心电仪中期报告.docx

心电仪中期报告.docx

《心电仪中期报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《心电仪中期报告.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

心电仪中期报告

家庭便携式远程医疗监护器

大学院校：

贵州民族学院

申报人：

韦金林

指导教师：

聂思敏

1.研究背景

1.1医学背景

疾病的治疗转向疾病预防和保健。

当今社会，人类对于自身的健康越来越关注，疾病的预防和保健已经成为人类生活中不可或缺的一部分，与其忍受疾病治疗时带来的痛苦和烦恼，不如在日常生活中就保持对自身身体状况的时刻关注。

这一段与标题的结合还应加强些，口气有点卖药的感觉，而不是根据调查结果的客观评述。

1.2社会背景

随着人类对健康重视和国内外科技的发展，当今社会提倡一种“在家就医，自我保健，远程诊断”的概念，把高科技与医疗结合起来。

便携式心电仪的出现符合社会老龄化、医疗费用日益高涨以及人们生活健康质量高要求的趋势，同时可以医疗资源共享，并能提高边远山区的医疗水平，因此具有特别广阔的开发前景。

1.3科技背景

现代科技提供了技术基础。

嵌入式的发展使得电子产品有了一次新的飞跃，产品的功能更加多样，配之网络通讯的发展使得连网设备得以实现，各种信息得以交流共享。

制造工艺的提高也使芯片集成度更高，产品也更加便携简单化。

2国内外研究发展趋势

2.1综观当前心电检测仪器发展趋势，主要向以下几个方向发展：

2.1.1数字化技术及其它先进技术的运用

运用先进的数字信号处理技术，使心电信号的处理速度及准确率得到充分保证。

2.1.2多导同步记录

多导同步记录心电检测设备，可以同步整体观察和测量多个导联在同一个心动周期的波形，从而提高分析各种测量参数的准确性，便于进行早搏定位，心律失常分析，预激综合症的分型、定位，宽QRS波心动过速的鉴别诊断。

现在真正同步12导联及正交变换18导联动态心电图机已应用于临床。

2.1.3自动测量和分析诊断功能的完善

目前市场上的心电图机种类较多，其中部分机型具有自动检测和分析诊断功能，但功能不是很完善。

因此，未来心电图机自动检测的内容将更详细、自动分析诊断功能也会更强大。

如邦健自动分析心电图机的自动诊断功能可以达到对200多种病例的自动判别。

2.1.4远程医疗

以计算机技术和网络通信技术为基础，将心电数据进行远程传输，在远端对心电数据加以分析处理并提出诊断结果，从而实现远程医疗。

2.2远程医疗

远程医疗是网络科技与医疗技术结合的产物，它通常包括：

远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流等几个主要部分，它以计算机和网络通信为基础，实现对医学资料和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享。

