基于gprs的遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)終端

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1、自動(dòng)控制與測(cè)試測(cè)量基于GPRS的遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)終端姚湘平,張躍,代少升,陳可(清華大學(xué)深圳研究生院,廣東深圳518055)摘要:針對(duì)現(xiàn)代醫(yī)療的新要求,設(shè)計(jì)了一種基于GPRS的遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)終端。該監(jiān)護(hù)終端能采集人體心電信號(hào)并實(shí)時(shí)發(fā)送,從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。介紹了系統(tǒng)原理和總體方案,著重闡述了監(jiān)護(hù)終端的硬件設(shè)計(jì)以及相應(yīng)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:心電GPRS單片機(jī)無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中,心電信號(hào)是診斷心血管疾病的重要醫(yī)生則根據(jù)軟件分析結(jié)果及自己的判斷來(lái)給患者適當(dāng)?shù)囊罁?jù)。傳統(tǒng)的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備在心血管疾病的診斷與治療醫(yī)囑,必要時(shí)采取相應(yīng)的救治措施。中起到了很重要

2、的作用,但這一類(lèi)監(jiān)護(hù)設(shè)備一般只能在本文只介紹監(jiān)護(hù)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),服務(wù)器端的心醫(yī)院里使用,而可以隨身攜帶的Holter又只能實(shí)現(xiàn)心電電綜合分析軟件這里不再贅述。信號(hào)的回放而不是實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)?；跓o(wú)線通信的遠(yuǎn)程心電2監(jiān)護(hù)終端硬件設(shè)計(jì)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)給了患者較大的活動(dòng)自由,用戶可以不受時(shí)監(jiān)護(hù)終端硬件系統(tǒng)框圖如圖2所示,它主要由以下間、地點(diǎn)的限制,隨時(shí)隨地得到醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心的監(jiān)護(hù),在幾部分組成:心電采集模塊、主控單片機(jī)模塊、GPRS無(wú)出現(xiàn)緊急情況時(shí)可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并救治。美國(guó)、澳大利線通信模塊和電源模塊。亞和歐洲一些國(guó)家進(jìn)行了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)的研究,部分公司還推出了相應(yīng)的監(jiān)護(hù)儀[1],國(guó)內(nèi)也有部

3、分高校和研究心電采集模塊主控單片機(jī)模塊無(wú)線模塊單位進(jìn)行了相關(guān)的研究工作,取得了一定成果,但并未心電采集電路A/D模塊開(kāi)發(fā)出成熟、實(shí)用的系統(tǒng)。GPRS導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)單片機(jī)無(wú)線模塊這里利用業(yè)已成熟的GPRS技術(shù)設(shè)計(jì)了一種便攜式遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)終端,克服了Holter只能用于回放分導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警析的缺點(diǎn),可以對(duì)患者心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。下面詳Flash實(shí)時(shí)細(xì)介紹該監(jiān)護(hù)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘SIM卡存儲(chǔ)器電路1監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述基于GPRS的遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。它主要包括兩部分:心電監(jiān)護(hù)終端和醫(yī)院監(jiān)護(hù)中電源模塊心。患者隨身攜帶的監(jiān)護(hù)終端由它上面的無(wú)線模塊通過(guò)圖2監(jiān)護(hù)

4、終端硬件系統(tǒng)框圖GPRS無(wú)線基站接入GPRS網(wǎng)絡(luò),再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接因特網(wǎng)上的監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器。監(jiān)護(hù)終端采集并處理患者2.1心電采集模塊人體心電信號(hào)的主要頻率范圍為0.05～100Hz,幅值的心電信號(hào),所得到的心電數(shù)據(jù)通過(guò)該鏈路傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)范圍為0.5～5mV。心電信號(hào)中通常混雜有其他生物電信中心服務(wù)器上,并由服務(wù)器上的心電分析軟件進(jìn)行分析,號(hào),還容易受到以50Hz工頻干擾為主的電磁信號(hào)干擾,GPRS網(wǎng)絡(luò)因此對(duì)心電信號(hào)的檢測(cè)屬于強(qiáng)噪聲背景下低頻微弱信監(jiān)護(hù)終端SGSNGGSN號(hào)的檢測(cè)。為得到適合于臨床應(yīng)用的干凈心電信號(hào),必須對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行合理的放大和濾波處理,其原理框圖G

5、PRS無(wú)線如圖3所示。基站由于人體皮膚阻抗比較大,而心電信號(hào)十分微弱,因特網(wǎng)且存在許多干擾信號(hào),因此前置放大器采用了具有高共監(jiān)護(hù)中心模抑制比、高輸入阻抗、低輸入偏置電流、低失調(diào)電壓和服務(wù)器漂移、在低增益條件下具有穩(wěn)定性的儀表放大器IN-圖1基于GPRS的遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)示意圖[2]。人體皮膚和電極之間存在原電池效應(yīng),使電極A326《電子技術(shù)應(yīng)用》2006年第4期本刊郵箱:eta@ncse.com.cn77自動(dòng)控制與測(cè)試測(cè)量存心電數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后由無(wú)線模塊集中導(dǎo)聯(lián)前置高通次級(jí)低通A/D人體放大濾波放大濾波模塊發(fā)送,用戶也可以選擇在A/D轉(zhuǎn)換后不經(jīng)存儲(chǔ)就直接發(fā)送。在

6、心電監(jiān)護(hù)中,醫(yī)生常要求知道PIC16F877A導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)心電信號(hào)出現(xiàn)異常的時(shí)間,因此使用DS1302及報(bào)警電路設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。圖3心電采集模塊原理框圖2.3GPRS無(wú)線模塊GPRS無(wú)線模塊采用Wavecom公司的WISMOQuik之間存在連續(xù)的電位差,為避免該電位差經(jīng)過(guò)放大后造Q2406B。該模塊工作頻帶為雙頻EGSM900/GSM成后級(jí)電路飽和,前置放大器的增益設(shè)置為5。信號(hào)需1800MHz或GSM850/GSM1900MHz,支持GPRS多時(shí)隙放大至數(shù)伏量級(jí)才能滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求,因此設(shè)置class10,可提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真和短信息服務(wù)功能。模次級(jí)放大的增

7、益為200。這里采用了具有寬增益、低失塊射頻部分和基帶部分可共用一個(gè)電源,電壓范圍為調(diào)電壓和漂移、低噪聲的運(yùn)算放大器OPA335。兩級(jí)放大[5]。模塊基帶部分內(nèi)嵌了GSM/GPRS協(xié)議棧,3.3V～4.5V后的總增益為1000,符合要求。是否嵌入TCP/IP協(xié)議?？捎捎脩暨x擇。根據(jù)系統(tǒng)需要,心電信號(hào)中?；煊械皖l和直流干擾,其中,由于金這里選擇了內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧的模塊。屬電極、導(dǎo)電介質(zhì)和皮膚之間的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的直流GPRS無(wú)線模塊硬件連接如圖4所示。單片機(jī)對(duì)無(wú)線偏壓是主要干擾成分,因此設(shè)計(jì)了截止頻率為0.1Hz的模塊的控制通過(guò)無(wú)線模