遠(yuǎn)程無(wú)線心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

摘要 心血管疾病具有突發(fā)性和高危險(xiǎn)性，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情，需要對(duì)患者進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)。文中設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)軟件，通過(guò)對(duì)MC9S12XS128單片機(jī)底層程序的設(shè)計(jì)，完成了對(duì)心電信號(hào)數(shù)據(jù)的采集和GPRS模塊的AT指令控制，由此實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。操作簡(jiǎn)單、界面友好的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)部分采用了LabVIEW圖形化編程環(huán)境，對(duì)采集到的心電信號(hào)進(jìn)行分析、處理、顯示以及存儲(chǔ)，操作者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)者的心電情況，便于及時(shí)做出診斷，及早治療，同時(shí)設(shè)置了自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞 心電監(jiān)護(hù)；無(wú)線傳輸；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(shì)發(fā)展。通過(guò)心電信號(hào)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)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(dāng)前日趨成熟的電子、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、價(jià)格適宜的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用價(jià)值?；颊呖梢噪S時(shí)隨地對(duì)自己的心臟狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)護(hù)，減輕了奔波勞累和經(jīng)濟(jì)開(kāi)支、節(jié)省了時(shí)間和社會(huì)醫(yī)療資源；患者在熟悉的環(huán)境中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了心電信號(hào)的準(zhǔn)確性，從而為病情的發(fā)現(xiàn)和診治贏得了時(shí)間；對(duì)于行動(dòng)不便或自理能力較差的用戶實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，遇到病情突變時(shí)能夠迅速報(bào)警，為患者提供及時(shí)的救助。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
選擇以GPRS通信技術(shù)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一套基于飛思卡爾DSC的遠(yuǎn)程心電信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括心電采集、數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)3部分。整體框架如圖1所示。

心電信號(hào)采集模塊負(fù)責(zé)對(duì)患者的心電信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)采集，同時(shí)輔以心電信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)采集到的微弱心電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，然后由微控制器控制遠(yuǎn)程通信模塊，將心電信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)院中心監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程服務(wù)器，醫(yī)護(hù)工作人員操作遠(yuǎn)程服務(wù)器上的心電信號(hào)監(jiān)護(hù)軟件，對(duì)接收到的心電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，給出診斷意見(jiàn)，為患者的治療提供實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程指導(dǎo)；對(duì)一些突發(fā)病情，可以贏得寶貴的搶救時(shí)間。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與成果
系統(tǒng)的硬件部分包括心電信號(hào)采集模塊和遠(yuǎn)程通信模塊兩部分。心電信號(hào)采集模塊主要包括電極、心電導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)、前置放大電路及右腿驅(qū)動(dòng)、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(yuǎn)程通信模塊主要由MC9S12XS128單片機(jī)、GPRS模塊、SIM卡電路、電源電路組成。設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程無(wú)線心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)樣機(jī)，在強(qiáng)烈的噪聲中仍能夠采集到準(zhǔn)確的心電信號(hào)，盡可能地減小了失真，如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)軟件包括兩部分：監(jiān)護(hù)終端軟件和遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)護(hù)軟件。監(jiān)護(hù)終端軟件即為單片機(jī)軟件，主要是完成心電信號(hào)數(shù)據(jù)的采集控制、A／D轉(zhuǎn)換、發(fā)送等功能；遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)護(hù)軟件則是醫(yī)院監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)軟件，主要完成心電信號(hào)數(shù)據(jù)的接收、顯示、存儲(chǔ)及報(bào)警等功能。
3．1 單片機(jī)程序
單片機(jī)不僅要完成系統(tǒng)初始化設(shè)置，還要完成單片機(jī)的工作控制、無(wú)線傳輸控制等。為便于程序的調(diào)試、連接和修改，設(shè)計(jì)時(shí)分成3個(gè)模塊：(1)單片機(jī)主程序模塊：初始化心電信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端的各個(gè)模塊，控制各個(gè)模塊的工作狀態(tài)和工作流程，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體功能。(2)心龜信號(hào)采集模塊：主要完成心電信號(hào)數(shù)據(jù)的采樣工作。(3)心電信號(hào)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊：完成無(wú)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(jī)主程序模塊
單片機(jī)主程序模塊的流程圖如圖3所示。