家用holter監(jiān)控器的設(shè)計(jì)方案解析

一 背景分析與應(yīng)用市場(chǎng)分析

心臟作為生物體新陳代謝和能量傳遞的動(dòng)力中心，對(duì)人體的重要性是不言而喻的。各種心臟疾病幾乎都和心臟的生物電活動(dòng)相關(guān)聯(lián)。在當(dāng)前的社會(huì)中，心臟病等心血管已經(jīng)成為了世界死亡人數(shù)最多，號(hào)稱(chēng)“頭號(hào)殺手”。由于心臟病有突發(fā)性以及長(zhǎng)久性，對(duì)心臟病人也需要長(zhǎng)期的治療和監(jiān)護(hù)，能夠幫助了解某些藥物和電解質(zhì)紊亂對(duì)心肌的作用目前心電圖機(jī)有很大的需求，這種電子醫(yī)療儀器為holter。各大公司推出不同產(chǎn)品方案，其競(jìng)爭(zhēng)要點(diǎn)集中在微弱信號(hào)檢測(cè)精確度、成本、可靠性及功能擴(kuò)展等方面。心電的主要特點(diǎn)是：

1、信號(hào)十分微弱，幅度小于5mV。

2、常見(jiàn)的心電頻率一般在0—100Hz之間，能量主要集中在17Hz附近。

3、測(cè)量時(shí)心電電極阻抗較大，一般在幾百千歐以上。

4、極易受到工頻干擾。

本設(shè)計(jì)利用PIC微處理器的集成度高、具有USB接口和網(wǎng)絡(luò)接口的特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了家用holter監(jiān)控器，比較目前的商用holter儀器，具有不用去醫(yī)院傳輸數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，符合信息設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展。

二心電模擬處理模塊

由于心電信號(hào)的特點(diǎn)，有些工作必須由模擬硬件實(shí)現(xiàn)。本課題組已經(jīng)完成了基本的硬件設(shè)計(jì)?？驁D如下：

3、軟件流程介紹

本設(shè)計(jì)基于PIC32器件優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了3導(dǎo)聯(lián)心電圖holter監(jiān)控器，具有心電信號(hào)傳感及選擇、輸入耦合、阻抗匹配、前置放大、濾波、ADC轉(zhuǎn)換及檢測(cè)算法、USB大容量存貯、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?。主程序框圖如下：

其中采集部分的QRS檢測(cè)程序流程圖如下：

初步的數(shù)據(jù)處理程序框圖如下：

4、主要模塊介紹

PIC32的USB和網(wǎng)絡(luò)接口的應(yīng)用在開(kāi)發(fā)環(huán)境中已經(jīng)有一定的demo，相信在這些DEMO的幫助下一定能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。

其USB的DEMO如下

WINDOWS驅(qū)動(dòng)程序包括INF和SYS兩部分，INF放在windows/inf中，SYS放在WINDOW/SYSTEM32/DRIVER中。Windows利用inf文件來(lái)代替手工安裝SYS文件。有些USB設(shè)備不需要安裝驅(qū)動(dòng)如HID類(lèi)，但基于MCHPFSUSB的設(shè)備需要安裝，環(huán)境提供了INF文件，只需要簡(jiǎn)單修改VID/PID就可以。Microchip's VID (0x04d8)，修改VID/PID首先在usb_descriptors.c文件中修改，然后在INF文件的“[DeviceList]段內(nèi)的修改。

其網(wǎng)絡(luò)接口的DEMO如下