基于模糊控制的便攜式心電監護儀的設計

　　目前，以采集心電信號、分析和診斷為主的心電監護系統已經得到了廣泛的應用，對于心臟系統疾病的預防、診斷發揮了很大的作用。但是此類心電監護儀只能是在病人靜態或者病人要在特殊的情況下才能使用，對心臟病人的要求太高特別是心臟病疑似病人和早期的心臟病患者，影響他們正常的工作生活;而另一類便攜式心電監護儀，其24小時可以監護，但是其存儲需要大量的空間，對于心電信號的回放也需要大量的時間，鑒于以上兩個問題，本文設計基于模糊控制的便攜式心電監護儀。他在克服以上兩個問題的同時也突破以往在線診斷疾病的單值處理，能夠更加準確地判斷心電信號正、異常實現及時發出報警。

　　1 系統總統設計

　　1.1 系統設計目標

　　根據心電信號特征、生物信號處理系統和現代心電監護技術發展要求，本系統選用高速SOC系列單片機C8051F020作為心電監護儀的主芯片實現以下功能：

　　(1) 測量具有無創、安全、準確、可重復性強等;

　　(2) 操作方便，測量簡單，不影響待監護病人的正常的生活;

　　(3) 能實時分析心電信號并判斷信號正、異常，初步診斷出監護病人的心電異常疾病;

　　(4) 16 MB的FLASH存儲器能夠24小時存儲使用者的異常信號;

　　(5) 系統出錯的報警功能;

　　(6) 能夠將存儲的異常心電信號通過USB接口轉移到PC機上做進一步的心電信號診斷。

　　1.2 系統硬件構成

　　本系統的硬件框圖如圖1所示。

　　首先從電極電路采集被測對象的微弱的心電信號，然后對此信號進行放大、濾波處理后一支直接進入主控芯片，另一支進入導聯脫落檢測電路，然后再與主控芯片C8051F020連接。信號進入主控芯片C8051F020之后，對其進行相應的處理，實現報警、存儲、判斷、傳送等功能。

    1.3 系統總體流程圖

　　系統總體流程圖如圖2所示。

　　心電自動分析的主要目標是進行心律失常診斷。臨床上對心律失常的自動診斷就是結合節律分析和波形形態分析，對測得的心電波形識別分類，并根據預先確定的診斷標準或判據做出相應的臨床診斷。而本設計是根據所提取的特征值結合醫學知識和醫學專家系統完成判斷的。

　　首先根據下列判據對待檢測病人進行初步的診斷：

　　心動過速 R-R間期<0.5 s(120次/min);

　　心動過緩 R-R間期>1.5 s(40次/min);

　　停搏和室顫 在一段較長時間內沒有QRS波，一般這個時間>1.6 s;

　　漏搏 一個R-R間期大約是以前平均R-R間期的2倍后并且沒有出現一次早搏的就是作為漏搏檢出，如果R-R間期大于平均的2倍但小于1.5 s，則作為房竇停止檢出;

　　室性早搏 室性早搏成對(連續出現兩次室性早搏)：室性二聯律(正常和室早交替出現連續兩次以上);室性三聯律(正常、正常和室早交替出現連續兩次以上)，都歸為室性早搏。檢測標準復雜，需要進一步用邏輯模糊分析判斷;

　　R落在T上(R on T) 這是在心室復極化時期(T波)出現的PVC，由于T波無法檢測，所以只有靠節律分析;

　　插入性期前收縮 是沒有代償停歇的早搏，早搏的R-R間隔大致等于早搏前的平均R-R間隔;