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心血管病在国内和全球的死亡率均居于前列,具有突发性和偶发性的特点。联合监护心电图和心阻抗图,可以同时获得心脏的电学传导性能和机械泵血性能信息,有助于及时发现发病征兆,降低急性心血管病死亡率。在心电图和心阻抗图联合监护设备中,临床使用的监护仪器精度较高,但价格昂贵,体积庞大,无法用于移动监护;当前的移动监护设备则不支持手机等移动终端。目前可穿戴设备普遍采用低功耗蓝牙技术并与手机配合工作,可实时监测人体的运动和健康状态,方便数据的分析与共享。在可穿戴设备上实现心电图和心阻抗图监护功能,并与手机等移动终端组网构建无线健康监护系统,可实现心电图和心阻抗图移动实时监护,在临床和家庭健康监护领域具有重要意义。 本文设计并实现了基于NI RIO平台的嵌入式无线健康监护系统。该系统由基于低功耗蓝牙的可穿戴心电图、心阻抗图集成监护传感器节点和基于NI RIO平台的嵌入式数据网关组成。传感器节点采集的原始心电图和心阻抗图通过低功耗蓝牙上传至数据网关,由数据网关处理后,通过Wi-Fi向移动终端发布。在传感器节点端利用单芯片同时检测心电图和心阻抗图,并配合硬件和固件的优化,降低功耗,保证波形数据的稳定传输;利用非抽样小波变换分析心电图和心阻抗图的原始信号并去除信号噪声和基线漂移,结合动态阈值方法实时提取心阻抗图的波形特征;在数据网关实现实时信号处理算法,构建WebSocket服务器,将心电图和心阻抗图数据通过Wi-Fi连接向移动终端实时推送。 测试结果表明,该系统的传感器节点具有无线和本地工作模式,待机电流、无线工作电流和本地工作电流分别为69μA、11mA和20mA;数据网关可同时监护2个节点,可向具有Wi-Fi功能的移动终端实时推送心电图和心阻抗图数据,对移动终端的兼容性较好。以上结果证明该系统实现了心脏电学性能和机械性能的移动实时监护,在健康监护领域具有广泛的应用前景。