【摘要】：近些年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展人民物質(zhì)生活水平提高和環(huán)境的惡化,心血管疾病漸漸成為了危害人民生活健康的一個(gè)重大因素,對于心血管疾病的監(jiān)測和預(yù)防逐步成為人類疾病防治的熱點(diǎn)。因?yàn)樾碾娦盘柾ㄟ^檢測人體體表電位就可以獲得且心電圖含有豐富的心血管疾病信息對于檢測各種心率不齊、心室心房瓣肌肥大、房室早搏、心肌缺血等心血管病癥具有很重要的參考價(jià)值,所以心電信號的準(zhǔn)確、高效的懫集和處理,對心血管疾病的監(jiān)測具有重要的研究意義。但是現(xiàn)有的心電監(jiān)測設(shè)備有各種各樣的不足,比如:體積過大、造價(jià)過高、不方便攜帶和容易受外接環(huán)境干擾等。因此,設(shè)計(jì)出便攜式抗干擾能力較強(qiáng)的心電信號懫集處理電路,對于心臟疾病的篩查和診療以及構(gòu)建立體式社區(qū)心血管檢測網(wǎng)絡(luò)具有一定的實(shí)際意義。本文主要設(shè)計(jì)了人體指端心電采集夾體和電極,使用干式剛性接觸式電極采用指端采集心電信號更方便;基于國產(chǎn)M2芯片的心電模擬懫集電路板,包括以AD620為核心的心電信號前置放大模塊和以SGM8544為核心芯片的濾波模塊,該部分對心電信號進(jìn)行采集、濾波和去噪處理;心電信號自校準(zhǔn)電路,以8選1雙向模擬開關(guān)MC14051和M2為核心芯片對容易受到外界干擾的心電信號針對性的進(jìn)行補(bǔ)償放大和抬升,從而實(shí)現(xiàn)對心電信號在硬件電路上的保護(hù);以AD124S021為核心芯片的多通道信號模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,對采集到的人體心電、電池電壓等模擬信號進(jìn)行數(shù)字化,方便信號的進(jìn)一步處理,同時(shí)預(yù)留2個(gè)通道方便后續(xù)產(chǎn)品迭代更新如添加運(yùn)動(dòng)檢測、體溫監(jiān)測等功能;以CC2540和M2為核心的數(shù)字信號藍(lán)牙傳輸電路,對采集到的信號進(jìn)行藍(lán)牙傳輸至智能的移動(dòng)終端或云端,方便進(jìn)一步用戶跟蹤和心電數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);同時(shí),還有附加電路如電池電源充電及保護(hù)電路,用以實(shí)現(xiàn)電路的便攜式長時(shí)間的監(jiān)測和優(yōu)化用戶體驗(yàn)。通過將采集到的心電信號與MIT_BIO信號進(jìn)行歸一化比對可知,該采集電路采集到的心電信號含有較全面的生理健康信息,心電各波段波形采集完整而且可隨環(huán)境和采集樣本的變化自動(dòng)切換放大倍數(shù)以及抬升幅度進(jìn)而得到更理想的波形,因而更有利于下一步心電信號的醫(yī)學(xué)分析。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.23;R318
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文P-R 段、S-T 段，這些間斷也包含重要的生理信息[30]，比如：P-R 間期也叫作房室延擱，對于它的測量在胎兒健康監(jiān)測中具有很大的意義[31]，Q-T 間期可以反映心室去極化與復(fù)極化過程時(shí)間和，對這部分的研究常使用在睡眠監(jiān)測或者情緒測量上[32]，前文中提到的 LIFE SHIRT 對睡眠質(zhì)量檢測和情緒檢測上就是使用算法對這部分間隔做處理[33]。當(dāng)然有的人會(huì)出現(xiàn)一個(gè)附加的電勢傾斜叫做 U 波，一般來說 U 波比較小，U 波的產(chǎn)生機(jī)制在業(yè)界還有一定的爭執(zhí)，主流的幾種看法認(rèn)為是心肌受激的電位反映或是乳頭肌的復(fù)極化反映，所以通常對 U 波不做過多的研究[34]。典型的心電波形如圖 2.1 所示。

第二章 心電采集電路基礎(chǔ)理論的電極和導(dǎo)聯(lián)線來獲得肢體表面電勢信號，再通過后續(xù)電路的差分、放大、濾波等擬調(diào)劑處理就可以得到心電信號。按照國際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的十二導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)測體系,需要在人體體表指定放置 10 個(gè)理電極,這 10 個(gè)電極分別放置在人體的距離心臟較遠(yuǎn)的四肢和距離心臟較近的胸：左臂(LA)、右臂(RA)、左腿(LL)、右腿(RL)4 個(gè)肢體導(dǎo)聯(lián)電極和胸部(V1~V6)6電極[35]。一般的四肢使用夾體電極，胸前導(dǎo)聯(lián)常使用干式碗狀電極或者吸附式銀離濕式電極，按國際標(biāo)準(zhǔn)胸部電極位置如圖 2.2 所示：V1 導(dǎo)聯(lián)體表位置：胸骨右緣第四肋間。V2 導(dǎo)聯(lián)體表位置：胸骨左緣第四肋間。V3 導(dǎo)聯(lián)體表位置：位于 V2、V4 導(dǎo)聯(lián)連線中點(diǎn)。V4 導(dǎo)聯(lián)體表位置：左鎖骨中線第五肋間。V5 導(dǎo)聯(lián)體表位置：在左側(cè)腋前線與 V4 導(dǎo)聯(lián)同一水平。V6 導(dǎo)聯(lián)體表位置：在左側(cè)腋中線與 V4 導(dǎo)聯(lián)同一水平。

9圖 2.3 M2 芯片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖M2 芯片內(nèi)置 32 位中央處理器，該 CPU 支持 MIPS-I 指令集編程。同時(shí) M2 內(nèi)置的 C0 協(xié)處理器編程和 32 個(gè)通用寄存器。M2 中的 CPU 執(zhí)行指令過程為標(biāo)準(zhǔn)五水：IF、ID、EX、MEM 和 WB[39]。流水線的思想極大的提高了芯片的工作效率，并不是芯片的流水線級數(shù)越多越好，常見的芯片的流水線級數(shù)為四級流水、五級、八級流水等等。M2 存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)是馮諾依曼結(jié)構(gòu)，M2 的整個(gè)存儲(chǔ)空間主要包括 CPU core 的存間和外圍特殊功能寄存器（SFR）。2.2.1 M2 的 CPU 存儲(chǔ)空間目前 M2 對用戶開放的存儲(chǔ)空間位User Code & Dat（a1M 存儲(chǔ)空間）和Temp DataK 存儲(chǔ)空間）這兩部分存儲(chǔ)空間，Boot Code & Data 用戶不可寫。其 CPU 存儲(chǔ)空

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2746473