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远程心电医疗信号监测系统的设计
作者:乐鱼体育 来源:乐鱼体育 点击: 发布日期: 2021-11-19 00:54
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HHCE(HomeHealthCareEngineering)这门课程因此以伴随着人们对身心健康的青睐和远程医疗系统的发展趋势而逐渐摆脱大家的日常生活,它提倡的是一种“在家里就医,生活保健,远程控制临床医学”的核心理念,把新科技与诊疗结合一起。HHCE的经常会出现符合二十一世纪人口老龄化、医疗费日趋严重及其大家日常生活身心健康品质低回绝的发展趋势,另外可完成诊疗共享资源,提高偏远地区的医疗水平,因而具有特别是在充足的活力。...
本文摘要:HHCE(HomeHealthCareEngineering)这门课程因此以伴随着人们对身心健康的青睐和远程医疗系统的发展趋势而逐渐摆脱大家的日常生活,它提倡的是一种“在家里就医,生活保健,远程控制临床医学”的核心理念,把新科技与诊疗结合一起。HHCE的经常会出现符合二十一世纪人口老龄化、医疗费日趋严重及其大家日常生活身心健康品质低回绝的发展趋势,另外可完成诊疗共享资源,提高偏远地区的医疗水平,因而具有特别是在充足的活力。

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HHCE(HomeHealthCareEngineering)这门课程因此以伴随着人们对身心健康的青睐和远程医疗系统的发展趋势而逐渐摆脱大家的日常生活,它提倡的是一种“在家里就医,生活保健,远程控制临床医学”的核心理念,把新科技与诊疗结合一起。HHCE的经常会出现符合二十一世纪人口老龄化、医疗费日趋严重及其大家日常生活身心健康品质低回绝的发展趋势,另外可完成诊疗共享资源,提高偏远地区的医疗水平,因而具有特别是在充足的活力。HHCE系统软件获得一种针对家中、医疗社区、看诊医师合理地便捷的诊疗检测解决方法,具有心电信号检测作用的检测器是HHCE系统软件的最重要构成部分。

就中国来讲,此类商品的科学研究也属于不久紧跟环节,远程控制互联网也仅仅比较简单的顺利完成数据库查询医疗数据的储存和传送,还没有的确顺利完成将互联网与医疗机械融合。在国际性层面,世界各地在这里的科学研究皆推广很多资产,但依然主要是用以价格比较贵的仪器设备顺利完成诊疗数据收集,随后紧密结合PC/internet互联网顺利完成数据收集及其互联网临床医学。本设计应用了Altera企业的NiosⅡ顶势CPU做为CPU,并举制了现如今流行的mu;Clinux电脑操作系统。该系统软件具有系统软件稳定、携带式、作用可升級扩展、以用户为中心、远程操作等特性。

一方面,它将家庭保健和远程医疗系统结合一起,关键以用户为中心终端设备设计,使本人必须便捷的对本身心电信号的进行自我检测与剖析,动态性了解自身的人体身体状况;另一方面,收集到的数据信息还能够根据储存卡储存,便于对数据信息进行长时间剖析应急处置和临床医学;此外,系统软件还能够根据互联网等远侧通信设备与保健医疗服务项目尾端(如医院门诊、个人医生、监测管理中心、健康保健管理中心等)比较慢建立相接,将精确测量数据信息传输给远程控制数据库查询或医师。不利医药信息的数据管理和远程控制动态性监测、临床医学,使客户无须出门就能得到 最立即合理地的临床医学。

2系统解读远程控制心电图诊疗信号检测系统关键由心电信号的前端开发收集与调养控制模块、心电信号解决与存储芯片、数据信息说明控制模块和远程控制传送操控控制模块等4个重要控制模块组成,系统功能构造如图所示1下图。该检测系统的硬件系统应用Altera企业CycloneⅡ2C35FPGA处理芯片,应用SOPC(上面可编程控制器系统软件)技术性将NiosⅡ顶势CPU、储存器、程序模块和扩展I/O口等搭建在一块FPGA处理芯片上,外场扩展心电图数据收集板、互联网、LCD屏、触摸显示屏/电脑键盘、SD存储卡等硬件配置来搭建系统软件的硬件配置构架,且具备可扩展的I/O控制模块,有助于之后系统功能升級与扩展。3系统重要控制模块的设计3.1NiosⅡ内嵌式顶势CPU简述NiosⅡ系列产品内嵌式CPU是Altera企业开售的软核CPU。

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客户能够获得高达200DMIPS的特性,而只需花销接近35便士的FPGA逻辑性資源。NiosⅡ抵制MicroC/OS-Ⅱ、mu;Clinux等多种多样嵌入式操作系统,抵制轻量TCP/IP协议栈,允许客户降低自定命令和自定硬件加速器模块,无缝拼接重置自定外接设备和控制模块逻辑性,在特性提升 的另外,便捷了客户的设计。NiosⅡCPU应用Avalon交换式系统总线,该系统总线是Altera产品研发的一种专用型的內部联线技术性。

