嵌入式遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：提出一種嵌入式遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)包括前端和后端兩個(gè)模塊，前端通過穿戴式心電采集設(shè)備從人體獲取心電信號(hào)，經(jīng) A／D轉(zhuǎn)換后由nRF905射頻芯片無線傳輸?shù)胶蠖?；后端利用GPRS將來自前端的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心，并接收來自中心的反饋信息。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，提高?shù)據(jù)傳輸?shù)男?，引入了AES加密和LZ77壓縮算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電信號(hào)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的傳輸。
關(guān)鍵詞：心電信號(hào)；無線傳輸；遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)；nRF905

0 引言
心電信號(hào)是人類最早研究并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床的生物電信號(hào)之一，通過心電信號(hào)診斷心血管疾病是目前醫(yī)院應(yīng)用最普遍的方法。目前，檢測(cè)心臟疾病的常規(guī)方法是到醫(yī)院做心電圖，反映患者的心臟功能情況。但這種方法只能描記患者幾分鐘平臥狀態(tài)下短時(shí)間內(nèi)的心電圖片段，難以獲得患者各種狀態(tài)、各時(shí)間段的心電圖變化，這樣就限制了醫(yī)生診斷的范圍，甚至?xí)O誤對(duì)癥治療的時(shí)機(jī)。因此，本文提出一種嵌入式遠(yuǎn)程心電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，病人無需親自到醫(yī)院做常規(guī)心電圖檢測(cè)，只需要穿著一種專用的服裝，就可完成對(duì)患者進(jìn)行移動(dòng)式、遠(yuǎn)距離、不間斷的心電監(jiān)護(hù)。

1 設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。


系統(tǒng)由一個(gè)前端模塊和一個(gè)后端模塊組成，前端包括心電采集電路、單片機(jī)和射頻發(fā)射芯片，用以獲取心電并經(jīng)處理后通過射頻無線傳輸?shù)胶蠖?；后端包括一個(gè)射頻接收芯片、一個(gè)ARM處理器、一個(gè)DSP處理器、一個(gè)LCD顯示屏，以及一塊GPRS發(fā)射模塊，主要用于接收來自前端的心電數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后采用GPRS模塊并通過Internet將處理后的心電數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心。
1．1 心電信號(hào)采集
心電信號(hào)采集采用穿戴式心電采集設(shè)備，如圖2所示。該設(shè)備將檢測(cè)人體動(dòng)態(tài)生理參數(shù)的傳感器、電路板、連接線嵌在絕緣軟材料制作的基體(胸帶)內(nèi)，舒適性好，使用方便，功耗低，適用于臨床監(jiān)護(hù)、家庭保健、運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、心率失常監(jiān)測(cè)、空中記錄與監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、應(yīng)
急救護(hù)等。