穿戴式医疗设备设计

 2023-03-10 09:04:30

论文总字数:17405字

摘 要

据美国权威医学杂志研究报告显示,中国心血管健康较差者达到了75%,而心血管病主要由心脏和血管疾患引起,所以对心脏的监护得到了医疗领域的高度重视。

心电图(ECG)是心肌细胞电位变化的体现,对研究心脏的功能以及健康状况,有着不可替代的重要作用。传统12导联心电图仪只能监护静态下的患者,不能对患者的心脏进行全天候监护。为了实现人人都能享受基本医疗保健的目标,且方便患者日常使用,研制一台便携式的心电监护仪十分必要。

本次设计包含了硬件与软件两大部分设计,在设计过程中将硬件与软件分开,调试过程中在进行整体调试,提高了开发效率。硬件部分负责心电信号的采集、转化、传输等功能,软件部分主要负责显示心电图,可以通过网络将心电图传输到医疗中心,等医生查看患者心电图后,再使用手机App告诉患者的病情以及治疗方法。方便了患者就医,减轻了医院门诊的压力,还提高了看病效率。

关键词: 心脏健康;心电图;心电监护仪; App

Wearable medical equipment design

Abstract

Authority according to the American journal of medicine study, China have poor cardiovascular health accounted for 75%, cardiovascular disease is mainly caused by the heart and blood vessel disease, so the heart of the guardian attaches great importance in the field of medical treatment.

Electrocardiogram (ECG) reflect the change of myocardial cell biological potential, there is no substitute for studying the function of the heart and its health. Conventional 12-lead electrocardiogram instrument can only care patients under static, can"t round-the-clock care for patients with heart. In order to achieve the goal of universal access to basic health care, and to facilitate the daily use of patients,so the development of a portable ecg monitor is necessary.

This design includes both hardware and software design, during the design process, the hardware is separated from the software, and the debug session is performed as a whole, improve the development efficiency. The hardware part is responsible for the collection, transformation and transmission of electrocardiosignals, software part is mainly responsible for display ecg, can use the Internet to transfer an electrocardiogram to the medical center, after waiting for doctors to see patients electrocardiogram, use the phone App to tell the patient about the condition and how to treat it. It is convenient for patients to seek medical treatment, relieve the stress of hospital outpatient service, and improve the efficiency of the patient.

Keywords: Heart health; Electrocardiogram; Ecg monitor; App

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 选题目的及意义 1

1.3 发展历史与研究现状 2

1.4 论文的思路形成及安排 2

第二章 相关理论与系统总体设计 4

2.1 心电信号 4

2.2 心电图导联 5

2.3 硬件需求分析 6

2.4 系统架构 7

第三章 硬件平台分析 8

3.1微控制器选型 8

3.2心电采集模块 9

3.3蓝牙模块 10

3.4 电源模块 11

第四章 手机端程序设计 13

4.1 开发环境的搭建 13

4.1.1 Ionic简介 13

4.1.2 Cordova and ionic with visual studio 13

4.2 手机端程序模块分析 15

4.3蓝牙模块设计 16

4.4 开始检测模块设计 17

4.5 实时波形模块设计 17

4.6心电图回放模块设计 18

第五章 系统整体调试 20

5.1 设备使用流程图 20

5.2成果展示 21

第六章 总结与展望 23

6.1本文总结 23

6.2展望 23

致 谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1 选题背景

《美国心脏病学会》的研究者对中国9.6万名成年人的健康数据进行了分析,为了方便人们理解,决定采用等级制度来描述健康程度。由高到低分别为理想、中等以及低等。最后报告结果显示,低等心血管健康者占总人数的75%,而中等心血管健康者还不到25%,至于理想健康者则少之又少,几乎可以忽略不计。

在另一篇《全球疾病负担报告2013》报告中,近年来中国人群死因前十位的变化如图1-1所示,起止2013年,脑卒中和冠心病已上升到前两名,且因前三种疾病死亡的人数占到了总人数的一半。世界卫生组织认为,人们会患上心血管病主要是因为心脏和血管出了问题。种种迹象表明,保护中国人群的心脏健康已刻不容缓,所以研制一台可以捕捉心肌细胞生物电位变化的心电仪显得格外重要。

图1-1 1990-2013年中国人群死因前十位

1.2 选题目的及意义

心电图(ECG)是心肌细胞电位变化的体现,对研究心脏的功能以及健康状况,有着不可替代的重要作用。医生能够从心电图中看出患者是否心律失常,心脏是否健康。虽然医院里使用的传统12导联心电图仪可以监护静态下的病人,但心脏疾病的发作具有突然性、随机性和性别差异性,尤其女性心脏疾病的发病症状不像男性那么明显,不容易发觉或疑似其它疾病,导致部分女性不太在意,从而忽略了心脏病情。根据以往经验,大多数患者的死亡原因是突发的致命性心律失常和心肌梗塞,因为错过了最佳抢救时间而不幸死亡。另有资料显示,心肌梗塞和心脏骤停的病人大都发生在医院外,患者没能提前做好防备措施。如果可以研发出便携式、小型化、低功耗的心电监护产品,就能够提前捕捉到类似心脏疾病发作前的特殊征兆,从而提前做好应对措施,为患者的健康提供保障。

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