CN105726008A - 基于ATmega32的远程心电监护仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以完成心电信号的采集、存储，并将存储的心电数据通过手机传输到医院的PC的监护仪。本发明的硬件主要包括以下几个部分：微控制器ATmega32、放大电路、滤波电路、采样存储电路、通讯接口等。动态心电记录仪是患者随身携带的，所以以一般2节电池供电。单片机通过一部分逻辑电路与蜂鸣器连接，设置单片机I/O引脚PD2的电平控制蜂鸣器的响灭，依次来判断是哪个报警事件发生，然后去执行相应的程序解决事件，主要是用来监测心电信号的失常，一旦检测到心率不正常，马上启动报警装置，通知患者，患者可以用手机向医院监护中心拨号，传输自己的心电数据，达到及时诊断，及时治疗的目的。

Description

基于ATmega32的远程心电监护仪

技术领域

本发明涉及一种检测仪器，特别涉及一种应用ATmega32的心电监护仪。

背景技术

随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快和饮食结构的改变，心血管疾病的发病率迅速上升，心血管疾病已成为威胁人类健康的主要因素之一。由于心脏病具有病情隐蔽、发展缓慢、发病危险性高的特点，它对心脏病患者、特别是中老年患者的危害性极大，是威胁人类生命安全的“第一杀手”。据统计全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病，在我国因心血管疾病而死亡的人数占死亡人数的44%。可见心脏病已成为危害人类健康的多发病和常见病，因此心脏系统疾病的防治和诊断是当今医学界面临的首要问题。

心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，它比其它生物电信号更易于检测并具有较直观的规律性。当前，心电信号的处理仍是生物医学领域重要的研究对象之一，是医学上十分重要的检测依据。

自本世纪初Einthoven研究发明弦线型心电图描记器并从体表记录心脏电活动以来，心电学发展历经百年。在这期间不仅常规心电图检测技术本身不断改进完善，同时从体表心电图演化派生出来研究心脏电信号的各种检测方法竞相问世，特别是近年来现代电子技术的进步和数字计算机技术的飞跃发展极大的促进了心电信息研究向纵深方向发展。目前常见的心电监护有床边心电监护，动态心电监护，电话心电遥测，无线心电遥测等方式及仪器。床边心电监护限制了病人的活动；HOLTER系统可以长时间连续记录病人的心电动态信息，但无法实现实时分析功能；电话心电遥测仍然会限制病人的活动，且难以做到长时间的监护；无线心电遥测可以让病人在一定范围内活动，其心电信号能实时的反映在遥测分析系统中,但无线心电遥测系统需要发射和接收装置，电路结构复杂，应用芯片较多。

如何进行方便、经济的日常心电监测呢？我们专门设计了一种便携式远程心电监测仪，它具有集成度高、体积小、反应速度快、智能化、稳定及可靠性强等特点，能全自动地监测佩带者的心电信息，然后将心电信息通过手机发送到医院或其他监护部门，自动进行分析、判断，若发现异常，立即发出声音提示，并将异常心电波形记录、存储在计算机中并结合专家意见进行处理。监测记录的心电信息可以通过计算机回放、打印出来，可存储在计算机中作为原始病历档案保存。它不受患者活动状态、记录时间和地点的限制，能为心脏疾病的正确分析、诊断、治疗和监护提供客观指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以完成心电信号的采集、存储，并将存储的心电数据通过手机传输到医院的PC的监护仪。

本发明的目的是这样实现的：

监护仪的硬件主要包括以下几个部分：微控制器ATmega32、放大电路、滤波电路、采样存储电路、通讯接口等。

动态心电记录仪是患者随身携带的，所以我们以一般2节电池供电。采用TI公司生产的无电感正向调节电荷泵DC/DC转换器——TPS60110。在心电仪的运行过程中，有很多地方都会用到报警，因此，报警装置也是心电仪当中不可缺少的一部分。单片机通过一部分逻辑电路与蜂鸣器连接，设置单片机I/O引脚PD2的电平控制蜂鸣器的响灭，依次来判断是哪个报警事件发生，然后去执行相应的程序解决事件。在本论文的设计中，我们主要是用来监测心电信号的失常，一旦检测到心率不正常，马上启动报警装置，通知患者，患者可以用手机向医院监护中心拨号，传输自己的心电数据，达到及时诊断，及时治疗的目的。

