1694.心音信号检测仪的研究（二）——信号的显示毕业设计论文 .doc

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1、毕业论文 毕 业 设 计（论 文）题 目：心音信号检测仪的研究（二）信号的显示 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 指导单位： 日期：摘要 随着社会的进步和科技的发展，人们对健康观念、健康方式和途径都发生着深刻的变化。我国是心脑血管疾病的高发区，然而多数医院的心电监护设备数量少、不宜移动、且成本高，无法满足市场的需求.为了满足对心电监护设备的需求，降低医疗成本，采用台湾凌阳公司生产的sPCE06lA微控制器，来实现心电信号的检测和显示。关键词：心电信号;监护仪;单片机;急救；SPCE06lAABSTRACT The movement of the social and

2、 technological progerss,healthy concept hcealthy fanshion and approach of people are deeeply changing.there is the area of causing hemal disease of heart and barain frequently inour country.But most hospitals have few cardiogram detecting equipments and these equipments can not be move easily and ha

3、ve too highpeice so the equipments can not satisfy needs of the market.For satisfying the need and depresiating the iatrical cost ,we need a kind of cardiogram detesting system,which uses the SPCE061A MCU which is made by possessing of collateral bus .To accomPlishes data incePtion storage, datadisp

4、osal and display functions.Keywords：ECGsignals;ECGmonitor;microcontroller;firstaid;SPCE06lA目录第一章 心音信号检测仪的概述4 1.1心音信号检测仪的作用 4 1.2心音信号检测技术的历史和现状 4 1.3国内外研究状况 6第二章 系统整体设计方案 7 2.1 心电基本原理7 2.2心电图的作用与意义 9 2.3 心音信号检测的基本原理及性能特点10第三章 系统的硬件设计与实现 11 3.1模拟电路11 3.2数字电路单片机系统11 3.3数字电路显示模块18第四章 系统的软件设计与实现 26 4.1 程

5、序设计任务26 4.2系统初始化及参数设定27 4.3主函数及功能的实现30结束语 32参考文献 33附录 34第一章 心音信号检测仪的概述1.1心音信号检测仪的作用近些年来,随着生活节奏的加快和人口老龄化程度的增加,心血管疾病的发病率呈上升趋势,已成为导致死亡的主要原因。各国医学界非常重视心血管疾病的诊断和治疗,世界各大医疗仪器公司都投入了大量的人力、物力进行相关产品的研制和开发,并已形成了从床旁监护、遥测监护直至中央监护等一系列心电监护产品。同时随着计算机技术的迅速发展,相关的智能诊断软件层出不穷,心电监护和智能诊断技术已发展到较为成熟的阶段。然而心脏病发作具有随机性和突发性,医院中的心电

6、监护设备往往体积笨重、价格昂贵、不便于携带,很难在急救状态下及时进行心电监护工作,许多患者由于不能及时得到病症诊断而延误了抢救时机,从而丧失了宝贵的生命。心血管疾病的发病率亦呈上升趋势。多数患者平时对自己的心脏健康状况一无所知,更无从预防与治疗,及至出现严重症状时才到医院急诊;明确诊断的心血管疾病患者因不能随时掌握自己的病情变化(心电演变)而未能及时到医院复诊;许多心血管疾病发作时,典型的病理心电信号转瞬即逝,待就诊时较难捕捉到典型病理心电图,这在一定程度上给诊疗带来了困难。为此,我们以急救状态和野外环境下使用为目的,研制了便携式液晶显示心电监护仪,以使突发性心脏病患者的诊断和监护能在第一时间

7、进行,为患者争取了宝贵的抢救时间。世界各国对于防治心血管疾病的研究都非常重视。其中最有价值的是心电图检测技术。但心电图检查一次只能描记几秒钟的心电信息，因而很难捕捉那些间歇性或偶发性心脏疾病情况，这就给医务人员分析这类患者的病情带来困难；后来出现了Holter机（动态心电图仪），它能提供长期的动态心电图记录，一般可连续记录24小时；但动态心电图仪还存在许多不足之处，如它是将所有正常与不正常的心电信号全部记录下来，需要高质量的磁记录装置和复杂的快速回放分析计算机系统，且不能实时分析病情、给出重病报警信号等；因而可能会延误病人的治疗。针对这类患者只有长时间监测其动态心电信号，才能捕捉到发病时的心电

8、变化，从而做出准确判断。1.2心音信号检测技术的历史和现状随着西方医学的发展，心音信号检测对于现代医学来说，是十分具有帮住的。心脏听诊是体检的重要部分，心脏杂音发生的时期对临床诊断具有重要价值，例如心脏收缩期中较轻的杂音一般是生理性的，而舒张期的杂音多为病理性的。在心脏听诊时必须能够准确地区分第一、第二心音并辨认出杂音发生在哪个时相，这一直是医科听诊的难点。利用电子信息技术可以对心音信号进行有效处理，滤去不相干的杂音及环境噪音，并放大有用的声音，为医生临床诊断提供稳定、清晰的心率数字显示及良好的心音音质，基于这种技术的电子听诊器的性能远远优于传统听诊器。使用这种仪器，医生可选择对单个器官进行检

