便携式心率监测仪文献综述

1、文献综述一、目的和意义便携式医疗设备正不断改良数以百万计患者的医疗保健条件。未来，还将有众多能显著改善医疗效果的创新型医疗应用产品。 多年来， 心率检测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号， 已成为临床诊断的重要依据。目 前，检测心率的仪器虽然很多，但是体积大，功耗大，不易于携带。 有些医院使用的各种心率监测仪器抗干扰性差，开发本钱高，价格昂贵，即便用于心率信号采集的传感器也价格不菲。 如果心率监测的仪 器能够做到体积小，制作本钱和销售价格低、操作简单，能被普通家 庭患者承受，这无疑为临床诊断和个人保健使用提供了方便。因此， 设计一种本钱低廉，可随

2、身携带，可长时间记录，显示和存储心率值， 可与微机通讯并具有较强抗干扰能力的心率检测仪是十分必要的。基于此，本文探究研发了一种体积小，操作简单，适合家庭和社区医疗 保健使用的便携式心率检测仪。二、国内外现状心电监护ECG Telemonitor的历史，可以追溯到上世纪初。1903 年，“心电图之父荷兰教授Einthoven通过150眯的电缆线，记录了 世界上第一份完整人体心电图，这在后来被广泛认为是心电监护的雏 形。其后数十年间，伴随冠心病等心血管疾病的大肆流行，心电采集 和监测技术得以迅猛开展。最早，医务人员对ECG的监测和需求，是 从危重病人抢救开场的。193舜Hooker首次进展实验动物

3、心脏复苏， 通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。194舜Claude Bee首次在手术室内实施 电除颤，开场ECG的监测和临 床应用。195邪Zoll首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢 复的病人进展起搏、监护，使病人得以康复。195弹体外除颤仪问世， 提高了危重病人抢救的存活率。196冲Kauwenhoverf艮道胸外心脏按 摩有效，心脏复苏技术日渐成熟。196坪研发的才I续床边ECG监测仪, 能够适时不断地监护病人的ECG状况，使得心脏病人及危重病人得以 密切和连续的被观察，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连 续的分析和判断。20世纪中晚期，动态心电图Ho

4、lte门、床旁心电监 护仪先后创造并在临床得到应用。同期，使用远程通信技术、全息影 像技术、新电子技术和计算机多媒体技术、网络技术的远程医疗TeleMedicinel日益兴起和成熟，心电远程监护获得了长久开展和 广泛应用。201纪6080年代，基于传输的心电监护技术TTM在国外得到应用和普及，并取得了良好的效果。TTM技术的原理是将 实时采集的心电信息转变为声音，通过传至医院接收机，再将声音谐调为心电信号，用心电图机描记，医生通过给予患者诊断和治疗国内的医用心电监测仪虽然相比国外起步较晚，但经过多年的 研究开展也取得了相当可观的成果。福州大学电气工程学院的陈颖 昭、高跃明等人设计了一种一种基于

5、 STM32的便携式家用心电检测 仪。心电电极采集体表单导联心电信号， 经预处理电路对心电信号进 展放大、滤波和电平抬升后，送至STM32中进展模/数转换和数字处理，在液晶屏上实时显示心电波形、心率和分析结果。实验说明，该 心电仪能有效提取心电信号的特征点， 准确测得心率， 分析出 4 种常见心率失常病症，并可测得 HRV 的时域参数。该心电检测仪以意法半导体公司的 STM32 作为控制核心， 系统硬件电路由预处理模块和核心处理器模块组成， 能准确提取人体体表的心电信号。在程序设计上采用了模块化方法， 实现了良好的移植性， 可实现对心电信号动态显示并进展数据分析。福建三明学院的饶连周设计了一种