本发明的心电仪的主程序中，主要包括注册，采集，存储，分析诊断，报警，有线传输，无线传输等几部分。心电信号的采集具体过程如下：先进行采集子程序初始化，设置A/D转换控制寄存器，再设置单片机内部的T0定时器，然后开中断，开始采样。由ADROAD控制A/D转换的哪个通道。等待中断，进入中断子程序后，进行数据采集，先采基线，然后是定标，最后是心电数据。每次采完样后，将采集的数据送入ADC的数据寄存器中，启动存储程序。回到断点后，执行诊断报警程序，同时等待下一次中断。如此循环，周而复始。这样，系统就能以一个固定的频率不停地进行采样和A/D转换了。

本发明的心电监护仪中，主要是针对心电异常进行报警，当报警事件发生时，调用报警子程序。在报警子程序中，打开定时器定时，并置中断标志，同时使停止采集标志OK置0，执行完后，跳出子程序。当计时时间到，产生定时器中断。在中断服务子程序中,使单片机与蜂鸣器连接的PD2引脚置为低电平，停止蜂鸣器的报警。跳出报警子程序，等待中断子程序完成，蜂鸣器停止之后首先调用存储页号程序，然后调用手机无线传输程序，拨号后进行异常数据的传输。在判断心电是否异常而报警的时候，我们每次所分析的数据是其中20秒的数据，单独判断这20秒数据中有异常现象，不能说明心率不正常，可能是由于外界一些因素而引起的偶然现象，所以每一次分析异常后，不能马上报警，应该继续从数据区中取出一组新数据进行分析，如果在接下来的几组20秒的数据中都有异常，说明心率确实不正常，这时才可以启动报警装置，通知患者。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的软件流程图；

图3为本发明的报警实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，图1为本发明的系统框图。监护仪的硬件主要包括以下几个部分：微控制器ATmega32、放大电路、滤波电路、采样存储电路、通讯接口等。

动态心电记录仪是患者随身携带的，所以我们以一般2节电池供电。采用TI公司生产的无电感正向调节电荷泵DC/DC转换器——TPS60110。在心电仪的运行过程中，有很多地方都会用到报警，因此，报警装置也是心电仪当中不可缺少的一部分。单片机通过一部分逻辑电路与蜂鸣器连接，设置单片机I/O引脚PD2的电平控制蜂鸣器的响灭，依次来判断是哪个报警事件发生，然后去执行相应的程序解决事件。在本论文的设计中，我们主要是用来监测心电信号的失常，一旦检测到心率不正常，马上启动报警装置，通知患者，患者可以用手机向医院监护中心拨号，传输自己的心电数据，达到及时诊断，及时治疗的目的。

结合图2，图2为为本发明的软件流程图。本发明的心电仪的主程序中，主要包括注册，采集，存储，分析诊断，报警，有线传输，无线传输等几部分。心电信号的采集具体过程如下：先进行采集子程序初始化，设置A/D转换控制寄存器，再设置单片机内部的T0定时器，然后开中断，开始采样。由ADROAD控制A/D转换的哪个通道。等待中断，进入中断子程序后，进行数据采集，先采基线，然后是定标，最后是心电数据。每次采完样后，将采集的数据送入ADC的数据寄存器中，启动存储程序。回到断点后，执行诊断报警程序，同时等待下一次中断。如此循环，周而复始。这样，系统就能以一个固定的频率不停地进行采样和A/D转换了。

