本文關鍵詞：便攜式監(jiān)護儀的設計與研究

  更多相關文章： 心率監(jiān)護儀 STM32 心率提取算法 心率變異性 心率分析軟件

【摘要】：近年來,我國心血管疾病患者眾多,并且呈增長趨勢,患者的心臟活動數(shù)據(jù)可以為診斷、治療提供重要的依據(jù)。心血管疾病患者分布全國各地,但醫(yī)療條件分布不均衡。傳統(tǒng)的動態(tài)心電圖機一般只在市級及以上醫(yī)院才有配備,而且使用價格昂貴,操作專業(yè)性高,為此便攜式心率監(jiān)護儀具有很大的發(fā)展前景。論文主要設計一套基于脈搏測量的便攜式心率監(jiān)護儀,它兼具常規(guī)動態(tài)心電圖機與脈搏測量儀二者的特性,不僅降低了儀器的成本,而且降低了使用難度,這將對心臟病的預防與控制產(chǎn)生積極的影響。論文首先對心臟的構成及其功能進行了簡單介紹,分析了心電信號起因與傳播方式、心電信號測量的方法、心電信號各部分的特征以及該部分所表示的生理意義。介紹了脈搏波產(chǎn)生的機理,并且對脈搏信號中各部分波形進行詳細分析。通過脈搏波形與心電圖波形之間的對比,設計了從脈搏信號中心率時間的提取算法,闡述了幾類用于分析心率數(shù)據(jù)的時域指標、頻域指標、以及散點圖分析方法。選用Physio Bank數(shù)據(jù)庫中健康人群、心臟猝死型心律衰竭患者、心律衰竭患者等幾類人群的心電圖數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析,在二維散點圖、三維散點圖中,各類心血管疾病患者產(chǎn)生的圖像將會呈現(xiàn)出明顯的差異。其次,便攜式監(jiān)護儀需要持續(xù)長時間的數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)精度高、受到的干擾小。論文采用ST公司生產(chǎn)的STM32F103微處理器設計了基于脈搏信號的心率監(jiān)護系統(tǒng)以及相對應的數(shù)據(jù)處理軟件。在監(jiān)護儀的硬件電路設計中,采用光電傳感器外加濾波器、放大器實現(xiàn)了信號的采集,采用FAT文件操作系統(tǒng)完成了對SD卡數(shù)據(jù)的存儲,選用GPRS模塊實現(xiàn)對患者心率數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)測。以ARM7硬件平臺設計脈搏信號采集電路以及相應的處理電路,并且介紹了系統(tǒng)設計中主要的功能模塊。然后,用LABVIEW設計了與便攜式心率監(jiān)護儀所配套的分析軟件。該軟件可以對原始的脈搏數(shù)據(jù)進行預處理,并且將脈搏信號數(shù)據(jù)中包含的心率數(shù)據(jù)進行提取。具有友好直觀的用戶操作界面,可以統(tǒng)計測試時間內(nèi)的心跳次數(shù),顯示最快心率位置、最慢心率位置、以及幾類心率變異性指標。完成了二維與三維散點圖的可視化處理,可以實現(xiàn)多角度觀察三維散點圖型,在教學與臨床應用上具有一定的使用價值。而且該軟件操作簡單,功能豐富,制作成本低廉。最后,對設計的心率監(jiān)護系統(tǒng)進行現(xiàn)場測試,測試結果表明,系統(tǒng)可以完成對脈搏數(shù)據(jù)長時間的測量、存儲及分析,并且佩戴方便、測量獲取到的數(shù)據(jù)誤差率低。系統(tǒng)性能可靠,方案可行,可以滿足日�；顒踊蛘呒彝ド钪袑τ脩粜穆时O(jiān)測的要求。
【關鍵詞】：心率監(jiān)護儀 STM32 心率提取算法 心率變異性 心率分析軟件
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 課題研究相關的國內(nèi)外現(xiàn)狀10-14
• 1.3 課題研究的目的及意義14-15
• 1.4 論文結構安排15
• 1.5 本章小結15-16
• 2 人體心電信號與脈搏信號的醫(yī)學基礎16-20
• 2.1 心電信號產(chǎn)生機理16-17
• 2.2 脈搏波產(chǎn)生的機理17-18
• 2.3 脈搏波形與心電圖波形關聯(lián)18-19
• 2.4 本章小結19-20
• 3 便攜式監(jiān)護儀的總體設計20-34
• 3.1 系統(tǒng)設計的需求20
• 3.2 系統(tǒng)設計的總體方案20-23
• 3.3 便攜式監(jiān)護儀的硬件平臺23-33
• 3.3.1 微處理器選型23-25
• 3.3.2 脈搏數(shù)據(jù)采集模塊25-26
• 3.3.3 數(shù)據(jù)存儲模塊26-27
• 3.3.4 SD卡電路設計27-28
• 3.3.5 GPRS無線傳輸模塊28-30
• 3.3.6 電源電路30
• 3.3.7 串口電路30-31
• 3.3.8 按鍵電路31
• 3.3.9 JTAG調(diào)試電路31-32
• 3.3.10 LCD接口電路32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 4 脈搏數(shù)據(jù)的分析方法34-46
• 4.1 脈搏數(shù)據(jù)預處理34-35
• 4.2 心率數(shù)據(jù)時域分析法35-36
• 4.3 脈搏信號的頻域分析36-38
• 4.4 Lorenz散點圖與心率38-42
• 4.5 心電數(shù)據(jù)庫的使用42-44
• 4.6 心律失常的判別方法44-45
• 4.7 本章小結45-46
• 5 脈搏數(shù)據(jù)處理的Labview實現(xiàn)與結果分析46-55
• 5.1 Labview軟件簡介46-47
• 5.2 測試軟件的設計需求47
• 5.3 脈搏數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)設計47-54
• 5.3.1 用戶界面設計48-49
• 5.3.2 脈搏數(shù)據(jù)文件讀取49-50
• 5.3.3 脈搏數(shù)據(jù)的處理算法50-53
• 5.3.4 脈搏數(shù)據(jù)分析軟件安裝程序的生成53-54
• 5.4 本章小結54-55
• 6 便攜心率監(jiān)護儀的功能測試55-60
• 6.1 系統(tǒng)硬件功能的測試55-57
• 6.2 系統(tǒng)整體功能的測試57-59
• 6.3 本章小結59-60
• 結論60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀學位期間的研究成果66

【參考文獻】

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本文編號：545359