远程医疗的优点包括：

2.2.1在恰当的场所和家庭医疗保健中使用远程医疗可以极大地降低运送病人的时间和成本。

2.2.2可以良好地管理和分配家庭的紧急医疗服务，这可以通过将照片传送到关键的医务中心来实现。

2.2.3可以使医生突破地理范围的限制，共享病人的病历和诊断照片，从而有利于临床研究的发展。

2.2.4可以为偏远地区的医务人员提供更好的医学教育。

2.3远程医疗的市场优势分析

2.3.1传统求医看病方式的弊端

　　从目前中国的医疗体制来看，存在着以下的问题：

一是我国医疗资源总体严重不足，且分布极不均衡。

中国人口占世界的22％，但医疗卫生资源仅占世界的2％。

就这仅有的2％的医疗资源的80％都集中在城市，而在城市中又有80％的资源集中在大医院。

二是由于我国医疗资源存在配置不合理的问题，因此导致看病难、看病贵的问题普遍存在。

一方面是不少人长途跋涉，异地就医，即增加了就医困难，又加大经济负担；另一方面造成大医院人满为患。

根据第三次全国卫生调查数据统计，我国居民平均每次门诊费用和住院费用从1998～2003年分别上涨了57.5％和76.1％，远远快于居民收入的增长速度。

这使得看病成了很多人的难言之痛。

2.3.2在看病难、看病贵越来越成为一个社会问题的时候，对于具有受众面广、信息获取便捷的远程医疗来说，其优势主要表现在以下三个方面：

（１）远程医疗可合理的配置医疗资源。

以北京为例，北京拥有国内60％的一流医疗设备和70％左右顶尖的名医，按照北京1300万常住人口计算，这些高度稀缺的医疗资源基本上配置在和服务于国内1％的人口。

即使按国内3亿城市人口计算，国内仍然有95％的人很难享受到这些资源。

而网络具有信息成本低廉、受众面广、不受时间和空间限制的优势。

若能将网络这个无形的沟通桥梁搭建于医生和患者之间的话，可以预见的是，网络可跨越由于时间和地域造成的阻碍，使得更多的患者能得到享有稀缺的医疗资源的权力，从而能实现医疗资源实现合理配置的目的。

（２）远程医疗可突破时间和空间的限制，从而可有效地降低看病的成本。

相信在大医院看过病的人，都对看病这个过程的艰辛深有体会。

往往一次病看下来，除了承受病痛的折磨外，还要付出大量的时间和精力。

若利用远程医疗，可以想象一下，在网络上可以提前将病患的生理参数通过网络及时传输于医生，经过分析后，患者通过与医生网络的交流可以对自己的病情有所了解，而病患也省去了往返于医院之间所需的时间和精力的消耗，同时病患也可对门诊时所应该注意的问题提前进行了解。

通过网络往往几分钟便可解决的问题，却大大降低了看病的成本，实现了加强病患和医生之间沟通的目的。

（３）远程医疗可以提高医生的工作效率。

以实现患者、医院、医生共赢的目的。

在看病的过程中，医院可以在自己的网站设置“论坛”等性质的服务反馈板块，通过此板块病患即可将自己的看病心得以及对于医生服务的评价发表于网络上，通过查询其病患的留言以及对医生的满意程度即可对其看病的医生的基本情况有一个大致的了解。

因此，医生为提高患者的满意度，必将加强其服务的态度以及医术水平，以提高自身的名誉度。

然而在医生提高自己的名誉度的时候，医院也达到了宣传自身的目的。

2.4便携式心电仪在远程医疗中的重要性

当前市面上心电检测设备在设计时都侧重于供医院和社区医疗使用，而对适合家庭使用的便携式心电检测设备存在的问题研究较少。

现有心电检测设备对家庭使用来说还存在较多问题，例如价格昂贵、专业性强、用户操作不便、智能化比较低等缺点，便携式心电仪能够克服以上缺点，满足普通看病需求，是连接医生与患者的爱心桥梁

3.设计考量

3.1在现有的医疗、社会和科技背景下，凸显出在医疗监护这个领域已经朝着个人化、便携化和多功能化的方向发展，因此需要这样的系统和相应的仪器来顺应其发展。

这是设计的一个出发点。

3.2就国内而言，该类产品的研究也属于刚起步阶段，远程网络也只是简单的完成数据库医疗数据的存储和传输，还没有真正完成将网络与医疗器械相结合。

在国际方面，世界各国在此的研究均投入大量资金，但依然主要是使用价格昂贵的仪器完成医疗据采集，因此，我们的设计将是具有突破意义的。

3.3当前的设计解决方案层出不穷，我们之所以看中ATmega8单片机软核处理器作为我们的设计开发核

心，关键有以下一些考虑：

首先，ATmega8由于其先进的的指令集以及单时钟周期指令执行时间使其数据的吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗与处理速度之间的矛盾。

其次，ATmega8内带有一个10位逐次比逼近型ADC，其中ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接，能对来自端口的8碌单端输入信号进行采样；在ADC中还包括一个采样保持电路，以确保在转换过程中输入到ADC的电压保持恒定；它还提供了一个放大器使用的模拟电源AVCC以及表称值为2.56V的基准电压，这些都集成在ATmega8内。