结合图3，图3为本发明的报警实现流程图。本发明的心电监护仪中，主要是针对心电异常进行报警，当报警事件发生时，调用报警子程序。在报警子程序中，打开定时器定时，并置中断标志，同时使停止采集标志OK置0，执行完后，跳出子程序。当计时时间到，产生定时器中断。在中断服务子程序中,使单片机与蜂鸣器连接的PD2引脚置为低电平，停止蜂鸣器的报警。跳出报警子程序，等待中断子程序完成，蜂鸣器停止之后首先调用存储页号程序，然后调用手机无线传输程序，拨号后进行异常数据的传输。在判断心电是否异常而报警的时候，我们每次所分析的数据是其中20秒的数据，单独判断这20秒数据中有异常现象，不能说明心率不正常，可能是由于外界一些因素而引起的偶然现象，所以每一次分析异常后，不能马上报警，应该继续从数据区中取出一组新数据进行分析，如果在接下来的几组20秒的数据中都有异常，说明心率确实不正常，这时才可以启动报警装置，通知患者。

Claims (3)

1.基于ATmega32的远程心电监护仪，其特征是监护仪的硬件主要包括以下几个部分：微控制器ATmega32、放大电路、滤波电路、采样存储电路、通讯接口等；动态心电记录仪是患者随身携带的，所以我们以一般2节电池供电；采用TI公司生产的无电感正向调节电荷泵DC/DC转换器——TPS60110；在心电仪的运行过程中，有很多地方都会用到报警，因此，报警装置也是心电仪当中不可缺少的一部分；单片机通过一部分逻辑电路与蜂鸣器连接，设置单片机I/O引脚PD2的电平控制蜂鸣器的响灭，依次来判断是哪个报警事件发生，然后去执行相应的程序解决事件；在本论文的设计中，我们主要是用来监测心电信号的失常，一旦检测到心率不正常，马上启动报警装置，通知患者，患者可以用手机向医院监护中心拨号，传输自己的心电数据，达到及时诊断，及时治疗的目的。

2.根据权利要求1所述的基于ATmega32的远程心电监护仪，其特征是：本发明的心电仪的主程序中，主要包括注册，采集，存储，分析诊断，报警，有线传输，无线传输等几部分；心电信号的采集具体过程如下：先进行采集子程序初始化，设置A/D转换控制寄存器，再设置单片机内部的T0定时器，然后开中断，开始采样；由ADROAD控制A/D转换的哪个通道；等待中断，进入中断子程序后，进行数据采集，先采基线，然后是定标，最后是心电数据；每次采完样后，将采集的数据送入ADC的数据寄存器中，启动存储程序；回到断点后，执行诊断报警程序，同时等待下一次中断；如此循环，周而复始；这样，系统就能以一个固定的频率不停地进行采样和A/D转换了。

3.根据权利要求1所述的基于ATmega32的远程心电监护仪，其特征是：本发明的心电监护仪中，主要是针对心电异常进行报警，当报警事件发生时，调用报警子程序；在报警子程序中，打开定时器定时，并置中断标志，同时使停止采集标志OK置0，执行完后，跳出子程序；当计时时间到，产生定时器中断；在中断服务子程序中,使单片机与蜂鸣器连接的PD2引脚置为低电平，停止蜂鸣器的报警；跳出报警子程序，等待中断子程序完成，蜂鸣器停止之后首先调用存储页号程序，然后调用手机无线传输程序，拨号后进行异常数据的传输；在判断心电是否异常而报警的时候，我们每次所分析的数据是其中20秒的数据，单独判断这20秒数据中有异常现象，不能说明心率不正常，可能是由于外界一些因素而引起的偶然现象，所以每一次分析异常后，不能马上报警，应该继续从数据区中取出一组新数据进行分析，如果在接下来的几组20秒的数据中都有异常，说明心率确实不正常，这时才可以启动报警装置，通知患者。