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目前,随着人口平均寿命的上升和老龄化人口数量的快速增长,包含心脏病在内的心脑血管疾病的发病人群逐渐增高,已经成为我国威胁人民生命的各种疾病之首,并且成逐年上升的趋势。心脏病这类病人需要在家居环境中得到实时监护和及时治疗,传统医疗技术无法大规模提供这种服务。而且随着人们对于健康产品的关注度越来越高,可穿戴医疗设备是一个新的研究方向,可以随时随地给人们提供健康监测和医疗诊断服务。本文基于可穿戴医疗设备的概念设计了基于Android智能手机平台和远程服务器诊断平台的家庭便携式心电采集系统。使用者通过佩戴便携式心电采集胸带来采集心电信号,随后采集盒将获取的心电数据通过蓝牙传输到智能手机上进行心电信号的预处理并进行波形显示,最后智能手机通过3G传输到远程诊断服务器端,远程医生在服务器端获取病人的心电数据后及时进行诊断将诊断结果反馈到手机上,实现了远程诊断。这种可穿戴的心电检测系统允许使用者在佩戴中自由走动,不影响正常生活,甚至在运动中也可以佩戴进行运动心电图检测。 本论文研究了心电采集系统搭建的合理性和技术的可行性,设计并实现了整个系统。在硬件设计上,采用了轻量化的便携式方案来设计心电采集盒,并配套设计了便携式心电胸带。系统采用锂离子电池作为系统供电,采用了ADS1298作为心电采集模拟前端,对心电信号进行放大和模数转换。通过ADS1298将接收到的8个导联通道的心电信号进行信号的调理,并将模拟的心电信号转换为数字的心电信号,最后组合成标准的12导联心电信号。ADS1298已经集成了高性能的仪表放大器,通过高精度的采集,并不需要对信号进行多级放大,保证了采样的准确度也极大的缩小了硬件电路体积。微控制器选用Silicon Labs的EFM32G200F32的方案,采用ARM Cortex-M332bit内核,其运算性能和低功耗性能都比原来的MSP430的方案有了很大提升。在无线通讯中采用蓝牙2.0进行传输。 在软件上,采用Android智能手机平台实现整个系统的人机交互界面和远程诊断客户端的功能。Android手机通过蓝牙从心电采集盒获取心电数据,在手机中实现心电信号预处理算法,并通过手机屏幕实时显示心电图。在论文中,提出了一种基于矢量图片的心电数据存储算法,并在Android手机上实现。该算法打破了原有心电存储思路,从直接存储一维的心电数据转化为储存二维矢量心电图,并设计了绘制矢量心电图的算法。在实际中,直接传输矢量心电图不仅方便了医生诊断,而且使得不同分辨率下心电图显示效果不会丢失细节。远程诊断客户端的功能实现了心电数据上传到服务器并获取医生诊断结果。 本论文设计并实现的家庭便携式心电监护系统性能指标完全符合国家标准。整个系统设计是在心电可穿戴设备研究方向上的一个积极探索。