9、查，只听取这一器官的声音，而无来自邻近器官的声音干扰，能获得最佳诊断效果。经过仪器对心声检测出来的信号需要一个渠道来展现给医护人员，以帮助他们能够迅速判断疾病类别。传统的方法是通过医护人员的听诊，这样得出来的结论较主观，无法定性定量的确定心声类别。如果采用小型液晶屏幕对心声特征以波形的形式显示出来，这样得到的数据将会十分科学且易于辨认。现在的医用心音检测装置多用专用IC和单片机实现，心音传感器的信号经放大、滤波后，经脉A/D转换送单片机处理，经单片机定时、计数和数据处理后进行心率数字显示。它具有可靠性强、测量精度和转换效率高的特点。ECG信号是生物医学信号中的一大类，ECG信号分析主要是提取P

10、、QRS、丁波和ST段的参数(幅度、宽度、斜度)并分析波形。其准确度，可靠性的好坏决定诊断结果的准确性和可靠性.ECG检测是20世纪建立起宋并广泛应用于临床诊断和监测的重大技术成果之一。1895年荷兰生理学家Einthoven在改进毛细管电位计的基础上，获得了现代的心电波形。1903年，Einthoven发明弦线型心电流计，其结构是把极细的铂丝或镀金的石英纤维衷撑在强磁场的空气隙中，当心电电流通过弦时，引起弦在磁场垂直方向上的移动，再用光学投射系统放大，投射在移动的胶卷或纸上，从而真实的记录了心电图，这种方法确定了心电图测量的标准导联。1912年Waller将心电变化曲线命名为“心电图”(El

11、ectrocardfograjn，ECG)。由于心电图对心血管疾病诊断尤其是心脏疾病诊断具有重要意义，它在临床上得到广泛应用。1957年，美国物理学家Holter首创了一种用磁带记录器对正常活动状态下的病人做长时间连续心电图记录的方法，开辟了时间全信息和环境全信息心电记录和诊断的新领域，从而在某种程度上弥补了常规心电图的不足之处。这种长时间连续记录的心电图称为动态心电图(mbulatoryElectrocardiogr即h，AECG)，它提供的长时间动态心电图记录对心率失常的检出、早期心血管病诊断、抗心率失常治疗的评价以及心率失常和生理关系的研究具有重要意义。AECG主要涉及两大技术，一是采集

12、、存储和传输技术，二是自动分析技术:1.2.1采集、存储和传输技术1960年，美国及加拿大的医疗中心相继开创了冠心病监护病房(CCU)和加强护理病房(IcU)，通过长时间的示波监护对病人进行治疗。但是数量庞大、分布环境复杂的院外患者，Holter和CCU等还是无法解决问题。20世纪70年代，美国研制成功了利用电话线传送心电图的监测系统(TTM)。TTM系统是微机为基础的心电传输/接收和心电数据库管理系统，通过电话线传输心电信息及计算机处理实现对病人的心电监护。随着电子、计算机、特别是网络通信技术的飞速发展，TTM系统的发展迅速，心电监护参数日趋多元化，医疗机构开始建立心电监护网络和数据处理中心

13、，实现了中央集中监护、远程监护和家庭健康监护等多种监护方式。与之对应的患者随身佩带的便携式心电监护仪也因此得到发展。早期的Holter系统中，马达变速、定期保养和更换是磁带记录的一大难题，1985年后出现了固态Holter系统，它把心电信号转换成数字信号后存储在芯片上，避免了马达引起的一些问题。目前各大、中型医院已经采用了以RAM作缓冲、磁光盘记录的Holter系统.90年代以来，国外多导同步心电检测技术日趋成熟，这是心电检测系统的重大发展和进步。进入21世纪，心电产品正向着数据检测多样化，数据处理中心化以及设备小型化等方面发展，而本文也正是针对这些领域对心电设备进行探讨。1.2.2自动分析技术1959年Pipberger等人完成了一个可以区分正常和异常心电图的程序，并于1961年首先开发出导联心电图分析程序。同年，Hofter首创便携式磁带记录仪器，突破了空间的限制川。七十年代后期，微处理技术的高度发展更加促进了ECG自动分析技术的研究。带有微处理器的具有分析判断功能的心电图机(心电分析机)极大的提高了心电数据处理速度和同步性，从而提高疾病诊断成功率。自七十年代以来，ECG自动分析技术十分迅速。具有大存储量，良好的人机界面，强有力的编辑和分析功能的