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多床位心电监护仪设计与实现

多床位心电监护仪设计与实现

作者:马伟

来源:《现代电子技术》2011年第17期

摘要:为了实现对多个床位患者心电的监护,提出多床位心电监护仪设计思想,解决传统心电采集过程中对单床位患者心电的监护,实现医生集中监护病房中患者心脏跳动的目的。上位机采用Visual C++ 6.0开发监护控制软件,采用USB 2.0接口接收下位机上传的心电数据;下位机用MCS-51单片机采集患者的心电数据。

关键词:心电监护; 上位机; 信号放大; 心电采集

中图分类号:TN710-34 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2011)17-0181-04

Design and Implementation of Multi-bed ECG Monitoring System

MA Wei1,2

(1.Yinchuan Vocational College, Yinchuan 750105, China; 2.Xidian University, Xi’an 710071, China)

Abstract:In order to realize the patients′ ECG monitoring of multi-bed, the designing idea of multi-bed monitoring system is proposed for solving the problems of ECG monitoring of individual bed patient in the traditional acquisition process of ECG a nd centralizing monitoring of the patients′ heart beating by doctors. The monitoring and controlling software were developed with Visual C++ 6.0 on the upper computer. USB 2.0 interface is adopted to receive the ECG data from lower computers, which employ MCS-51 MCU to acquisite ECG data from the patients.

Keywords: ECG monitoring; PC; signal amplification; ECG acquisition

0 引言

为了适应现代医疗业的迅速发展,心电监护仪是临床诊疗的一种必备检查设备。心电监护仪种类较多,如临床使用的基于PC平台的心电监护仪,家用便携式心电监护仪,随时携带便携式心电监护仪等。

调查表明,心血管疾病已经成为目前威胁人类生命的主要疾病之一,导致此类疾病的主要原因是人们生活节奏加快、人口逐渐老龄化以及生活不规律性。心血管疾病的主要特点是突发性、短暂性和危险性。如果不能及时发现并进行治疗,将会导致患者死亡的严重后果。

心电监护仪是检查、诊断和预防该类疾病的重要手段和依据,是监护患者心脏状态的一个重要仪器;对于心肌梗塞、心律失常等症状,心电监护仪的使用贯穿于治疗、康复的整个过程。由于传统的基于PC机平台的心电监护仪,价格昂贵,体积庞大,不便于移动且主要集中在大医院,给医生和患者带来了很大的不便[1]。采用一台PC机设计一种新型多床位心电监护仪。它利用上位机来远程监视多位患者的心电,不但可以降低成本、缩小体积,而且还可以同时监护多位患者,方便医生随时查看被检查床位患者的病情。

1 心电波形知识

1.1 心电波形组成

心电波形是由一系列的波组所构成,每个波组代表着每一个心动周期。一个波组包括P 波、QRS波群、T波和U波[2],如图1所示。

(1) P波。

P波由心房除极所产生,是每一波组中的第一波,心脏的激动发源于窦房结,然后传导到达心房,它反映了左、右心房的除极过程。前半部分代表右房,后半部分代表左房。

P波呈钝圆形,可有轻度切迹;P波时小于<0.11 s,双峰间距小于0.04 s。

(2) QRS波群。

典型的QRS波群包括三个紧密相连的波,第一个向下的波称为Q波,继Q波后的一个高尖的直立波称为R波,R波后向下的波称为S波。因其紧密相连,且反映了心室电激动过程,故统称为QRS波群。这个波反映了左、右两心室的除极过程。QRS时限小于0.11 s。

(3) T波。

T波位于S-T段之后,是一个比较低且占时较长的波,它是心室复极所产生的。T波在24 h振幅变化较大。

T波钝圆,占时较长,从基线开始缓慢上升,然后较快下降,形成前肢较长、后肢较短的波形;T波方向常和QRS波群的主波方向一致;T波的振幅不应低于同导联R波的1/10。

(4) U波。

U波位于T波之后,比较低小,其发生机理未完全明确;一般认为是心肌激动的“激后电位”。

1.2 心电信号的特性