發(fā)布時(shí)間：2017-08-20 02:20

  本文關(guān)鍵詞：便攜式心電檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 心臟類疾病 心電信號(hào) 檢測(cè) 特征提取與分類

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展,人們的生活水平不斷得到提升。生活上的壓力讓人們?cè)絹?lái)越重視自身的健康問(wèn)題。心臟類疾病作為一種生活中較為常見(jiàn)的系統(tǒng)疾病,更受到了人們的普遍關(guān)注。目前心臟類疾病的檢測(cè)方法有很多如：心電圖、超聲心動(dòng)圖、X-線等方式。其中心電圖檢測(cè)以其簡(jiǎn)單、方便、價(jià)格低廉等原因成為醫(yī)院普遍采用的檢測(cè)方法,其檢測(cè)結(jié)果主要以醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)為主。本文設(shè)計(jì)了一款便攜式心電檢測(cè)系統(tǒng),它可以實(shí)時(shí)采集人體的心電信號(hào),再對(duì)采集到的心電信號(hào)進(jìn)行特定的處理后,將心電信號(hào)是否正常的檢測(cè)結(jié)果反饋給測(cè)試者,從而實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)快速檢測(cè)的目的。本系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩個(gè)部分組成,其系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)如下：(1)系統(tǒng)前端硬件電路的設(shè)計(jì)：心電信號(hào)是一種微弱信號(hào),在采集過(guò)程中很容易受到各種噪聲的干擾。前端硬件電路設(shè)計(jì)的主要作用是對(duì)微弱的心電信號(hào)進(jìn)行放大和濾除心電信號(hào)中的各種干擾。放大電路的設(shè)計(jì)主要采用AD620與OPA227實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)1000倍左右的放大。濾波電路的設(shè)計(jì)主要以工頻陷波電路的設(shè)計(jì)為主；工頻干擾對(duì)心電信號(hào)的影響最大,為了更好的濾除心電信號(hào)中的50 Hz工頻干擾,本系統(tǒng)采用了F42N50濾波芯片來(lái)設(shè)計(jì)陷波器,其濾波效果明顯優(yōu)于雙T、Fliege陷波器,通過(guò)具體的電路測(cè)試并達(dá)到了較好的50Hz陷波效果。為了保證人體的安全,前端硬件電路與人體連接的每一個(gè)電路中都串聯(lián)了一大電阻以減少流經(jīng)人體的電流。(2)微處理器模塊的設(shè)計(jì)：為了減少系統(tǒng)功耗、方便系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸,本系統(tǒng)采用了超低功耗、支持USB2.0功能模塊的MSP430F5529作為系統(tǒng)的微處理器。微處理器的主要作用為實(shí)現(xiàn)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)的實(shí)時(shí)處理以及設(shè)備的USB通信。(3)無(wú)線藍(lán)牙模塊的設(shè)計(jì)：為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)便攜的特點(diǎn),以HC-05藍(lán)牙模塊為基礎(chǔ)結(jié)合微處理器UART功能模塊的編程,實(shí)現(xiàn)了無(wú)線藍(lán)牙模塊的整體設(shè)計(jì)。藍(lán)牙模塊的設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸方式,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與手機(jī)以及PC機(jī)(帶藍(lán)牙功能)之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。(4)信號(hào)的特征提取與分類：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)采集心電信號(hào)的檢測(cè),本文初步探討了利用雙譜估計(jì)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為特征提取方法的有效性。通過(guò)利用提取的心電特征向量和KNN單類分類器實(shí)現(xiàn)了正常與非正常心電信號(hào)的正確檢測(cè)。(5)系統(tǒng)測(cè)試：為了驗(yàn)證系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)的正確性,對(duì)系統(tǒng)硬件與軟件的各個(gè)部分進(jìn)行了一定的功能測(cè)試,其中軟件部分主要使用了MATALB和LabVIEW混合編程的方式來(lái)搭建系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體的功能測(cè)試,系統(tǒng)能夠較好的實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸以及判定心電信號(hào)是否正常等全部功能。本系統(tǒng)初步構(gòu)建了心電異常檢測(cè)系統(tǒng)的框架,為心電異常檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)提供了一定的設(shè)計(jì)思路。對(duì)該系統(tǒng)硬件與軟件的進(jìn)一步完善,將會(huì)有利于該類設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：心臟類疾病 心電信號(hào) 檢測(cè) 特征提取與分類
