心電遠程監測系統設計

摘要：研制一種功能強大、成本低的心電遠程監測系統，可實現遠程醫療心臟病患者。該系統前端采用FPGA控制，采集和存儲人體的心電(ECG)信號，通過串口將心電數據傳入計算機，并在LabVIEW軟件平臺下實現心電信號的顯示和遠程傳輸系統。其中大部分功能是由軟件設計實現，以便于后續功能擴展。實驗結果達到預期目標。該系統可廣泛用于醫院、社區、家庭、戶外監護，幫助醫生及時診斷病人。
關鍵詞：FPGA；心電信號；LabVIEW；DataSocket

心臟是人體血液循環的動力裝置，心臟波動是生命存在的標志，心臟節律是人體生理狀態的重要標志。當今心血管疾病已成為發病率極高的常見病之一，極大威脅人們的生命。設計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統對心血管疾病的檢測和預防具有重要意義。本系統采用FPGA實現心電信號采集的硬件系統，采用LabVIEW開發平臺實現對心電信號的處理，包括利用DataSocket技術實現遠程監測系統。該系統將心電監測從病床、醫院擴展到社區、家庭實施遠程監護，對于解決醫療資源分布不平衡、減少病人轉診費用支出和勞累之苦等都具有重要意義。

1 系統的構成
整個系統由心電信號采集、心電信號串口傳輸、心電信號處理等3部分構成。其結構框圖如圖l所示。前端硬件設計首先采集心電信號，通過串口將該心電信號傳入計算機，然后在LabVIEW軟件系統下對其處理。

1．1 系統硬件設計
該系統硬件是指由FPGA控制心電信號的采集、片外存儲，以及串口傳輸模塊，前端采用標準導聯采集人體的心電信號，通過電路板的信號調理電路后送入A／D轉換器，利用硬件描述語言(VHDL)在FPGA中設計A／D采樣控制器，片外存儲(SRAM)控制器和串口通信控制器分別控制信號通過A／D轉換，存儲到片外SRAM中并通過串口傳入計算機，存儲到片外SRAM中，以便在網絡臨時出現故障一次未發送成功的情況下，重新發送數據。圖2為該系統硬件結構框圖。