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基于ARM的便携式远程动态心电记录仪的研究

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  • 日期: 2014-03-05
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标签: 基于ARM的便携式远程动态心电记录仪的研究

心脏疾病一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一。研究无创的心电信号检测设备来检测与评价心脏功能的状况,并研究心脏疾病的成因是生物医学电子学的重要研究课题之一。动态心电记录仪(Holter)是用于记录24小时长时间心电图的一种设备。研制高性能的动态心电记录、监护系统对于心血管疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。 Holter技术发展至今已有几十年历史,但目前的Holter仍存在许多不足之处:(1)许多Holter采用8位、16位单片机作为控制系统,运算能力有限,无法加入自动诊断功能:(2)数据存储采用固定焊接在板上的存储芯片,容量小,数据取出回放不方便;(3)大部分Holter还不能实现心电信号的实时远程传输,心电数据的分析以及分析报告的获取往往要滞后好几天时间,不利于心脏疾病的及早诊断及治疗。 针对这些不足,本文设计了一个基于ARM(一种32位嵌入式处理器)的动态心电记录仪。该记录仪具有运算功能强、能够实现心电信号实时远程网络传输的特点。为确保信息不会因网络传输故障而丢失,本系统同时还采用了便于携带的SD(Secure Digital Memory)闪存卡作为存储媒介,具有大容量数据存储的功能。本文设计的系统主要完成的任务有心电信号的采集、心电信号的放大滤波、心电信号的显示和心电信号的存储与传输。整个系统由一片ARM嵌入式微处理器控制,本系统中采用的嵌入式微处理器是三星的S3C44BOX。放大和滤波电路主要是对电极导联传来的心电信号进行放大和滤除干扰信号,以获取合适的信号大小并保证采集的心电信号的正确性。心电信号的显示是把心电信号实时地显示在Holter的液晶屏上,能使患者直观地观察到自己的心电信号情况。心电信号的存储采用了容量大、成本及功耗低并且体积小方便携带的SD卡来存储心电数据。心电数据的传输是通过以太网实现的,以太网可以实现快速、高正确率的传输。传输的数据由医院内的服务器接收,并且在服务器端对心电信号进行相应的显示和处理。为实现上述功能编写的系统软件包括Holter的Bootloader的设计、uCLINUX操作系统的移植、A/D转换程序、液晶屏的控制及菜单程序、SD卡FAT文件格式的数据存储和服务器端数据接收、波形显示程序。本系统经过一定的实验证明符合设计要求,具有体积小、成本低、使用方便的特点。

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