；也可以把采集的数据存入电脑硬盘里,进行一些非实时性的相关分析,或者便于以后查询。在程序结构部分采用了按照功能划分各个子模块,如此可实现程序良好的可扩展性。本论文以实现12导联心电信号的实时动态监测为目的。此系统经现场调试证明,实现了12导联心电信号实时捕捉和分析、信号的无线传输以及上位机心电波形实时显示等功能,基本满足了预期指标,为进一步进行心电信号的其它相关研究奠定了物质基础。
李享元, 高建中, 朱学慧[5]2011年在《基于DSP数字心电图机的设计》文中研究指明介绍12导联数字心电图机研制开发,采用双CPU架构,包括数字信号处理TMS320F206和微控制器AT89C55。该仪器利用数字信号处理器TMS320F206PZ实现实时对心电信号进行滤波和心电参数计算;热敏打印心电图形和检测结果;存储病人的心电数据,心电图形的回放打印,与PC机进行数据通主,建立病人的心电数据库,进一步研究分析。
马金中[6]2009年在《基于数字化导联线的12导心电数据采集系统》文中认为随着科技的进步和社会的发展,人们对健康越来越重视。心血管疾病是危害人类健康的四大疾病之一,心电图机作为常规的心脏病检查的基本仪器而成为医疗机构主要配备设备之一。因此,随着农村医疗机构的发展和社区医疗保健机构的逐步发展和完善,研制开发一种满足其需求的便携式低价位心电图机成为必然。本文介绍了一种低成本、低功耗、全数字化、便携式12导联数字化心电导联线系统硬件实现方案,该方案可以配合描记仪或PC个人计算机实现对心电图信号的采集与分析。心电信号采集部分采用24位多通道高速AD转换器,简化了硬件电路,免除了威尔逊网络硬件结构,利用高分辨率AD转换器结合低倍数放大电路,尝试了取消3.2秒硬件电路方案,以紧凑的电路结构实现了12导联心电信号的数字化同步采集。数字导联线设计采用5V直流电源供电,可以方便地利用USB接口电源,为下一步实现配合电脑检测心电信号奠定了基础。心电描记电路主控部分设计使用ARM920T 32位微处理器作为控制单元;选用低功耗器件和电源管理电路实现内置电池长时间工作;减少模拟和分立器件的使用缩小电路体积;采用数字心电导联线缩短模拟信号的输入距离以降低空间信号对人体信号的干扰;充分利用数字信号处理技术等手段,实现了产品的功能及性能的稳定和可靠;采用模块化结构提高仪器的可维护性。
张岩[7]2011年在《基于FPGA的心电信号自动诊断技术研究》文中研究说明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。由于心脏病发作具有突发性的特点,患者不可能长时间地静卧在医院,但又需实时得到医护人员的监护,所以研发高性能的便携式心电监护仪就具有十分重要的意义。在现有的医疗、社会、科技背景下,医学监护领域己经朝着个人化、便携化和多功能化的方向发展。针对以上所述,本文进行了一种基于SOPC技术的心电监护系统的方案设计,构建了以Altera公司CycloneII系列EP2C20为核心芯片的FPGA系统平台。系统的硬件设计包括心电信号的预处理模块和FPGA内部功能模块的设计。嵌入式软核NiosII作为系统的处理器,系统的软件设计主要在NiosII IDE中进行,采用NiosII定制指令的方式编写C语言应用程序,应用程序包括对基于FAT文件系统的SD卡存储程序、LCD显示控制程序、A/D,D/A转换控制程序。心电信号的预处理模块由模拟滤波和数字滤波两部分组成。模拟滤波主要是由心电调理模块来完成,包括心电信号提取电路、滤波电路、放大电路,对心电信号进行了前端滤波和放大,使放大后的心电信号偏置到A/D转换电路的输入范围,并对工频干扰有一定的抑制作用。针对数字滤波器的设计,采用Altera公司提供的FIR滤波器IP核进行设计,首先在DSP builder里进行功能的仿真,再通过MIT-BIH数据库中的数据对其进行了验证。将已经实现的各个功能模块和其他外部接口集成到Avalon总线上来,构成一个基于NiosII处理器的嵌入式系统。充分利用NiosII处理器灵活性能来完成数据采集、传输、存储、通信和显示等整个系统工作流程的控制。论文还针对国内外近年内发展起来的各种心电自动诊断方法进行了总结,采用支持向量机方法对心电相关数据进行处理,建立分类模型,训练分类器,进而对冠心病进行辅助诊断。该算法在Matlab软件上进行了建模仿真,并结合UCI冠心病数据库中的数据进行实验分析,使用网格优化算法对分类器的参数进行寻优,最后得到了较高的分类准确率。
