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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于超低功耗DSP的實(shí)時(shí)心電圖儀
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 以超低功耗DSP TMS320VC5509A計(jì)算核心，本設(shè)計(jì)能夠較好的完成對(duì)采集的心電信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄回放，設(shè)計(jì)具有體積小，功耗低，運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。不僅能夠完成實(shí)時(shí)信號(hào)采集與存儲(chǔ)，而且能夠動(dòng)態(tài)分析心電特征，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，并能在緊急情況下報(bào)警，降低心臟病突發(fā)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 以超低功耗DSP TMS320VC5509A計(jì)算核心，本設(shè)計(jì)能夠較好的完成對(duì)采集的心電信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄回放，設(shè)計(jì)具有體積小，功耗低，運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。不僅能夠完成實(shí)時(shí)信號(hào)采集與存儲(chǔ)，而且能夠動(dòng)態(tài)分析心電特征，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，并能在緊急情況下報(bào)警，降低心臟病突發(fā)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.使用3.5英寸高分辨率TFT彩屏，顯示單導(dǎo)聯(lián)心電波形，一屏顯示時(shí)間為3s，顯示幅度為0至30mV ； 2.長(zhǎng)時(shí)間心律失常回顧、跟蹤分析記錄，可代替Holter； 3.高抗干擾性能：交流濾波、肌電濾波、低通濾波、漂移濾波。減少波形失真，避免診斷失誤； 4.有效的數(shù)據(jù)管理，通過(guò)大容量SD卡保存病人心電波形數(shù)據(jù)信息，采用FAT32文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，方便用戶使用； 5.采用可充電電池供電，產(chǎn)品更加便攜，節(jié)能環(huán)保； 6.能檢測(cè)到心臟早搏、房顫等異常； 7.采樣頻率：500Hz；單次采樣時(shí)間：3s； 8.頻率響應(yīng)0.05-150Hz；
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)發(fā)明的目的：針對(duì)目前Holter只能對(duì)異常心電做回顧性分析，系統(tǒng)普遍存在對(duì)心率失常分類少，精度低的缺陷，本作品運(yùn)用模糊控制理論結(jié)合醫(yī)學(xué)知識(shí)，采用高速數(shù)字信號(hào)處理為計(jì)算核心，對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、同步存儲(chǔ)、波形顯示、記錄并分析長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)心電圖信號(hào)。 基本思路：以超低功耗DSP TMS320VC5509A計(jì)算核心，本設(shè)計(jì)能夠較好的完成對(duì)采集的心電信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)心電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄回放，設(shè)計(jì)具有體積小，功耗低，運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。 項(xiàng)目研究創(chuàng)新點(diǎn)：針對(duì)目前Holter存在的諸多不便，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到經(jīng)濟(jì)、小巧、便攜、低功耗、持續(xù)使用時(shí)間等因素，采用TMS320VC5509A為核心的心電信號(hào)采集方案，降低了整體功耗，不僅能夠完成實(shí)時(shí)信號(hào)采集與存儲(chǔ)，而且能夠動(dòng)態(tài)分析心電特征，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，并能在緊急情況下報(bào)警，降低心臟病突發(fā)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。 技術(shù)關(guān)鍵：使用性價(jià)比高的OP放大器作前端模擬部分，能夠?qū)⑿碾娦盘?hào)無(wú)失真放大，并濾除帶外噪聲，為后端處理提供了可靠的信息源。采用光電耦合方式對(duì)模擬部分與DSP進(jìn)行隔離，使產(chǎn)品更加穩(wěn)定可靠。后端DSP部分采用小波變換與模板匹配方法實(shí)現(xiàn)心波形自動(dòng)分類。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.使用3.5英寸高分辨率TFT彩屏，顯示單導(dǎo)聯(lián)心電波形，一屏顯示時(shí)間為3s，顯示幅度為0至30mV ； 2.