新型三导联无线ECG设计与其处理算法研究.pdf

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1、2013年第32卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)35新型三导联无线ECG设计与其处理算法研究张大伟，王海科，张斌。(1．郑州大学信息工程学院，河南郑州450001；2．郑州大学学报。河南郑州450001；3．郑州大学物理工程学院。河南郑州450001)摘要：给出一种新型三导联无线ECG的设计方法。以便携式、小型化、低功耗为目标，分别以用于生物电势测量单通道24位模拟前端ADS1291、基于Cortex-M3微控制器STM32L162

2、和2．4GHz无线收发器nRP24L01作为心电检测的数据采集、数据采集控制与处理模块、无线通信模块。重点介绍了一种基于差分运算的QRS波检测方法，具有运算量低、正确率高等优点。制作了原理样机，并通过实验测试验证了该算法的有效性。关键词：三导联；心电图；无线；QRS波中图分类号：TH776文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)05--0035--03Design0fInovelwireless3-leadECGandressearchof一i-tsProcessl●ngal-go

3、ri■t·h’mZHANGDa．wei，WANGHai．ke，ZHANGBin。(1．SchoolofInformationEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China；2．JournalofZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China；3．SchoolofPhysicalEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：A

4、noveldesignmethodofwireless3-leadECGispresented．ADS1291withsingle-channel，24·bitanalogfront-endforbiopotentialmeasurements，STM32L162basedonCortex—M3microcontroller，2．4GHzwirelesstransceivernRP24L01areadoptedandrespectivelyusedasdataacquisitionmodule，d

5、ataacquisitioncontrolandprocessingmodule，andwirelesscommunicationmoduleofECG，SOastomakeitportable，miniaturized，lowpowerconsumption．QRSwavedetectionalgorithmwhichhasadvantagesoflowcomputationandhighaccuracybasedondiferenceoperationmethodisintroduced．Ap

6、rototypeisdeveloped，andexperimentverifiestheeffectivenessofthisalgorithm．Keywords：3-lead；ECG；wireless；QRSwave0引言本较高的缺点。心电图(ECG)反映了心肌细胞生物电位的变化，是医心电信号特征参数检测是诊断分析的关键，而QRS波生对患者进行心血管疾病诊断(如心肌梗塞、心率异常等)是ECG检测的首要问题。由于心电信号易受噪声和工频的重要依据。传统12导联心电图仪存在体积较大、不易便干扰以及QR

7、S波与T波较相似，QRS波检测并不容易实携等缺点。动态便携式心电Hoher也因价格昂贵很难普及现。目前，QRS波检测方法较多，如小波变化法、模板匹到个人家庭。考虑到心脏病突发性的特点，研发便携式、小配法引、数学形态法、差分法等。上述方法各有优缺型化、低功耗无线心电监护产品就显得尤为重要。目前相点，相比而言，差分方法在运算量和正确率两者之间比较折应三导联无线ECG研究报道较少，其中，HangJH开发了中。然而，对于三导联无线ECG而言，目前，基于差分法的一种基于PDA监护的三导联无线ECG¨1J，Z

8、hangS设计研究成果的计算量仍然较大。本文给出一种基于ADS1291一种可通过GSM远程监护的三导联无线ECG』，张石也设和STM32L162三导联无线ECG的设计方法，与此同时，介计了一种基于$3C2410平台的三导联远程心电监护系绍了一种新的具有运算量低、正确率高等优点的QRS波检统。然而，以上三导联无线ECG的模拟前端都是采用常用的分立式元器件设计，仍然存在体积较大、功耗较高、成测方法。收稿日期：2013--02-26传感器与微系统第32卷1系统结构设计块。以便携式、小型化