丁建平[8]2005年在《基于ARM体系结构的心电数据采集系统的研究》文中指出心电监护仪是现代临床医学中不可或缺的辅诊仪器,通过对心血管病人和危重病人实施长时间不间断的监护,为疾病的诊断、分析、治疗和研究提供重要的依据。心电数据采集系统是心电信号从人体体表进入计算机(指广义上的计算机,包括所有处理器)的必要通道,将直接影响后续的信号处理。由于心电信号会受到各种电磁干扰以及电路本身噪声的影响,所以如何有效抑制各种干扰和噪声、提高信号的完整性,是心电数据采集系统研究的重点和难点,也是本文研究的切入点。ARM 是20 世纪90 年代初才出现的嵌入式微处理器,经过ARM 公司10 多年的研发,并将内核设计标准出售给芯片生产厂家,如Atmel、Intel、SAMSUNG、PHILIP 等,这些厂家研发出各种应用目的的基于ARM 体系结构的嵌入式微处理器。目前ARM已经成为嵌入式微处理器家族中的主力成员,在高低端嵌入式产品中占有很大市场份额,可以毫不夸张的说,基于ARM 体系结构的嵌入式产品遍布生产、生活和学习的各个角落,21 世纪将是ARM 大放异彩的世纪!本文提出了将高端ARM 处理器芯片AT91RM9200 应用到心电监护仪中,设计了基于ARM 体系结构的心电数据采集系统。本文首先论述了课题研究的意义,并详细的介绍了心电监护仪的发展历史、分类以及现代心电监护仪的特点。接着介绍了本文采用的关键性技术:嵌入式技术和数据采集技术。系统的阐述了嵌入式系统的基本概念、特点、嵌入式操作系统、嵌入式微处理器、ARM 处理器以及现代嵌入式系统的应用领域以及现代数据采集系统的特点、基本构成、微弱信号的检测技术。然后从生理学和电生理学的角度,分析了心电信号的特征波形以及各个波形之间的时间关系。接着讲述心电信号的干扰和噪声以及如何抑制这些干扰和噪声信号。ARM 体系结构是本文研究的重点,在第3 章作了深入研究。首先概述了嵌入式微处理器的分类,重点介绍了ARM 处理器的种类及其产品;然后详细探讨了AT91RM9200 微处理芯片的内核、处理器模式、寄存器组、存储系统、寻址方式以及中断模式等;最后探讨了嵌入式系统的开发模式,主要从开发流程和开发特点两方面来论述。硬件平台的设计和开发是本文研究的核心内容,本文将整个心电数据采集系统的电路设计分成两大模块-采集电路和处理电路,分两章分别详细论述。采集电路包括前端放大电路和右腿驱动电路设计、主放大和滤波电路设计(包括高通
罗旻晖[9]2012年在《心电图机自动分析算法的研究与实现》文中进行了进一步梳理目前市面上销售的来自国外的心电图机价格昂贵，某些国外软件授权费用更是超过了一些国产心电图机的整机成本。虽然国内已有多家制造心电图机的厂商，但是在信号的处理算法和检测算法方面仍与国外有很大差距，同时，大多数心电图机功能比较单一，不利于医生综合利用病人的各种信息进行正确的诊断。本课题主要研究了基于心电图机的数据预处理算法和时频分析包括心电向量检查功能、心室晚电位检测功能、频谱心电图分析功能、高频心电图检测功能等的检测算法，同时通过对比分析得出了标准12导联转换Frank导联的转换系数矩阵。目的是为了解决目前市场上常见的心电图机预处理算法缺陷以及丰富了心电图机的功能。本文主要的研究内容如下：对数据的预处理算法进行了研究。包括提出了SDFT单频点幅值法的导联脱落检测算法和基于边缘增强算法的起搏器信号检测算法等，并且完成了对心电图主要滤波器基线漂移滤波器、工频滤波器、低通滤波器的设计。完成了对心电向量分析算法的研究。包括实现了基于QRS检测和斜率法的实时检测P波检测算法、提出了一种基于计算几何学中叉积法的向量环面积计算方法、完成了平均模板低通滤波器的优化设计和通过对比分析得出了标准12导联转换Frank导联的转换系数矩阵。综合运用时域分析和频域分析两种手段完成了心电图叁个独立的分析模块包括基于迭加平均技术和叁维频谱分析技术的心室晚电位检测功能、基于FFT变换的频谱心电图分析功能、基于微分法的高频心电图检测功能的算法研究。确定了使用S3C2410A作为主控芯片和STF32F103作为心电采集板的MCU以及ADS1298作为心电采集板的AD转换芯片，设计出了硬件电路。同时将μC/OS-II作为系统软件。完成了系统的主要任务的设计。
