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80000字论文范文基于单片机的心电监护系统的设计与分析

论文类型:论文范文
论文字数:80000字
论点:心电,心电图,心脏
论文概述:

本论文提出了一种面向家庭的、便携的、智能化的心电实时监测系统的设计方法,较为全面地讨论和分析了系统硬件以及软件的设计。

论文正文:

第一章许

随着生活水平的提高,人们越来越关注自己的健康。目前,人口老龄化正在逐步加剧,心脏病的发病率也在增加。心脏病发作的随机性和危险性已经成为威胁人类健康的直接因素。临床研究证明,心脏病的防治主要体现在预防和保健上,这就要求心脏病患者定期进行心脏病常规检查和早期发现致病因素,从而做好预防和治疗工作。因此,病人需要经常去医院和其他医疗机构,这给人们的生活带来了不必要的不便。然而,市场上现有的心电监护医疗设备大多用于医院、社区和其他医疗机构,而家庭监护设备需要开发。因此,设计一个面向家庭的心电实时监测系统具有重要意义。

1.1课题的研究背景和意义
心脏病严重威胁着人们的日常生活和工作。随着当今生活节奏的加快和压力的增加,心脏病已经成为不可避免的杀手。因此,心脏病的诊断和治疗是一个重要的国际课题,这首先需要获取心脏病患者的病理心电图。心电图是表征心脏病患者心脏状况的重要依据,已在临床上应用了一百年。尽管临床诊断技术越来越现代化,心电图仍然是心脏病临床诊断的重要辅助手段。心电图作为一种非侵入性检查方法,已被大量临床医学研究证明对心肌肥厚和心肌梗死具有重要而决定性的诊断价值,对心肌炎、心包炎、药物中毒等某些心脏疾病引起的心脏疾病也有很好的辅助诊断意义。
目前主要采用常规心电图和动态心电图。常规心电图主要记录病人在休息状态下大约1分钟的心电图信息,通常使用12个记录来记录由兴奋引起的心脏的潜在变化。在心律失常类型和传导阻滞诊断、心肌缺血、异常Q波定位诊断、急性心肌梗死等心电图变化和动态演变中发挥着不可替代的作用。在病人发病时。然而,常规心电图记录的心电信息是在静止状态下获得的,时间短,不足以完全捕捉心律失常的潜在变化,从而降低了记录准确率,特别是导致一些阵发性心律失常患者得不到更及时的诊断和治疗。然而,动态心电图能够在日常生活中连续不间断地记录24小时各种情况下的心电信息,能够实时监测患者的心脏状况,捕捉异常的潜在信息,尤其对于症状轻微的患者或偶尔出现不适的患者,能够获得良好的效果。因为这些症状只是暂时的,持续几秒钟到十秒钟以上,所以在去医院或社区进行常规心电图检查时,无法捕捉到异常心电图。由于症状消失,心脏活动恢复正常,心电图信息趋于稳定,最终无法做出准确的诊断和治疗,错过了最好的诊断和治疗机会。
因此,研究动态心电图仪尤其是家用监测系统尤为重要。它可以24小时提取病人的心电信号。它不仅可以为医生提供患者长期不同运动状态下的动态心电图信息,作为判断病情和制定针对性治疗计划的重要依据,还可以在患者心脏出现典型异常时立即报警,提醒患者或亲属及时采取急救措施,争取宝贵的医疗时间。动态心电图仪是临床上不可缺少的医疗电子设备,因此本文旨在研究一种面向家庭、低成本、便携式的心电图实时检测系统。

1.2国内外研究现状和趋势
20世纪50年代末,美国物理学家霍尔特首次提出了利用磁带对心脏病患者在各种日常活动下的心电信号进行连续、长期记录的想法。这一思想不仅开创了全时间、全环境获取心电信息的新技术领域,而且在一定程度上解决了传统静息心电获取信息时间短、环境特殊的缺点。这种心电图记录技术称为动态心电图(简称DCG,有时也称为霍尔特)。其显著的技术优势对早期心血管疾病的诊断、生物生理学与心律失常关系的研究、各种典型心律失常的诊断以及客观评价抗心律失常治疗方案的治疗效果具有重要意义。1961年,DCG技术首次在美国临床应用。DCG技术以其在心电图信息检测方面的技术优势和良好的临床效果,迅速而广泛地传播到世界各国。

1.3本课题的主要研究内容是...................14
1.4文件的结构和安排...................14-16
第2章心电图学基础知识...................16-24
2.1心电图...................16-19[/比尔/] 2.2典型心电图波形及其意义...................19-21[/比尔/] 2.3心电图特征...................21-22
2.4心律失常...................22-24
第三章心电监护系统总体设计...................24-28
3.1总体系统设计原则...................24-26
3.2总体系统设计结构...................26-28
第四章心电实时监测系统的硬件设计...................28-54
4.1模拟电路设计...................28-40
4.2数字设计...................40-51 [/BR/] 4.2.1单片机选择和电路设计...................41-44[/比尔/] 4.2.2模数转换电路设计...................44-46
4.2.3数据存储电路设计...................46-48 [/BR/] 4.2.4液晶显示电路设计...................48-50 [/BR/] 4.2.5接口电路设计...................50-51
4.2.6键盘电路设计...................51 [/BR/] 4.3功率转换电路设计...................51-54[/溴/] 4.3.1 3.3伏电压电路设计...................52
4.3.2 5V电压电路设计...................52-54
第五章心电实时监测系统软件设计...................54-79 [/BR/] 5.1心电信号采集和控制程序...................54-61
5.1.1中断系统...................55-56[/比尔/] 5.1.2心电信号采集程序...................56-58 [/BR/] 5.1.3液晶子程序...................58-59
5.1.4串行通信子程序...................59-61 [/BR/] 5.2心电信号分析和处理程序...................61-79 [/BR/] 5.2.1心电信号预处理...................61-69
5.2.2心电图信号分析...................69-79

结论和前景

6.1。结论
提出了一种面向家庭的便携式智能心电实时监测系统的设计方法,并对系统的硬件和软件设计进行了全面的讨论和分析。该系统采用单片机作为心电监护系统的单片机。硬件部分实现心电信号的采集和转换,软件部分实现心电信号的显示、存储、传输和自动分析。

6.2。展望
本文完成了一个面向家庭的心电实时监测系统的设计和部分实验验证。然而,由于时间有限和其他原因,仍有一些事情需要进一步改进:
1。本文在数据传输中采用了较为传统的串行通信方式。如果采用USB传输,不仅可以进一步提高传输速度,而且数据传输的稳定性也会更好。
2。无线网络通信是当代通信技术的主要发展方向之一。如果将有线数据传输模式改为无线数据传输模式,MSP430单片机丰富的外围模块可以很容易实现。例如,全球移动通信系统和码分多址可以用于长距离传输,红外线和蓝牙可以用于短距离传输。
3。波形检测算法可以进一步优化,以进一步提高其时效性、准确性和有效性。算法的优化直接关系到系统诊断功能的提高和技术指标的提高。因此,它是未来仪器改进的重要任务之一。