基于ARM7 TDMI核的MCU ADuC7020的單電源心電檢測系統(tǒng)設(shè)計
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從保護(hù)病人和提高系統(tǒng)的共模抑制比兩方面考慮，必須將共模信號反相并放大后，再反饋給人體，這樣系統(tǒng)和人體就共同構(gòu)成了一個電壓并聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，即通常所說的右腿驅(qū)動電路。由ADuC7020對處理后的心電信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，選擇定時器控制的ADC采樣模式。一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，觸發(fā)ADC中斷，在中斷服務(wù)程序中對數(shù)字信號進(jìn)行處理。
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| 圖3：數(shù)據(jù)處理的基本步驟。 |
處理心電數(shù)字信號的關(guān)鍵是對心電信號中QRS復(fù)波的精確識別。正常人的QRS波群的寬度為0.06至0.10秒，且不受心律變化的影響。針對R波很尖銳的特點，我們通過一個滑動時間窗判斷信號峰、谷是否滿足要求，同時確認(rèn)其是否在時間窗內(nèi)。對信號幅值的閾值采用雙可變閾值法，即對波形設(shè)置波峰閾值和波谷閾值。如果峰閾值和谷閾值在一段適當(dāng)時間內(nèi)有較大變化，則重新設(shè)置峰閾值和谷閾值。下面我們將對QRS復(fù)波定位和心律計算進(jìn)行討論。對起始一段時間的信號只進(jìn)行反相和濾波處理，這是為了將倒置的心電信號恢復(fù)過來，并避免信號初期的波動影響閾值。然后在一定的時期內(nèi)，根據(jù)采樣得到的數(shù)據(jù)設(shè)置峰閾值Thpeak 和谷閾值THtrough，然后對QRS波進(jìn)行定位。最后，按以下步驟(見圖3)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
讀取新采樣點Ni：
1)判斷采樣的信號點幅值是否大于峰閾值Thpeak。如果不滿足，則回到第1)步。
2)如果滿足條件，則開始計數(shù)n＝1，并記錄n值為peaktime1。將時間窗的起始邊滑至此處。
3)繼續(xù)采樣Ni+1，每采樣一次則n＋1。
4)判斷新的采樣點Ni+1是否小于谷閾值。如果不滿足，則回到第4)步。
5)如果滿足采樣點小于谷閾值Thtrough，則記錄該點的n值為troughtime1。
6判斷這兩次滿足幅值要求的信號點時刻troughtime1和peaktime1之差是否在時間窗內(nèi)，即是否小于窗寬度THtime。如果不小于THtime，則回到第1)步。
7)如果滿足，則這段信號被認(rèn)為是一個QRS波群。Peaktime1就被定位為一個R波。
有了定位的R波，就可以在此基礎(chǔ)上按以下步驟統(tǒng)計心率：1)找到第一個R波，并記錄n值為peaktime1；2)找到第二個R波，并記錄n值為peaktime2；3)按照以下公式計算心律。
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