周肖飞[10]2005年在《虚拟临床心电监护系统VECGMS的设计与实现》文中指出随着我国医疗卫生事业的不断发展,各级医院对各种专业化、智能化、低成本的医学设备的需求不断增加。同时,电子技术和计算机技术的迅速发展,传统医学诊断仪器的开发、生产及制造理念的不断更新,使得基于电子计算机所开发出的新设备,已逐渐成为医学诊断仪器的一个新的主流。本文基于个人计算机开发了医学电生理信号的记录及分析系统——虚拟临床心电监护系统VECGMS,在通用个人计算机硬件和通用操作系统平台的基础上,增加一些硬件电路和专用软件包来实现同类专用医学诊断设备的主要功能及一些在专用医学诊断设备上不易实现的功能。VECGMS 系统包括叁个子系统: 12 导联24 小时动态心电监护系统DECG;微机版心电图机系统;以及微机版多参数监护系统。本文集中讨论了12 导联24 小时动态心电监护系统的设计与实现方法;对微机版心电图机的实现方法进行了一般性的介绍;以VECGMS 系统对人体心电信号的处理顺序为线索,依次讨论了从信号采集记录到分析结果输出的全过程。本文的具体工作如下:(1)通过心电信号记录器的模拟电路获得并放大人体12 导联(也称12通道)心电信号, 将模拟信号转换成数字信号;(2)通过单片机程序有效地组织、缓冲并存储采集到的心电信号;(3)通过USB2.0技术将心电信号记录器中存储的12 导联24 小时心电信号或微机版心电图机心电采集器采集到的实时12导联心电信号快速上传到PC 机;(4)在PC 机中接收并存储心电信号, 并对其进行有效地滤波;(5)通过心电分析算法识别出心电图中的各个心搏并获得每个心搏的全部特征点及特征参数;(6)根据心搏特征点识别出每一个心搏的形态, 根据每个单一的心搏形态识别出心搏的联律;(7)显示心电图及心搏的形态分类结果;(8)根据心电图分析结果的统计表由医生作出正确的诊断, 并打印出诊断结果报告;(9)设计了基于数据库的病案管理程序, 用来有效地管理系统中全部患者的病例。本文的软件开发和硬件与上位机软件的集成测试已全部完成,系统运行稳定可靠,取得了全部预期效果。本系统的开发成功, 为虚拟临床诊断仪器的实现提供了一套行之有效的解决方案。
参考文献：
[1]. 基于数字信号处理器的12通道心电图机的设计及分析方法的研究[D]. 李建锋. 重庆大学. 2003
[2]. 基于TMS320F2812的心电采集系统硬件设计[D]. 洪波盛. 浙江大学. 2010
[3]. 心电信号的采集和便携式心电图机的设计[D]. 祝顺燕. 东南大学. 2005
[4]. 基于ADS1298和ARM7的12导联无线Holter监护系统设计与实现[D]. 阳广照. 云南大学. 2013
[5]. 基于DSP数字心电图机的设计[J]. 李享元, 高建中, 朱学慧. 微型机与应用. 2011
[6]. 基于数字化导联线的12导心电数据采集系统[D]. 马金中. 郑州大学. 2009
[7]. 基于FPGA的心电信号自动诊断技术研究[D]. 张岩. 河北工业大学. 2011
[8]. 基于ARM体系结构的心电数据采集系统的研究[D]. 丁建平. 重庆大学. 2005
[9]. 心电图机自动分析算法的研究与实现[D]. 罗旻晖. 哈尔滨工业大学. 2012
[10]. 虚拟临床心电监护系统VECGMS的设计与实现[D]. 周肖飞. 吉林大学. 2005
标签：仪器仪表工业论文; 生物医学工程论文; 心电图论文; 嵌入式技术论文; 数字信号处理芯片论文; 嵌入式系统设计论文; 功能分析论文;