近年來,死于心血管疾病的人越來越多,在眾多的心血管疾病中心室纖顫(VF)是造成患者死亡的重要因素之一。目前,能夠很好治療VF的方法就是用脈沖電流對患者心臟電擊,幫助心臟恢復(fù)正常心律。近年來隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,醫(yī)療用電子設(shè)備也在快速朝著智能化、人性化方向發(fā)展。體外智能心臟除顫器就是采用了高壓脈沖電流電擊心臟這一方法的智能化電子醫(yī)療器械,它具有心電信號采集、VF波形識別和對心臟電擊治療的功能。新型的便攜式心臟除顫器(AED)是一種方便攜帶,操作容易,專門為公共場所室顫患者提供便利的急救設(shè)備。本文以ARM公司的STM32F103ZET6單片機為核心進(jìn)行了便攜式心臟除顫器的軟件設(shè)計及硬件開發(fā)工作。本文首先說明了除顫器的充電和放電除顫的原理,并在電極除顫的原理之上提供了本系統(tǒng)的整體設(shè)計方案。整體流程為:采集心電波形,結(jié)合樣本熵算法判斷是否發(fā)生室顫,與此同時檢測患者的胸腔電阻,根據(jù)電阻選擇合適的除顫能量,如果單片機判斷為發(fā)生室顫,就對儲能電容充電,通過電擊來救治患者。本系統(tǒng)中對除顫器的硬件設(shè)計分為以下幾個模塊:心電采集模塊、人體電阻檢測模塊、充電除顫模塊、GPRS傳輸模塊。心電采集模塊的功能是采集人體的心電信號,經(jīng)過STM32單片機處理之后進(jìn)行顯示;人體電阻檢測模塊實現(xiàn)對人體胸腔電阻的檢測,根據(jù)檢測到的電阻值選擇放電能量大小;充電除顫模塊實現(xiàn)了用蓄電池為電容充電,實現(xiàn)整個AED的便攜性,放電部分則是除顫能否成功的關(guān)鍵;GPRS傳輸模塊的功能是將采集到的心電信號通過無線遠(yuǎn)程傳輸給指定醫(yī)護人員。軟件部分本系統(tǒng)設(shè)計的主程序有心電波形采集程序、室顫信號判定和放電時間選擇程序、心電波形遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹噶钆渲?還包括逆變電路、雙相波放電電路的驅(qū)動程序。經(jīng)過實驗的反復(fù)測試,證實已完成各模塊運行情況良好,表現(xiàn)在:(1)在人體采集來的心電信號噪聲較小且波形顯示清晰;(2)人體胸腔間電阻能夠較準(zhǔn)確的采集;(3)蓄電池給電容充電時能在短時間內(nèi)蓄能200J左右;(4)心電波形能快速的遠(yuǎn)程傳送到在指定手機上并清晰顯示。
【學(xué)位單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH77
【部分圖文】：

紹了樣本熵算法的發(fā)展和主要應(yīng)用，對樣本熵算法進(jìn)行詳細(xì)計算室顫信號判定和除顫時機選擇的方法；其次對除顫器充電除顫的次講述了除顫器的分類及主要技術(shù)參數(shù)；最后提出了除顫器的整及室顫的概念描述的介紹本文設(shè)計除顫器系統(tǒng)之前，我們應(yīng)知道心臟有很多活動這當(dāng)中最重要的一個名詞[36]。（Electrocardiogram，ECG）的概念最早由荷蘭“諾貝爾生理學(xué)托（Eintol）提出。心臟的跳動是具有周期規(guī)律性的，在每一個部的電興奮傳導(dǎo)都是按著從興奮點到心房再到心室這個順序傳導(dǎo)在興奮點傳到心肌細(xì)胞的時候最為強，可以成為能被檢測到的微流最終會傳輸?shù)饺梭w表體皮膚，在皮膚的不同位置就會出現(xiàn)電集設(shè)備將體表的這些電位采集之后繪制成的波形圖就是心電圖。臨床上的研究和幫助診斷病人病情都有很大的意義[37-40]。但是出確切的發(fā)病原因診斷，正常的心電波形如圖 2.1 所示：

雙極導(dǎo)聯(lián)的示意圖如圖 2.2 所示，按照連接方法不同雙極導(dǎo)聯(lián)可分為三種：（1）極連接左臂，負(fù)電極連接右臂；（2）正電極連接左腿，負(fù)電極連接右臂；（3）正電接左腿，負(fù)電極連接左臂。心電波形圖能夠反映出心臟生理功能的異常變化，并且能夠通過波形幅值和寬度析，來確定異常的類型。正常人的心臟跳動屬于竇性心律，竇性心律波形圖如圖 2。

圖 2.3 竇性心律的心電圖Fig. 2.3 The electrocardiogram of sinus rhythm所有和上邊的竇性心律圖不符合的心電圖都屬于畸態(tài)，下邊是兩種不正常心律的圖，（a）圖為竇性心律不齊，（b）圖為心臟早搏跳動的心電圖，如圖 2.4 所示。（a）竇性心律不齊
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張悅;林都;鮮浩;范國浩;;基于單片機的SPWM控制逆變器的設(shè)計[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2015年16期

2 張亞冬;李巖峰;賈建革;武文君;邵海明;;基于STM32除顫脈沖能量測量系統(tǒng)的研究[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2015年01期

3 武利珍;張文超;程春榮;;基于STM32的便攜式心電圖儀設(shè)計[J];電子器件;2009年05期

4 王福順;孫小華;王希望;李偉英;王軍皓;;基于89C51&SA4828的SPWM三相逆變電源設(shè)計[J];微計算機信息;2007年34期

5 桂朝偉;譚愛璐;;除顫監(jiān)護儀的原理與維護[J];中國醫(yī)學(xué)裝備;2007年11期

6 宋海浪;鄔小玫;楊翠微;方祖祥;;基于嵌入式系統(tǒng)的體外除顫器[J];儀器儀表學(xué)報;2006年S1期

7 王國宏;鄭富強;;心臟除顫器的概況與技術(shù)進(jìn)展[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2006年05期

8 宋二梅;鄔小玫;楊翠微;方祖祥;;雙相指數(shù)截尾波體外除顫器的研制[J];中國醫(yī)療器械雜志;2006年01期

9 陳康;;心電除顫器概況及新進(jìn)展[J];中國醫(yī)療器械信息;2005年06期

10 張帷,張石,鮑喜榮,張平,董建威;便攜式心電監(jiān)護儀前置放大電路和抗干擾的設(shè)計[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2005年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 董紅生;心電波形檢測與心率變異性分析方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

2 鄔小玫;室顫的電活動規(guī)律及除顫方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊衍菲;除顫器的信號處理算法研究[D];深圳大學(xué);2017年

2 王可伍;自動體外除顫儀性能參數(shù)測試方法研究與實現(xiàn)[D];燕山大學(xué);2016年

3 李煜晨;基于STM32的自動體外除顫器系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安郵電大學(xué);2016年

4 范玉秋;體外自動除顫儀設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 賈龍浩;自動體外除顫儀測試用信號發(fā)生器的設(shè)計[D];燕山大學(xué);2015年

6 張飛;異常心電波形的自動分析及其快速識別算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 李健;應(yīng)用非線性動力技術(shù)室顫算法研究及其實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 廖金紅;自動體外除顫器生理信號采集系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

9 周志遠(yuǎn);基于ARM9嵌入式系統(tǒng)的自動體外電除顫器設(shè)計及實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 王穎敏;粗糙集理論在體外式自動心臟除顫儀中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2010年

本文編號：2840524