本文關(guān)鍵詞：四參數(shù)生理監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《天津大學(xué)》 2005年

四參數(shù)生理監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計

孟亞麗  

【摘要】：心電、血壓、脈搏和血氧等生理參數(shù)是人體最重要、最基本的生命指征。對這些參數(shù)的監(jiān)測有助于醫(yī)務(wù)工作者在野外、家庭急救及監(jiān)護(hù)中對有生命危險的傷病員進(jìn)行及時有效的救治,因此在臨床中具有廣泛的需求�，F(xiàn)有的監(jiān)測儀器多數(shù)體積較大,智能化程度不高,難以應(yīng)用在野外及家庭等急救場合。本文應(yīng)用最新的電子技術(shù)特別是最新的單片機技術(shù)的,設(shè)計出一種智能化、便攜式、低功耗的四生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。該監(jiān)護(hù)儀可以在臨時急救場合實時、連續(xù)、長時間地監(jiān)測病人心電、血壓、脈搏、血氧等生理參數(shù)。 為了準(zhǔn)確檢測出生理信號,本文結(jié)合以往生理信號采集電路的經(jīng)驗,針對心電、血壓、脈搏血氧信號各自的特點,分別設(shè)計了生理信號檢測模塊:在心電模塊中采用了具有共模驅(qū)動的新型前置放大電路;在血壓模塊中采用了測振法;在血氧模塊中采用了光電容積脈搏波描記法(PPG)。所有的監(jiān)測模塊都是基于ADμC84×系列單片機的24位A/DC,保證了采樣的精度和可靠性。 在臨時急救場合,外部環(huán)境和噪聲以及傷病員的無意識活動對信號值的計算非常不利。因此,在血壓模塊中,本文首次采用數(shù)學(xué)形態(tài)濾波的方法去除信號中的袖帶壓力和高頻干擾;在脈搏血氧模塊中,首次采用基于“動態(tài)光譜”的算法,消除個體差異和測量條件對檢測光譜的影響;在心電模塊中,采用了平滑濾波去除工頻干擾。實驗結(jié)果驗證了以上信號處理方法的有效性。另外,針對血壓模塊中平均壓、收縮壓和舒張壓的計算,本文采用了拋物線測定法和歸一化比例判據(jù)。并采用累加平均法計算脈率,結(jié)果準(zhǔn)確、有效,降低了隨機情況帶來的誤差。 本系統(tǒng)整體采用模塊化的設(shè)計方式,分工明確,結(jié)構(gòu)清晰,易于日后的修改、優(yōu)化和維護(hù)。本文采用ADμC84×系列單片機作為信號采集模塊和主控模塊的核心微處理器,其片內(nèi)集成有高精度的∑-Δ型A/DC和強大的模擬部分,并具有先進(jìn)的片內(nèi)數(shù)字外設(shè),使得整個系統(tǒng)功能強大、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、抗干擾能力強。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH772.2
【目錄】：

第一章 緒論7-16

1.1 各生理信號的意義7-11

1.1.1 心電圖7-8

1.1.2 血壓8-9

1.1.3 脈率9-10

1.1.4 脈搏血氧飽和度10-11

1.2 生理參數(shù)監(jiān)護(hù)技術(shù)的發(fā)展11-15

1.2.1 心電監(jiān)護(hù)儀器的發(fā)展11

1.2.2 無創(chuàng)血壓測量技術(shù)的發(fā)展11-12

1.2.3 脈搏血氧飽和度測量技術(shù)的發(fā)展12-14

1.2.4 多生理信號監(jiān)護(hù)儀器的發(fā)展14-15

1.3 本課題的研究內(nèi)容及意義15-16

第二章 生理參數(shù)檢測電路16-35

2.1 心電信號檢測16-19

2.2 血壓信號檢測19-21

2.3 脈搏血氧信號檢測21-30

2.3.1 脈搏SO_2 測量的基本原理21-25

2.3.2 脈搏血氧信號檢測電路25-30

2.4 基于ADμC84×的高分辨率A/DC 檢測電路30-35

2.4.1 過采樣技術(shù)提高系統(tǒng)信噪比31-32

2.4.2 量化噪聲成形技術(shù)提高系統(tǒng)信噪比32-33

2.4.3 數(shù)字抽取濾波33-35

第三章 四生理參數(shù)的處理35-47

3.1 平滑濾波在心電模塊中的應(yīng)用35-37

3.2 數(shù)學(xué)形態(tài)濾波在血壓模塊中的應(yīng)用37-41

3.2.1 數(shù)學(xué)形態(tài)濾波的原理、定義及作用37-40

3.2.2 數(shù)學(xué)形態(tài)濾波算法的應(yīng)用40-41

3.3 血壓模塊中的測定算法41-47

3.3.1 平均壓的確定算法41-43

3.3.2 收縮壓和舒張壓的確定算法43-45

3.3.3 脈率的計算45-47

第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計47-53

4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計47-48

4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計48-53

4.2.1 核心微處理器ADμC84×48-49

4.2.2 液晶LCD 模塊49-51

4.2.3 按鍵51-52

4.2.4 單片機接口52-53

第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計53-60

5.1 系統(tǒng)軟件整體結(jié)構(gòu)53-54

5.2 硬件程序驅(qū)動模塊54-55

5.2.1 液晶LCD 驅(qū)動程序54-55

5.2.2 按鍵驅(qū)動程序55

5.3 主控模塊及功能模塊55-60

5.3.1 主控程序55-56

5.3.2 脈搏血氧模塊程序設(shè)計56-57

5.3.3 心電采集模塊57

5.3.4 主控模塊與血壓測量模塊的I~2C 通訊57-60

第六章 課題總結(jié)與展望60-61

參考文獻(xiàn)61-64

發(fā)表論文和科研情況說明64-65

致謝65

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【引證文獻(xiàn)】

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