【摘 要】
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近年来,心脏疾病发病人员越来越多,成为威胁人类健康的一大因素。心脏疾病具有突发性、偶发性的特征,发病前毫无征兆,导致很多人因此失去生命。心电图(ECG)是目前临床上使用最广、最具参考价值的生理信号,包含了丰富的心脏健康信息,通过心电图提供的有价值的心脏健康信息来评估心电活动,从而检测心血管疾病或心脏功能异常问题,是心血管疾病诊断的重要依据。传统的心电图测量方法是通过专业的心电图机来测量,需要导联线
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近年来,心脏疾病发病人员越来越多,成为威胁人类健康的一大因素。心脏疾病具有突发性、偶发性的特征,发病前毫无征兆,导致很多人因此失去生命。心电图(ECG)是目前临床上使用最广、最具参考价值的生理信号,包含了丰富的心脏健康信息,通过心电图提供的有价值的心脏健康信息来评估心电活动,从而检测心血管疾病或心脏功能异常问题,是心血管疾病诊断的重要依据。传统的心电图测量方法是通过专业的心电图机来测量,需要导联线连接和具有电解质凝胶的专用电极,测量过程复杂且不舒适。此外心电图机体积笨重,价格昂贵,通常在医院使用,并不适合居家使用和个性化测量。为了解决上述不足,本文研究并实现了一种基于金属干电极的可应用于穿戴健康的蓝牙手指心电系统。整个系统的设计注重于高质量的信号、系统的小型化和低功耗。系统主要由硬件方案、嵌入式软件和手机APP组成,可以实现手指心电信号的实时采集、实时处理、无线传输、实时显示等功能。在系统硬件电路方案设计中,根据系统需求对核心元件进行选型,完成了基于KS1081模拟前端芯片的心电信号采集电路和基于n RF52832蓝牙低功耗芯片的蓝牙通信电路的设计,根据实际需求设计了电源管理电路为系统提供2V的工作电压,并集成了开关机电路实现系统开关机。嵌入式软件设计方面,对小波阈值去噪算法,数学形态学滤波算法进行了优化设计,实现将其移植到n RF52832芯片上运行并对心电信号进行实时处理,此外还设计了心电采集模块和蓝牙通信模块,实现心电数据的采集和蓝牙数据传输。手机APP实现心电信号的实时显示和存储,通过设计的自适应差分阈值算法对数据进行分析得到心率值。最后,对于系统的性能参数进行了整合测试,实验结果表明系统通过金属干电极可以从手指端获得包含P-Q-R-S-T波形的高精度心电信号,具有轻巧携带方便以及续航时间长等特点,满足系统对于高质量的信号、系统的小型化和低功耗方面的预期目标。初步结果表明,本文提出的蓝牙手指心电系统适合可穿戴心脏健康监测和应用场景。
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