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心脏疾病一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一,研制无创的心电信息检测设备来检测与评价心脏功能状况,并研究心脏疾病的成因是生物医学电子学的重要研究课题之一,其中心电图是最常用、最简单的临床检查方法。
本文对基于嵌入式技术的心电检测系统进行了设计和研究,系统的放大器采用已经在临床上进行了应用的、实验室自主研发的12导同步心电放大器,该放大器具有较高的输入阻抗和共模抑制比。系统使用嵌入式平台进行心电信号的采集、存储、显示及传输。嵌入式硬件部分的微处理器是使用三星S3C4480X,利用ADS774完成心电信号的采集,单导采样率为1KHz,分辨率为12位,使用SD卡完成数据的存储,实现了在LCD上进行波形的显示,利用CH375完成系统与计算机的通信,可以在计算机上使用实验室的心电工作站进行显示和分析。软件部分主要完成系统Bootloader的设计、μC/OS—Ⅱ实时操作系统的移植以及各部分驱动、应用程序的设计。整个系统一方面可以替代实验室的并口采集板,完成数据采集的功能,另一方面它也可以自成系统,具有体积小、成本低、使用方便的特点,有较好的临床推广使用价值。
同时,本文也完成自主神经功能仪的设计与实现,基于成本和功能的考虑,自主神经功能仪没有采用嵌入式硬件平台,而是采用单片机完成数据的采集,使用SD卡完成数据的存储。与目前临床使用的磁带存储相比,SD卡具有容量大、体积小、重量轻等特点,能够完整记录近40小时的心电数据,采集仪存储的不是HRV信号而是心电波形,HRV信号在计算机上提取,必要的时候可以将HRV信号与心电波形进行对照研究。本论文所述的自主神经功能仪获得的反映自主神经的心率及其变异性参数,对心脏疾病的诊断及生物反馈治疗提供了有效的工具,具有重要的临床意义。