第三，AVR单片机价格低、性能强、功耗低，开发出来的商品性价比高。

因此，综合上述的考量，我们的设计面向用户终端设计，为老龄化人群、依靠技术维持生命的年轻人和儿童（如事故、致残、先天性病症）、患有慢性病、晚期癌症或艾滋病患者以及特殊的健康人群（新婴儿、孕妇）提供便利、适宜、可自行操作，具备联网功能的家庭式远程医疗监护器。

4.功能描述

作品提供了一种对于家庭、社区医疗、出诊医生有效便捷的医疗监测解决方案。

监护器主要面向用户终端设计，使个人能够方便的对自身的健康状况进行自我检测和分析，实时了解自己的身体健康信息，同时仪器将这些信号参数通过仪器显示屏，以数字和波形形式显示出来，使个人能直观获得自己身体各类指标是否正常,被监护人可通过仪器提供的分析功能作出初步的病理诊断。

另一方面，采集到的身体信息还能被存储起来，方便对数据的后续分析处理。

随着远程医疗的深入发展，系统还通过网络等远端通讯技术将患者与医疗服务端（如医院、私人医师、监护中心等）建立连接，实时的将你的身体状况通过网络传递给你的远程数据库或医生，一来可以实现医疗信息的数据库管理，二来还真正实现的远程监护诊断，让个人不用出门就能得到最及时有效的诊断。