長(zhǎng)時(shí)間心律失常回顧、跟蹤分析記錄，可代替Holter；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 以高速數(shù)字信號(hào)處理器TMS320VC5509A為計(jì)算核心，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套具有體積小、功耗低、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)的軟硬件系統(tǒng)，以滿足對(duì)普通用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的要求。 1． 易用性 考慮到易用性，采用單導(dǎo)聯(lián)，方便用戶使用； 2． 連續(xù)記錄時(shí)間超過(guò)24小時(shí) 采用大容量SD卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，保證存儲(chǔ)用戶一整天的信息量，利于事后分析； 3． 特征提取 不需要專業(yè)醫(yī)師，也能通過(guò)該產(chǎn)品進(jìn)行心臟疾病診斷； 4． USB2.0總線接口 方便用戶進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助分析；
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 完全有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 以高速數(shù)字信號(hào)處理器TMS320VC5509A為計(jì)算核心，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套具有體積小、功耗低、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)的軟硬件系統(tǒng)，以滿足對(duì)普通用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的要求。 首先，考慮到易用性，本設(shè)計(jì)采用單導(dǎo)聯(lián)，只需安裝3個(gè)肢體夾即可完成測(cè)量，分別夾在左右手臂上、右腿上，方便反復(fù)拆卸。顯示界面采用TFT液晶面板，能清晰顯示波形，并通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置顯示參數(shù)，如日期、時(shí)間、心率、R-R間期、異常波形統(tǒng)計(jì)等。人性化的界面和簡(jiǎn)易的操作能讓大多數(shù)用戶接受這一應(yīng)用。 其次，實(shí)時(shí)采集到的心電波形數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)到大容量SD卡，連續(xù)記錄時(shí)間超過(guò)24小時(shí)，滿足對(duì)病人一整天心電監(jiān)護(hù)的使用需求，并能通過(guò)讀卡器或者直接通過(guò)監(jiān)護(hù)儀USB接口連接電腦來(lái)讀取卡內(nèi)信息，并通過(guò)軟件來(lái)做回顧性分析。 最后，本設(shè)計(jì)還采用USB2.0總線接口與 PC 機(jī)進(jìn)行通信， 便于用戶定期通過(guò)電腦來(lái)做輔助分析并可以將數(shù)據(jù)提交給專業(yè)醫(yī)師進(jìn)行咨詢，對(duì)自己的健康狀況有更直觀的理解。
同類課題研究水平概述
- 心電圖機(jī)（ECG）是描記心臟電流圖形而借以診斷心臟疾患的一種儀器，采用心電檢測(cè)技術(shù)在心臟診治中已獲得廣泛應(yīng)用，成為診斷和研究心血管疾病不可缺少的一種手段，其具有使用方便、結(jié)果可靠、對(duì)病人無(wú)損等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有心電圖機(jī)都采用集成放大電路和濾波電路實(shí)現(xiàn)，具有體積小、重量輕、使用方便的特點(diǎn)，這也為心電圖機(jī)的普及做出了巨大貢獻(xiàn)，使任何人能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行心電監(jiān)測(cè)，并能作出如同心臟疾病專家一樣的診斷。這無(wú)疑是電子學(xué)為人類帶來(lái)的巨大進(jìn)步。這就是動(dòng)態(tài) ECG 系統(tǒng)(Holter)。Holter 系統(tǒng)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)概念，使心電圖機(jī)走出了醫(yī)院，走入了人們?nèi)粘Ｉ钪?。目前市?chǎng)上的Holter價(jià)格從數(shù)千元到上萬(wàn)元不等，簡(jiǎn)易的Holter只是做信號(hào)采集，然后采用PC機(jī)讀取心電數(shù)據(jù)做回顧分析，簡(jiǎn)單可靠，但不利于心臟病患者的及時(shí)就診，一旦發(fā)生嚴(yán)重的停搏、室顫，這些Holter將無(wú)能為力。功能完善的Holter，一般由國(guó)外進(jìn)口，能做若干異常心電波形檢測(cè)，但其價(jià)格令廣大消費(fèi)者望而卻步。此外由于語(yǔ)言不同，普通消費(fèi)者難以通過(guò)自學(xué)熟練使用Holter，即易用性不盡人意。 心電監(jiān)護(hù)儀的易用性、通用性，是今后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。由于心電監(jiān)護(hù)儀是在運(yùn)動(dòng)環(huán)境中使用，因此必須處理好諸如導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警、基線漂移、電磁干擾等問(wèn)題，并且要求壽命長(zhǎng)，使用可靠，導(dǎo)聯(lián)電極容易安裝，不影響用戶的日常生活。
