遠程無線心電監(jiān)護系統(tǒng)的軟件設計

摘要 心血管疾病具有突發(fā)性和高危險性，為了及時發(fā)現病情，需要對患者進行有效監(jiān)護。文中設計了一套遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)軟件，通過對MC9S12XS128單片機底層程序的設計，完成了對心電信號數據的采集和GPRS模塊的AT指令控制，由此實現心電信號數據的無線傳輸。操作簡單、界面友好的監(jiān)護系統(tǒng)部分采用了LabVIEW圖形化編程環(huán)境，對采集到的心電信號進行分析、處理、顯示以及存儲，操作者可以實時監(jiān)測被測者的心電情況，便于及時做出診斷，及早治療，同時設置了自動報警系統(tǒng)。
關鍵詞 心電監(jiān)護；無線傳輸；實時監(jiān)測

隨著人們生活和工作節(jié)奏的不斷加快，心血管疾病已逐漸成為威脅人類生命安全的主要疾病，發(fā)病率明顯上升，并呈低齡化趨勢發(fā)展。通過心電信號發(fā)現并及時診治心血管疾病，是降低發(fā)病率和死亡率的有效途徑。
利用當前日趨成熟的電子、通信和計算機技術，設計開發(fā)一套操作簡單、攜帶方便、價格適宜的遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)具有良好的應用價值。患者可以隨時隨地對自己的心臟狀態(tài)進行監(jiān)護，減輕了奔波勞累和經濟開支、節(jié)省了時間和社會醫(yī)療資源；患者在熟悉的環(huán)境中實時監(jiān)測，提高了心電信號的準確性，從而為病情的發(fā)現和診治贏得了時間；對于行動不便或自理能力較差的用戶實施遠程監(jiān)護，遇到病情突變時能夠迅速報警，為患者提供及時的救助。

1 系統(tǒng)整體結構
選擇以GPRS通信技術為平臺，設計了一套基于飛思卡爾DSC的遠程心電信號監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括心電采集、數據傳輸和遠程監(jiān)護3部分。整體框架如圖1所示。

心電信號采集模塊負責對患者的心電信號進行長時間實時采集，同時輔以心電信號調理電路，對采集到的微弱心電信號進行放大、濾波，然后由微控制器控制遠程通信模塊，將心電信號數據發(fā)送到醫(yī)院中心監(jiān)測站的遠程服務器，醫(yī)護工作人員操作遠程服務器上的心電信號監(jiān)護軟件，對接收到的心電信號數據進行進一步的處理和分析，給出診斷意見，為患者的治療提供實時的遠程指導；對一些突發(fā)病情，可以贏得寶貴的搶救時間。

2 系統(tǒng)硬件設計與成果
系統(tǒng)的硬件部分包括心電信號采集模塊和遠程通信模塊兩部分。心電信號采集模塊主要包括電極、心電導聯(lián)系統(tǒng)、前置放大電路及右腿驅動、高低通濾波電路、50 Hz陷波電路、后置放大及電平抬升電路等部分。遠程通信模塊主要由MC9S12XS128單片機、GPRS模塊、SIM卡電路、電源電路組成。設計的遠程無線心電監(jiān)護系統(tǒng)樣機，在強烈的噪聲中仍能夠采集到準確的心電信號，盡可能地減小了失真，如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設計與實現
遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)軟件包括兩部分：監(jiān)護終端軟件和遠程服務器監(jiān)護軟件。監(jiān)護終端軟件即為單片機軟件，主要是完成心電信號數據的采集控制、A／D轉換、發(fā)送等功能；遠程服務器監(jiān)護軟件則是醫(yī)院監(jiān)測中心的計算機軟件，主要完成心電信號數據的接收、顯示、存儲及報警等功能。
3．1 單片機程序
單片機不僅要完成系統(tǒng)初始化設置，還要完成單片機的工作控制、無線傳輸控制等。為便于程序的調試、連接和修改，設計時分成3個模塊：(1)單片機主程序模塊：初始化心電信號監(jiān)護系統(tǒng)終端的各個模塊，控制各個模塊的工作狀態(tài)和工作流程，實現遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)的總體功能。(2)心龜信號采集模塊：主要完成心電信號數據的采樣工作。(3)心電信號數據無線傳輸模塊：完成無線傳輸芯片SIM300模塊的初始
化、傳輸控制等功能。
3．1．1 單片機主程序模塊
單片機主程序模塊的流程圖如圖3所示。