心電遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
獲取心電圖的方法是依靠與肢體接觸的電極，稱為“導(dǎo)聯(lián)”。本系統(tǒng)通過前端電極、引入人體標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)心電信號，對心電信號進(jìn)行必要的放大和去除干擾。而同時(shí)引入的心電信號要經(jīng)信號調(diào)理電路放大和濾波后才能對其A／D轉(zhuǎn)換，信號調(diào)理電路如圖3所示。其中右腿驅(qū)動技術(shù)對抑制交流信號干擾效果較好。前置放大器放大輸入電路微弱的(變化緩慢的)心電信號，同時(shí)將干擾信號降至最低。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通帶頻率為
0．05～100 Hz的帶通濾波電路，將心電信號的有用成分從采集到的信號中分離出。輸出放大器將進(jìn)一步放大心電信號，這樣可使信號調(diào)理電路輸出的心電信號滿足本系統(tǒng)采用的A／D轉(zhuǎn)換模塊的刻度范圍。由于心電信號易受市電50 Hz工頻干擾，因此這里采用陷波電路，即帶阻濾波器，濾除干擾。最后將處理后的心電信號送入A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的心電信號采集板為單通道采集板，適用于眾多心臟疾病患者。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/163148.htm
1．2 LabVIEW軟件系統(tǒng)
LabVIEW是NI公司推出的專業(yè)測試軟件開發(fā)平臺，其特點(diǎn)是圖形化編程環(huán)境，軟件設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)相互獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，支持多種常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，開放性強(qiáng)等。LabVIEW軟件是圖形化編程環(huán)境的引領(lǐng)者，使用該軟件進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)，可大大提高丁作效率。
1．2．1 串口通信
虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)體系VISA (Virtual Instrument Software Architecture)實(shí)質(zhì)上是I／O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱，是VXIplugplay體系聯(lián)盟統(tǒng)一采用的標(biāo)準(zhǔn)。VISA是在LabVIEW開發(fā)平臺上控制VXI、GPIB、RS232、PXI、PCI以及其他種類儀器的單接口程序庫，是對其他總線驅(qū)動函數(shù)進(jìn)行的一個(gè)統(tǒng)一封裝的高級API，通過VISA可直接訪問測試硬件設(shè)備。
LabVIEW中用于串口通信的節(jié)點(diǎn)實(shí)際上是VISA節(jié)點(diǎn)，VISA節(jié)點(diǎn)單獨(dú)組成一個(gè)子選板，包括8個(gè)節(jié)點(diǎn)，位于函數(shù)選板→“數(shù)據(jù)通信”→“協(xié)議”→“串口”子選板中，實(shí)現(xiàn)串口的配置、讀寫、串口中斷、設(shè)置I／O緩沖區(qū)大小、清空I／O緩沖區(qū)等操作。但需注意的是在使用串口前，應(yīng)安裝VISA驅(qū)動軟件。
1．2．2 心電波形的顯示和存儲
波形顯示是指將接收到的心電數(shù)據(jù)繪制連續(xù)波形，以供專家分析。LabVlEW中基本的圖形顯示控件都位于Controls→ALL Controls→Gra-ph子模板上。Graph和Chart是LabVIEW圖形顯示功能中的2種最基本元素。這2個(gè)元素都可稱為“圖”，但是在LabVIEW中它們卻有很大差別。一般來說，Chaa稱為“記錄圖”，它是將數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中實(shí)時(shí)、逐點(diǎn)(或一次多個(gè)點(diǎn))顯示，反映被測物理量的變化趨勢，與傳統(tǒng)的模擬示波器、波形記錄儀的顯示方式相仿。Graph則是對已采集數(shù)據(jù)進(jìn)行事后處理，在先得到所有需要顯示的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實(shí)際要求將這些數(shù)據(jù)組織成所需的圖形。并一次性顯示閣。因此本系統(tǒng)選用Chart實(shí)時(shí)顯示，Graph波形回放。
采用信號的時(shí)間和瞬態(tài)特性測量Express VI測量信號的周期和頻率。使用寫入測量文件可將數(shù)據(jù)存放在文本文件中，需要回放時(shí)，使用讀取測量文件回放數(shù)據(jù)。這樣可實(shí)現(xiàn)心電信號的實(shí)時(shí)顯示、存儲、回放、打印等功能，還可進(jìn)一步建立數(shù)據(jù)庫。測試界面如圖4所示。
1．2．3 心率計(jì)算及報(bào)警
LabVlEW具有較為強(qiáng)大的信號處理能力，由于心率測量反映心率的快慢，因此實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的心率檢測在病人監(jiān)控、臨床治療等方面具有廣泛應(yīng)用。
本系統(tǒng)首先將心電信號轉(zhuǎn)換為同周期的方波信號，通過求解方波信號的周期獲得心電信號的周期。即利用LabVIEW提供的數(shù)組功能模塊檢索心電信號中相鄰2個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將其相減后乘以采樣頻率，這樣就轉(zhuǎn)換成導(dǎo)數(shù)值構(gòu)成的數(shù)組。設(shè)置閾值并與數(shù)組內(nèi)導(dǎo)數(shù)相比較；若大于閾值則輸出高電平；反之，則輸出低電平，從而得到一系列方波，這樣就可測出R波，2個(gè)相鄰R波間的時(shí)間為心率周期，再將其轉(zhuǎn)換為每分鐘的心跳數(shù)。通常人的心率在50～150次／min，因此，可設(shè)置心率的上下限，當(dāng)心率超過該范圍時(shí)，指示燈點(diǎn)亮，表示病人有生命危險(xiǎn)。
評論