6、基于单片机的语音心率检测仪，该语音心率检测仪是通过红外光电传感器采集手指动脉波信号,经过放大和整形处理, 经可调分频器后送入单片机进展计算, 快速地转换为一分钟心率, 并将结果予以 LCD 显示 , 同时有语音播报心率以及警报功能。该语音心率检测仪选用选用性价比拟高的 ATMEL 公司生产的 AT89C2051 单片机来控制电路。 该设计充分利用 AT89C2051单片机资源，整机具有高精度、低本钱、低功耗、使用方便、易于大批量生产的特点,是一种便携式语音心率实时监测仪，特别适合于日常检测之用。长春理工大学的赵春华、庞春颖、宁春玉设计了一种基于 CPLD的心率检测仪。由心电电极采集到的心电信号

7、经过预处理和模/ 数转换，送给CPLD进展数据存储及处理，实现实时检测与显示心率参数、自动报警等功能。 系统在 MAX+PLUSII 环境下采用自顶向下的设计方法,应用VHDL语言编程实现。该设计实现了一个基于CPLD的心率检测仪系统 ,能十分方便地测算出实时心率, 为人们的心血管安康提供了参考信息。该系统在EPM7128SLC84-1阴标芯片可以优化及扩展测量其他的生理参数,有较好的应用价值。南华大学核科学技术学院颜拥军、 赖伟、 杨彬设计了一种基于人体脉搏信号特征的数字化人体模型心率检测仪. 该仪器采用反射式红外传感器获取脉搏信号，以UPSD3234I片机为主控芯片，对红外信号进展 A /

8、D 转换 , 采样数据经低通滤波, 数字微分后 , 选择适于脉搏微分波形的模板进展匹配滤波处理, 实现了对脉搏波的检测 , 并使用了一种中值算法来提取有效的脉搏时间间隔 , 从而获得准确的心率值。 他们所设计的反射式红外心率检测仪主要采用了匹配滤波等数字信号处理方法得到心率数据, 将微电子技术与生物医学工程技术严密地结合在一起。目前, 该设计已成功应用于健身产品跑步机中 , 具有一定的创新性和实际应用价值, 并且有良好的市场推广价值。重庆大学自动化学院的李晓凤硕士设计了一种基于 “电子皮肤的便携式心电监护系统。 这是一种非接触式心电、 呼吸信号采集系统，该系统包括传感器电路和读取电路两局部。

9、首先， 根据心电偶极子等效模型，设计了新型电极， 将作用电极、相关电极和地电极整合在一起，消除电极导线。然后，提出了一种新的心电非接触测量方法，设计一种特殊的LC 振荡式传感器电路，利用变容二极管、电感线圈分别作为心电、 呼吸信号的传感器件， 该传感器电路具有仪表放大电路的特点，对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大的作用。然后利用“电子皮肤技术将新型电极、传感器电路整合在一起，形成一种类似皮肤的薄膜片， 受大气压力而黏贴在人皮肤上， 不需传统的固定。最后，使用 HFSS 软件设计了高 Q 值耦合线圈。将检测到的电生理信号通过谐振耦合线圈无线传输至读取电路。 读取电路把接收到的调制信号通过相位

10、检测的方式解调出来， 并通过后续滤波等方法实现心电和呼吸波信号的别离。便携式接收装置通过GPRS 模块将信号远程传输到信息处理平台，通过相关的算法，实现对心电、呼吸信号的长期、实时监测。杭州电子科技大学电子信息学院的张亚君、 余永纪、 洪明设计的便携式心电监测仪是一种能实时处理、处理速度快的心电检测仪,它以基于ARM Cortex-M3内核的单片机为核心，以大容量SD卡作为存储 媒介,并实现人机交互、波形回放、心律失常分析及病情报警功能。系统采取实时的QR除检测算法，并嵌入文件系统将心电数据以文本的形式存储,提高了数据的可读性和移植性。合肥工业大学自动化学院的温全硕士设计了一种具有USB