5．总体方案

缓冲放大电路

屏蔽层驱动

右腿驱动电路

前置放大电路

带通滤波电路

主放大器

50Hz陷波电路

ATmega8

由佩戴在病人身上的心电电极线采集模拟心电信号，经放大、A\D转换后，通过无线调制发射，传送至附近的接收器。

接收器对信号进行调解，数据由USB接口输入家用电脑，然后由本地计算机进行数字滤波，信号识别，信号分析等数字化处理，同时将结果在本地计算机上显示。

5.1硬件的研制目标

现有的遥控测监护设备存在的问题不是价格太贵、使用太复杂，就是太简单，没有真正的使用价值。

本心电仪开发出来的价格在家庭用户可以接受的成本之内，病人使用起来简单方便，对医生来说也有较大的诊断价值。

5.2数据在网上的高速、高质量的传输

寻求数据通过网络传输的最佳方式和最优质量，保证客户端和中心网站之间建立稳定的联系，实现生理信号的高速度、高质量传输。

5.3更可靠的心电波形分析和识别方法

对于正常心电图和常见的失常心电波形能可靠识别，真确报警，以及长间歇或用药后的监护等。

5.4界面友好、功能灵活的用户端和服务端的应用程序

出了能显示、处理、识别、分析大量病人的资料外，还能自动报警，自动将后台资料调至前台供医生处理。

医生可以遥控病人的放大器，进行导联的手动切换、信号幅度的放大、分析等。

5.5部分功能模块电路

5.5.1前级放大电路图

前级放大电路主要采用价格低廉、性能优良的仪表放大器AD620AN,其电路如图5.5.1所示

图5.5.1

5.5.2缓冲放大电路设计如图5.1.2所示，

图中心电电极采集到的信号经l00K的

电阻接到放大器OPA4277同相端，放

大器作为电压跟随器将信号送下一级处

理

5.5.3右腿驱动电路设计

右腿驱动电路如图5.5.3所示

5.5.4屏蔽层驱动设计

尽管大部分噪声以共模形式元器件不对称。

电路板又存在一些分布参数，结果使少部分以共模形式存在的干扰噪声以差模信号的方式进入放大器，而放大器对差模信号的放大能力很强，最终导致信号发生畸变。

因此，采用了屏蔽层驱动电路，用共模电压本身驱动屏蔽层给予中和。

以便将跨接在其上的共模波动减小到零。

放大器采用高精度运算放

大器OPA4277。

屏蔽层驱动电路如图5.5.4所示。

5.5.5高通、低通滤波电路

低通滤波电路如图5.5.5A所示。

由于

，根据

，选择

，

，

，

，又

，得

。

高通滤波电路如图5.5.5B所示。

由于

，所以选择

，

，

，

，又

，得

。

5.5.6主放大电路图设计

心电信号的幅值范围为10uV-4mV，而A/D转换器的输入范围为土5V，所以整个模拟信号处理电路应有近千倍的增益。

其中前置放大电路对心电信号己经放大了10倍，主放电路图通过调整电位器的阻值冗P1来设置整个心电放大电路的总增益。

主放大器采用低功耗低噪声的运算放大器TLC2254，如主放大电路如图3.10所示，放大倍数

如式5.5.6所示：

5.5.750Hz陷波电路设计

由于近年来电源的谐波污染越来越严重，所以工频干扰信号中除了50Hz基波频率分量外，还有较多50Hz的谐波频率分量。

生物电信号尤其是心电信号，因其频率主要集中在低频段0.05Hz-10Hz范围内，信号幅值在10uV-4mV之间，且信号的源阻抗较高，所以容易受外界信号干扰，特别是市电50Hz工频干扰。

虽然前置放大电路对共模干扰具有较强的抑制作用，但部分工频干扰是以差模信号方式进入电路的，且频率处于心电信号的频带之内，加上电极和输入回路不稳定等因素，经过前面的前置放大，低、高通滤波和主放后，输出仍然存在较强的工频干扰，所以必须专门滤除。

我们采用“双T带阻滤波”电路来滤除工频干扰饵。

在设计中采用等容值的双电容并联来代替普通的单电容，使其在容值上更加匹配。

50Hz工频陷波电路如图5.5.7所示，放大器采用低功耗低噪声的运算放大器TLC2254。

但这类陷波器要求电路对称性要好，同时对选用电子元器件的精度要求也比较严格，否则直接影响陷波频率，因而给电路的实现带来了困难。

在本系统设计中，采用改进的双T阻容有源陷波器，该滤波器的品质因数Q越高，带宽越窄，则滤波器的抑制

选择性就越好。

5.5.8模拟信号处理部分3D效果图：

6便携式心电仪的投资分析

便携式心电仪在当今市场的优势：

心脏病作为一种常见多发慢性疾病，由于其病情隐蔽、发展缓慢、发病危险性高的特点，长期以来一直威胁着人类的健康，尤其对中老年患者的危害性极大，及时发现和预防在减少心血管疾病危害及病人治疗与康复中极为重要。

而心电图检查是发现心脏病变的重要手段。

传统的心脏病检查都是在医院或社区完成的，这样就存在两个问题，第一，由于心电图检查费用较高，因此有些患者不可能随时进行心电图检查；第二，因患者在医院就诊时容易产生心理压力造成心电图不正常，导致误诊。

因此，研究开发一种价格低廉且操作简单的家庭式心电检测系统对家庭患者

临床医学实践表明，对于心脏疾病的防治，最有效的手段就是预防和保健，在对心脏病患者进行经常性监测的基础上，尽早发现异常病变情况，及时进行治疗，以控制病情的进一步发展。

当前市面上心电检测设备在设计时都侧重于供医院和社区医疗使用，而对适合家庭使用的便携式心电检测设备存在的问题研究较少。

现有心电检测设备对家庭使用来说还存在较多问题，例如价格昂贵、专业性强、用户操作不便、智能化比较低等缺点。

这就造成了普通患者看病难、看病贵的现象，因此，便携式心电仪作为远程医疗的终端产品以其超高的性价比，简单的操作方法，清晰明了的显示界面将得到用户的认可，也将使其有广阔的市场发展空间

7结论及建议

便携式心电仪是市场的新宠，其技术环境已经成熟，具有广阔的发展前景。

因此，在便携式心电仪正处于走向成熟的初期，为能在此市场上占据一席之地，主要在于能为客户提供独特的差异化服务，从而提高心电仪市场的竞争力，以达到树立便携式心电仪品牌效应的目标。

同时，在品牌的推广时期也要注意产品推广的风险以及服务模式被模仿的风险，针对此类风险可加强营销策略的推广并及时地加强服务的升级换代，以达到强化顾客的忠诚度、降低风险、巩固其市场地位的作用。

评：

前面科普部分还要加强一些。

这里的题目是远程，但对远程的描述基本没有，框图中也没的反映出来，实际上只是讲一个数据采集器。

因此项目的定位就要变更。

建议从一个系统来描述较好。

聂2010-12-12