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R540.4;TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 心臟類疾病的檢測(cè)方法10-11
• 1.2 心電信號(hào)基礎(chǔ)11-13
• 1.2.1 心電信號(hào)產(chǎn)生的原理11-12
• 1.2.2 心電信號(hào)的特征12-13
• 1.3 心電檢測(cè)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 系統(tǒng)前端硬件設(shè)計(jì)16-33
• 2.1 系統(tǒng)前端電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)16-21
• 2.1.1 心電導(dǎo)聯(lián)簡(jiǎn)介16-18
• 2.1.2 心電信號(hào)采集過(guò)程的主要干擾18-20
• 2.1.3 前端硬件設(shè)計(jì)總框圖20-21
• 2.2 心電導(dǎo)聯(lián)盒的制作21
• 2.3 前端放大電路的設(shè)計(jì)21-23
• 2.4 導(dǎo)線屏蔽驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)23
• 2.5 右腿驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)23-24
• 2.6 導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)24-25
• 2.7 工頻陷波電路的設(shè)計(jì)25-30
• 2.8 低通濾波器的設(shè)計(jì)30-31
• 2.9 反向放大電路的設(shè)計(jì)31-32
• 2.10 電源模塊的設(shè)計(jì)32-33
• 3 微處理器模塊的設(shè)計(jì)33-46
• 3.1 微處理器的硬件設(shè)計(jì)33-37
• 3.1.1 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)33-36
• 3.1.2 USB模塊的設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 微處理器的軟件設(shè)計(jì)37-43
• 3.2.1 A/D模塊的設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.2 FIR濾波器的設(shè)計(jì)39-43
• 3.3 系統(tǒng)接口部分的設(shè)計(jì)43-46
• 3.3.1 通用串行接口(UART模塊)的設(shè)計(jì)43
• 3.3.2 通用串行總線(USB接口)的設(shè)計(jì)43-46
• 4 藍(lán)牙模塊的設(shè)計(jì)46-50
• 4.1 藍(lán)牙模塊的硬件設(shè)計(jì)46-47
• 4.2 藍(lán)牙模塊軟件設(shè)計(jì)47-50
• 4.2.1 藍(lán)牙模塊與手機(jī)通信47-49
• 4.2.2 藍(lán)牙模塊與PC機(jī)通信49-50
• 5 心電信號(hào)的特征提取與分類50-61
• 5.1 心電信號(hào)的QRS檢測(cè)50-53
• 5.2 雙譜估計(jì)實(shí)現(xiàn)特征提取53-58
• 5.2.1 雙譜估計(jì)53-57
• 5.2.2 主成分分析(PCA)57-58
• 5.3 心電信號(hào)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)58-60
• 5.4 KNN(K-Nearest Neighbor)分類器60
• 5.5 十折交叉驗(yàn)證(10-fold cross validation)60-61
• 6 系統(tǒng)測(cè)試61-66
• 6.1 系統(tǒng)測(cè)試簡(jiǎn)介61
• 6.2 硬件電路的測(cè)試61-64
• 6.2.1 系統(tǒng)前端電路測(cè)試61-63
• 6.2.2 微處理器的測(cè)試63-64
• 6.3 系統(tǒng)軟件測(cè)試64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王輝;;《臨床心電圖學(xué)》第四版[J];基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床;2013年07期

2 胡大一;冠心病診斷與治療研究進(jìn)展[J];中華心血管病雜志;2003年11期

3 高建步;李玉東;楊守忠;;雙源CT血管成像與核素心肌顯像對(duì)老年冠心病的診斷價(jià)值[J];中國(guó)老年學(xué)雜志;2011年13期

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本文編號(hào)：704160