11、74; 口的便携式心电监护仪， 文中对基于高性能嵌入式微处理器的便携式动态心电监护仪及其对心电的分析处理进展了深入研究： 根据心电信号特征，设计性能优良的心电数据采集模块；选用高性能、低功耗的微处理器C8051F32般计中央处理模块，对采集的心电信号进展分析处理， 同时使用液晶显示心电波形； 通过对心电波形特征和常用心电分析处理算法的比照分析和研究， 设计适用于本嵌入式系统的实时心电分析处理算法；采用现今流行的USB®口技术，实现对心电数据的存 储和传输。三、总结心电监护仪目前作为医院中常规医疗设备，由于适应范围广泛、 操作简便、易于观测记录，在临床应用中越来越受到重视，需求量不 断

12、增长。随着现代医疗技术和相关学科的不断开展， 医心电用监护仪 已经成为医用电子仪器中不可缺少的一大类仪器，在医院中起着越来 越多的重要的作用。科学技术的开展，也推动和促进了现代医学监护 技术的开展，为现代医学监护仪的开展提供了广阔空间。随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快，心血管疾病的发病 率迅速上升，已成为威胁人类身体安康的主要因素之一。 而心电图那 么是治疗此类疾病的主要依据，具有诊断可靠，方法简便，对病人无 损害的优点，在现代医学中，变得越来越重要。常规心电图是病人在 静卧情况下由心电图仪记录的心电活动，只能获取少量有关心脏状态 的信息，所以在有限时间内即使发生心率失常， 被发现的概率

13、也是很 低的。因此有必要通过相应的监护装置对患者进展长时间的实时监 护，记录患者的心电数据。又由于心脏病的发生具有突发性的特点， 患者不可能长时间地静卧在医院，但又需实时得到医护人员的监护， 所以研发相应的便携式心率检测仪就显得更加重要。参考文献：【1】：徨于STM32的便携式家用心电检测仪的设计 林颖昭，高跃明，甘振华，李仁贵，李秀翔，杜民；？电子技术应用？201驿第3港 第飙【2】：徨于单片机的语音心率检测仪的设计 源连周；三明学院学报；200奔12月第2缁第硼【 3】：?基于 CPLD 的心率检测仪的设计?赵春华庞春颖 宁春玉； ?数字技术与应用?2012年10期【 4】：?数字化人体心

14、率检测仪的设计?颜拥军, 赖伟 , 杨彬；南华大学学报2010年9月第 24卷第 3期【 5】：?基于“电子皮肤的便携式心电监护系统关键技术?李晓凤庆大学硕士学位论文014年4月【 6】：?一种便携式心电监测仪的设计? 张亚君 ,余永纪,洪明；?电子器件 ?2010年2月 33卷第 1期【7】：理有USB® 口的便携式心电监护仪设计 幅全 肥工业大学硕士学位论文2009年4月 16日【 8】：?对心率检测仪功能设计的思考?郑敏?江苏计量测试论文集?2009年1月【 9】：?基于单片机设计的心率检测仪?郑开明 ?电脑知识与技术?；2012年2月 6日第 8期第 6期【 10】：?一种基

15、于 ARM 的便携式心率监测仪的设计?郑诚，余珊南，祝永华，徐进；?微型机与应用?2014 年第 33卷第 5期【 11】：?便携式心电信号分析检测仪?刘媛；河北工业大学硕士学位论文2010年2月【 12】：?便携式心电监护仪的硬件设计?程楠；武汉理工大学硕士学位论文2009年4月【13】：?低功耗心率检测仪设计?杨越，汪丰；?电子产品世界?2014年12期【 14】 ： Analysis of ECG signal for Detection of Cardiac Arrhythmias; Department of Electronics and Communication Engineering National Institute Of Technology, Rourkela Orissa 769 008, INDIA 2011【 15】 ： A New Heart Arrhythmia s DetAeclgtioornithmFarid Rezazade,hDepartment of Computer Engineering, Faculty of Engineering, Seyed Amin Hosseini Seno, Computer Network Researc