本文關(guān)鍵詞：可穿戴心電監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,讓人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身的健康狀況。心血管疾病作為人類健康的“三大殺手”之一,一直以來(lái)是研究人員的熱點(diǎn)。心血管疾病由于具有病情隱蔽、突發(fā)性強(qiáng)和危險(xiǎn)性高的特點(diǎn),因此,能夠?qū)崿F(xiàn)院外監(jiān)測(cè)、自動(dòng)診斷、盡早發(fā)現(xiàn)并及時(shí)治療是一種有效的方法。而目前醫(yī)院所采用的ECG監(jiān)測(cè)設(shè)備由于其體積大、攜帶不方便的缺點(diǎn),很難實(shí)現(xiàn)心臟病患者日常生活的監(jiān)測(cè)。近年來(lái),隨著微處理器、微傳感器和通訊技術(shù)等智能硬件和電子織物的快速發(fā)展,可穿戴心電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)成為新一代的ECG監(jiān)測(cè)裝置發(fā)展方向。鑒于上述分析,該文設(shè)計(jì)了一種可穿戴心電監(jiān)測(cè)裝置,主要做了以下工作:首先,針對(duì)傳統(tǒng)的粘貼式Ag/AgCl濕電極采集心電呈現(xiàn)出較多問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種柔性織物心電采集電極來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電極實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的采集。其次,搭建了可穿戴心電監(jiān)測(cè)裝置的硬件平臺(tái),設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)順利工作的各個(gè)模塊,包括對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理和A/D轉(zhuǎn)換的前端采集和處理模塊,給整個(gè)可穿戴系統(tǒng)提供合適電壓的電源模塊、數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊等,最后設(shè)計(jì)出便于穿戴的硬件電路板。然后,針對(duì)心電信號(hào)預(yù)處理后去噪效果不好,采用一種基于小波的心電信號(hào)去噪算法,并構(gòu)造新的小波閾值函數(shù),提高心電信號(hào)去噪的效果;針對(duì)心電信號(hào)波形檢測(cè)算法存在漏檢及誤檢的現(xiàn)象,采用基于小波模極大值的R波檢測(cè)算法,提出一種新的搜索策略,提高對(duì)心電信號(hào)特征點(diǎn)識(shí)別精度。最后,將已經(jīng)采集的信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)傳輸至PC端,并在PC端基于本文的算法設(shè)計(jì)了ECG人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、心率的計(jì)算、心電異常的自動(dòng)診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能,達(dá)到可以不依靠醫(yī)生給出初步的診斷結(jié)果,使得患者的突發(fā)心臟病癥能得到盡早發(fā)現(xiàn)并治療。
【關(guān)鍵詞】：心電監(jiān)測(cè) 可穿戴 小波去噪 波形檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH776
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 穿戴式監(jiān)測(cè)裝置研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 心電信號(hào)去噪算法的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 心電信號(hào)波形檢測(cè)算法的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 可穿戴心電監(jiān)測(cè)裝置硬件設(shè)計(jì)18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 心電信號(hào)生理學(xué)基礎(chǔ)及測(cè)量原理18-20
• 2.2.1 心電信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理18
• 2.2.2 典型心電圖18-19
• 2.2.3 心電信號(hào)測(cè)量原理19-20
• 2.3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)20-21
• 2.4 穿戴衣和柔性織物電極設(shè)計(jì)21-23
• 2.4.1 穿戴衣設(shè)計(jì)21-22
• 2.4.2 柔性織物電極設(shè)計(jì)22-23
• 2.5 硬件電路設(shè)計(jì)23-31
• 2.5.1 心電信號(hào)的特征及干擾23-25
• 2.5.2 前端采集電路設(shè)計(jì)25-28
• 2.5.3 基于微處理器STM32的最小系統(tǒng)28-29
• 2.5.4 電源模塊設(shè)計(jì)29-30
• 2.5.5 無(wú)線傳輸模塊設(shè)計(jì)30
• 2.5.6 心電采集處理硬件電路板30-31
• 2.6 心電信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)31-32
• 2.6.1 心電信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換31-32
• 2.6.2 無(wú)線信號(hào)傳輸32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第3章 心電信號(hào)去噪和波形檢測(cè)算法研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 去噪算法設(shè)計(jì)33-39
• 3.2.1 常見(jiàn)小波去噪算法33-34
• 3.2.2 小波基的選擇34-35
• 3.2.3 分解層數(shù)的確定35-36
• 3.2.4 小波閾值收縮去噪36-38
• 3.2.5 心電信號(hào)去噪結(jié)果38-39
• 3.3 波形檢測(cè)算法設(shè)計(jì)39-42
• 3.3.1 基于小波的奇異點(diǎn)檢測(cè)原理39-40
• 3.3.2 小波基的選擇及分解尺度確定40-41
• 3.3.3 R波檢測(cè)算法41-42
• 3.3.4 R波檢測(cè)結(jié)果42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 心電信號(hào)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 LabVIEW簡(jiǎn)介43
• 4.3 心率計(jì)算及常見(jiàn)心率失常判定43-45
• 4.4 軟件各模塊設(shè)計(jì)45-50
• 4.4.1 串口通信模塊45-46
• 4.4.2 數(shù)據(jù)的復(fù)現(xiàn)46-47
• 4.4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)47-48
• 4.4.4 軟件界面設(shè)計(jì)48-49
• 4.4.5 用戶應(yīng)用程序設(shè)計(jì)49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析51-58
• 5.1 硬件電路檢測(cè)實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.2 系統(tǒng)功能驗(yàn)證52-55
• 5.3 系統(tǒng)性能分析55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果64-66
• 致謝66

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