Avalon交换式系统总线由SOPCBuilder全自动溶解,是一种作为系统软件CPU、內部控制模块及其外接设备中间的内联系统总线。Avalon交换式系统总线用以数最多的逻辑性資源来抵制系统总线的兼容、详细地址译码器、等待周期时间的造成、外接设备的详细地址偏位、终断优先的登陆及其高級的交换式系统总线传送。

3.2心电信号收集调养控制模块设计对ECG信号收集应用模块化设计的设计方法,关键由前端开发的导联感应器、信号过滤缩放调养电源电路和A/D取样电源电路组成。身体心电信号的关键頻率范畴为0.05~100Hz,力度大概为0~2mV,信号十分暗淡。另外心电信号中一般来说参杂有别的微生物电信号,加上身体之外以50Hz直流阻拦占多数的磁场阻拦,促使心电图噪音情况较强,精确测量标准非常复杂。为了更好地不杂讯地检验出有有临床医学使用价值的心电信号,信号过滤与缩放调养一部分关键由一下好多个电源电路组成:外置缩放电源电路、高低通低通滤波器、陷波电源电路与A/D转换电源电路,电路设计图如图2下图。

最先心氧化还原电位益航收集回来的暗淡心电信号根据外置缩放电源电路进行缩放,此一部分还包含左腿驱动器以诱发共模阻拦、屏蔽电缆驱动器以防止导线阻拦,增益值更改10倍上下。设计外置缩放应用英国仿真器件企业生产制造的医疗放大仪AD620。AD620由传统式的三运放电路发展趋势而出,为同相互之间串联差动保护放大仪的搭建。其具有开关电源范畴长(plusmn;2.3~plusmn;18V),设计体型小,功能损耗较低(仅次供电系统电流量仅有1.3MA)的特性,因此仅限于于低压、功耗的运用于场所。

除此之外还具有有较高的共模诱发比,溫度可靠性好,缩放频段长,噪声系数小等优势。缩放后的信号经过滤、50Hz陷波应急处置后再作进行二次缩放,后续增益值更改100倍上下。

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因为ECG信号力度仅次就几mV,而A/D转换中輸出信号的力度回绝在1V之上,因此 总增益值更改1000倍上下。在其中,过滤应用压控电压源二阶低(较低)通低通滤波器,作为防止0.05~100Hz频段之外的肌电等影响信号,直流中的其他古志谐波电流也可被滤干掉。

另外,应用数字功放双T带阻低通滤波器更进一步诱发50Hz直流阻拦。A/D取样处理芯片应用TI公司的8位串行通信处理芯片TLC549,该处理芯片应用SPI控制模块,仅有效三条线才可搭建收集操控和传输数据;具有4MHz的片内系统软件数字时钟和软、硬件配置控制回路,转换時间超过17mu;s,取样速度约40kS/s;应用差分信号标准工作电压技术性这一特点,TLC549有可能精确测量到的超过数值约100mV/256,换句话说0~1V信号没经缩放还可以得到 8位的屏幕分辨率。

3.3数据收集控制板设计为了更好地得到 历经前端开发TLC549处理芯片转换的心电信号,必不可少设计一个数据收集控制板,搭建对AD处理芯片的操控与智能化心电图数据信息的出示。该控制板依据TLC549处理芯片的工作中时钟频率与后端开发数据处理方法的务必,应用VerilogHDL自主设计。该控制板具有多通道收集的特性。

在自TLC549的I/OCLOCK尾端輸出八个外界数字时钟信号期内务必顺利完成下列工作中:载入上次A/D转换結果;对此次转换的輸出仿真模拟信号取样并保持;起动此次A/D转换。则一路收集時间为:0.5mu;s×(3 8×2 1)=10mu;s,而处理芯片转换時间超过17mu;s,则全部全过程時间花销为27mu;s。为了更好地合理地的运用该控制板,在一路A/D转换期内,另外进行此外一路A/D取样,那样就可以在40mu;s时间内顺利完成对四路信号的收集,进一步提高了工作效能。

另外,设计中还重进了一个FSM信号来操控取样時间,进而适应能力各有不同頻率信号的取样頻率。AD处理芯片的时钟频率模型图如图所示3下图。Din为收集数据信息的串行通信輸出,数字时钟由系统软件数字时钟根据波形指数得到。

设计中,设定了fsm做为取样操控数字时钟,那样能够依据务必来调节取样速度。因为进行一次AD取样的時间很短,不管应用搜索還是终断必需载入全是不实际的,这就务必运用油压缓冲器设计,根据把N次转换的数据信息嗣后不会有缓冲存储器中降低终断频次。为了更好地得到 到数和精确的收集数据信息,搭建无缝拼接油压缓冲器,由于FPGA设计的协调能力,本设计应用了双油压缓冲器储存的乒乓球作业者构造。


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