本文選題：心電模擬器　切入點(diǎn)：呼吸信號　出處：《蘭州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：心電模擬器是心電檢測設(shè)備測試過程中使用的重要設(shè)備,用于測試心電檢測設(shè)備的功能和精度等參數(shù),確定心電檢測設(shè)備是否符合設(shè)計需求和達(dá)到協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。心電檢測設(shè)備包括心電圖機(jī)和心電監(jiān)護(hù)儀。本文根據(jù)心電檢測設(shè)備的相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和市場需求,設(shè)計了一款能夠輸出18導(dǎo)聯(lián)心電信號的模擬器,模擬器能在輸出心電信號的同時,疊加輸出呼吸信號、極化電壓和起搏(PACE)信號。本文首先對心電檢測進(jìn)行概要敘述,說明心電檢測設(shè)備的作用,介紹心電檢測的背景和現(xiàn)狀,然后分析心電模擬器在測試心電檢測設(shè)備中的重要作用,并且介紹當(dāng)前心電模擬器的發(fā)展?fàn)顩r。然后講解心電的相關(guān)基礎(chǔ)理論,包括心電圖的定義與特征和導(dǎo)聯(lián)的定義與計算公式。為了設(shè)計符合要求的模擬器,文中對心電模擬器的設(shè)計需求進(jìn)行了詳細(xì)的分類和總結(jié),并提出可行的設(shè)計方案。心電檢測設(shè)備直接應(yīng)用于人體,所以設(shè)計中采用分隔地設(shè)計,即將接入市電電路的地平面與直接接觸人體電路的地平面分隔開,兩個地平面分別稱為實(shí)地和浮地,在測試心電檢測設(shè)備的過程中,為了兩部分的地仍處于分隔狀態(tài),模擬器也進(jìn)行割地設(shè)計,所以本文的硬件電路部分,分為四個模塊進(jìn)行闡述,包括電路的電源設(shè)計、實(shí)地側(cè)電路設(shè)計和浮地側(cè)電路設(shè)計,同時因?yàn)樾碾娦盘�、呼吸信號、極化電壓和PACE信號是模擬器設(shè)計的關(guān)鍵,所以將這四個信號的發(fā)生電路單獨(dú)劃分為一個模塊,進(jìn)行詳細(xì)分析介紹。系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分,詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的主程序設(shè)計和四個重要的程序模塊,分別是D/A轉(zhuǎn)換程序、心電信號模擬程序、呼吸信號模擬程序和PACE信號模擬程序,并且簡單介紹了數(shù)據(jù)傳輸模塊的軟件設(shè)計。最后給出結(jié)論,并提出未來將要進(jìn)行的設(shè)計改進(jìn)。目前國內(nèi)市場上的心電模擬器多數(shù)僅能輸出12導(dǎo)聯(lián),并且無法同時輸出其它人體生理信號,本文設(shè)計的多功能心電模擬器共有16個輸出通道,可以輸出18導(dǎo)聯(lián)的心電信號,并且在心電信號中疊加了模擬的呼吸信號、極化電壓和PACE信號,能夠更加真實(shí)模擬人體的心電信號檢測環(huán)境,此外,使用STM32F103作為核心MCU,為模擬器提供了強(qiáng)大的運(yùn)算和控制能力。此心電模擬器足以滿足當(dāng)前心電檢測設(shè)備的測試需求,并且設(shè)計水準(zhǔn)處在同類產(chǎn)品前列。
[Abstract]:ECG simulator is an important equipment used in the testing process of ECG testing equipment, which is used to test the function and precision of ECG testing equipment. Determine whether the ECG testing equipment meets the design requirements and meet the protocol standards. The ECG testing equipment includes the ECG machine and the ECG monitor. According to the design standards and market requirements of the ECG testing equipment, A simulator which can output 18 lead ECG signal is designed. The simulator can output respiratory signal, polarization voltage and pacer signal at the same time as output ECG signal. Explains the function of ECG testing equipment, introduces the background and current situation of ECG testing, and then analyzes the important role of ECG simulator in testing ECG testing equipment. Then it explains the basic theory of ECG, including the definition and characteristic of ECG and the definition and calculation formula of lead. In this paper, the design requirements of ECG simulator are classified and summarized in detail, and a feasible design scheme is put forward. The ground plane that will be connected to the electric circuit will be separated from the ground plane directly in contact with the human body circuit. The two ground planes are called field and floating ground respectively. In the process of testing the ECG testing equipment, the ground plane is still in a separate state for the two parts of the ground. The simulator is also designed to cut the ground, so the hardware circuit of this paper is divided into four modules, including the power supply design of the circuit, the field side circuit design and the floatation side circuit design, at the same time, because of the ECG signal, the breath signal, Polarization voltage and PACE signal are the key of simulator design, so the generation circuit of these four signals is divided into a module separately, and the software design part of the system is introduced in detail. The main program design and four important program modules of the system are introduced in detail. They are the D / A conversion program, the ECG analog program, the respiratory signal simulation program and the PACE signal simulation program. The software design of the data transmission module is briefly introduced. Finally, the conclusion is given, and the design improvements to be carried out in the future are proposed. At present, most of the ECG simulators in the domestic market can only output 12 leads. And can not output other human physiological signals at the same time. The multifunctional ECG simulator designed in this paper has 16 output channels, which can output 18-lead ECG signals, and the simulated respiratory signals are superimposed in the ECG signals. Polarization voltage and PACE signal can more truly simulate the human ECG detection environment, in addition, The use of STM32F103 as the core of MCU provides a powerful operation and control capability for the simulator, which is sufficient to meet the testing requirements of the current ECG testing equipment, and the design level is in the forefront of the similar products.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH776

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本文編號：1583149